基于PLC的电机故障诊断系统设计
基于PLC电机故障诊断系统设计
摘要本文介绍了国内电机故障诊断系统设计以及存在的问题，同时介绍了可编程控制器的工作原理、选型依据。
设计了一种基于PLC电机故障诊断系统，并且详细介绍了所选用的西门子S7-200PLC以及同类型的S7-300、S7-400PLC，根据设计要求对PLC的输入输出I/O进行了分配，并且编写系统运行的梯形图。
准备开机时，按下开机按钮后，首先检测断路器状态，如果断路器初始状态为闭合，电机无法启动，并且声光报警。
如果断路器初始状态为断开，断路器合闸，电机开始启动。
在启动过程中，若发生一级故障，PLC进行相应的保护动作。
启动完成后，“电机开/关指示灯”亮，电机正常运行。
运行过程中，PLC依次循环检测电机是否发生相间短路、断相、低电压、单相接地、过负荷、过电流等故障，若有发生，PLC进行相应保护动作。
关机时，PLC接到关机命令后，断路器跳闸,“电机开/关指示灯”灭。
故障声光报警后，按“报警复位按钮”复位。
本设计的选题就是基于PLC的电机故障诊断系统设计。
关键词：故障诊断；PLC；电机AbstractThis paper introduces the domestic electrical fault diagnosis system design , as well as existing problems and introduces programmable controller at the same time the working principle and selection basis．A PLC-based design of the electrical fault diagnosis system design and detail on the choice of Siemens S7-200 PLC and the same type of S7-300 S7-400 PLC and according to the design requirements of the input and output of the PLC I/O for distribution and preparation of the ladder diagram system operation．Prepared to boot, press the button after boot, the circuit breaker status is detected first．If the circuit breaker initial state is closed, electrical does n’t start and sound and light alar m．If the circuit breaker initial state is disconnected , the circuit breaker close and the electrical start．Start in the process, if a failure occurred, the protection PLC correspond action．Start after the completion of “motor on/off indicator light”on , the electrical normal operate．Running process, PLC followed by motorcycle test whether there has been a phase short circuit, breaking phase, low-voltage, single-phase-to-ground, overload, over-current fault and so on．If occurred, PLC protection act accordingly shut down．PLC received shutdown orders,tripping circuit breakers,“motor on /off indicator light”eliminate．Fault sound and light alarm at the “alarm reset button”reset．This choice is based on the design of the motor PLC fault diagnosis system design．Key words：Fault Diagnosis；PLC；Motor目录1绪论 (5)1.1 PLC的应用以及选题的意义 (5)1.2 PLC应用于故障诊断系统的发展现状 (6)1.3故障诊断方法 (6)2PLC原理介绍及设备总体结构介绍 (7)2.1 PLC发展历程 (7)2.2 PLC控制系统的发展前景 (8)2.3 PLC的分类 (8)2.4 PLC的工作原理 (10)2.5 PLC的组成 (11)3可编程控制器系统设计 (15)3.1 可编程控制器系统设计原则 (15)3.2 可编程控制器系统设计步骤 (15)3.3 可编程控制器系统设计的基本内容 (17)3.4 可编程控制器控制系统的硬件设计 (17)3.5 可编程控制器控制系统的软件设计 (20)3.6 PLC的选取及介绍 (21)3.6.1 SIMATIC S7-200 PLC (21)3.6.2 SIMATIC S7-300 PLC (22)3.6.3 SIMATIC S7-400 PLC (23)3.6.4 工业通讯网络 (23)3.6.5 人机界面HMI (23)3.6.6 SIMATIC S7工业软件 (24)3.7 S7-200系列PLC的硬件配置 (25)3.7.1 CPU模块 (25)3.7.2 数字量扩展模块 (26)3.7.3 模拟量扩展模块 (27)3.7.4 通信模块 (28)3.7.5 编程器 (28)3.7.6 程序存储卡 (29)3.7.7 写入器 (29)3.7.8 文本显示器 (29)4 电机故障诊断系统设计 (30)4.1电机的故障 (30)4.2 电机的保护 (31)4.3 故障诊断系统设计 (33)4.3.1 系统硬件设计 (33)4.3.2 系统软件设计 (36)5 系统电源设计 (47)致谢 (49)参考文献 (50)附录 (51)1绪论1.1 PLC的应用以及选题的意义1.PLC的应用可编程控制器在发展初期由于价格较高，使它的应用受到了限制。
基于PLC电机故障诊断系统设计
基于PLC电机故障诊断系统设计摘要：随着经济的高速发展，现今社会自动化代替人工操作已经不是梦想，PLC可编程逻辑控制器（PLC）是实现自动化操作的基础。
一个完善的PLC控制系统不仅仅只是使整个自动化操作系统满足工业自动化控制的要求还可以在自动化生产系统出现故障时及时的对故障进行诊断和处理，保证了生产设备的正常运转。
PLC故障的诊断和处理是体现自动化控制系统代替人工操作实现自我诊断和处理的先进化程度，同时也是衡量自动化控制的智能化指标。
PLC 对于整个系统故障的自我诊断对于工业控制具有较的实用价值。
关键词：PLC电机故障诊断系统设计中图分类号：TM57 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）06-0278-02在当下的工业生产过程中，PLC控制系统在工业智能化的领域被大量的使用，是实现工业自动化控制的中间力量。
PLC的完善程度决定着整个自动化操作系统的安全性和可靠性，PLC故障诊断系统它在工业自动化控制中占有举足轻重的地位。
一、电机系统的组成和工作原理PLC电机系统主要由上位计算机和一套PLC监控系统组成[1]。
上位计算机为用户提供数据、图形和事件的显示。
PLC 通过外部变送器、互感器和发动机连接完成自动化系统设备的故障信号检测并将这些数据转化为通讯数据传输给上位计算机。
上位计算机通过对故障原因进行分析和判断，分析和判断后的结果通过数据传送给人机界面。
人机界面给出故障点解释故障的诊断结果，并在人机界面给出相应排除故障的建议。
电机故障诊断系统的框架图如下：当操作人员按下生产系统的开机按钮后，PLC电机故障诊断系统先对断路器的闭合或断开的形态进行判断，如果电机故障诊断系统监测到断路器初始状态为闭合那么电机将无法启动，并且伴随报警，反之则启动成功。
电机启动成功的标志是在控制柜上电机的“开/关”指示灯亮起，反之则电机出现故障。
在生产设备运行过程中，PLC不停的对电机有可能发生的故障进行循环的检测。
基于PLC的电机故障诊断系统设计【开题报告】
开题报告电气工程及自动化基于PLC的电机故障诊断系统设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义电机在工农业生产中应用广泛，为各种工农业设备提供原动力，是电气控制系统中的重要环节，给人们的生活带来了极大的便利。
电机故障诊断是一种了解和掌握机器在运行过程的状态，确定其整体或局部正常或异常，早起发现故障及其原因，并能预报故障发展趋势的技术。
电机故障一旦发生，对工作人员的生命财产将会造成很大的损失和严重的后果，在一些特殊的行业甚至会对国家的经济、军事、政治等造成严重后果。
同时由于电机是应用于多行业的复杂系统，尽管在设计、研制阶段已经考虑了诸多因数、采取了有力措施，但由于设计、研制、加工工艺水平等因数等客观条件的影响，甚至还要工作在无人值守、恶劣环境下，难免会发生电机故障。
因此如何提高电机工作的可靠性和安全性已经成为诸多行业关注的热点问题。
电机故障诊断系统正是适应这一需求而发展起来的。
PLC，可编程逻辑控制器，作为一种数学运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，技术与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模仿式输入/输出控制各类型的机械或生产过称。
基于PLC的电机故障诊断系统应运而生。
PLC是现在应用最多最广泛的一种控制装置，利用PLC丰富的内部资源和强大的功能指令，编制故障检测报警程序，不仅可以替代继电器实现相应功能，还可以提高工作的可靠性和系统的灵活性。
PLC以被应用到机械制造、冶金、矿业、轻工等各个领域，大大推进了机电一体化的进程，被人们称为现在工业控制三大支柱之一。
PLC作为一种控制器，具有成熟稳定可靠的性能，到目前为止其已经在工业控制中得到广泛的应用。
PLC系统的设计直接影响着工业控制系统的安全可靠运行。
一个完善的PLC系统除了能够正常运行外，满足工业控制的要求，还必须能在系统出现故障时及时进行故障诊断和故障处理。
(完整版)电气工程及其自动化专业毕业课程设计任务书(综合实践)
信电工程学院电气工程及其自动化专业课程设计任务书（综合实践）课程设计的目的是通过一个实际工程的设计，巩固和加深对课程所学理论知识的理解；培养学生分析问题和独立解决实际问题的能力，理论联系实际的能力，技术与经济全面考虑问题的观点；初步学习工程经济的计算方法等。
因此，课程设计是专业课程教学中重要的实践性环节。
设计题目1：220kV降压变电站电气一次部分设计1、设计任务根据电力系统规划需新建一座220kV终端变电站。
该站建成后与A、B、C三个220kV电网系统相连并供给110、10kV近区用户供电。
2、原始资料2.1 按照规划要求该所有220kV、110kV和10kV三个电压等级。
本期投产2台变压器预留1台变压器的扩建间隔220kV出线7回其中备用2回110kV出线10回其中备用2回10kV出线14回其中备用2回。
2.2 根据规划本所与系统的连接方式为220kV侧与A及C系统各通过2回架空线路相连与B系统通过1回架空线路相连A与B及B与C之间各有1回架空线路联络。
2.3系统阻抗220kV侧电源A、B、C三个系统容量分别为SA2000MVASB1500MVASC4000MVA系统阻抗标幺值分别为XA 0.3XB 0.4XC 0.2各电抗均以各电源容量为基值计算的标幺值110及10kV侧没有电源。
2.4 110kV侧负荷主要为工厂和地区变电站最大负荷约231MW功率因数cosφ0.9-0.8负荷同时率为0.8其中I、II级负荷占8510kV侧总负荷为12.4MW功率因数cosφ0.9-0.8负荷同时率为0.7Ⅰ、Ⅱ级负荷占70最大一回出线负荷为2500kW所用负荷为400kVAⅠ、Ⅱ级负荷占50。
2.5 220kV和110kV侧出线主保护动作时间为0.2s后备保护时间为2s变压器主保护动作时间为0.2s后备保护时间为1s220kV和110kV侧断路器燃弧时间按0.05s考虑。
2.6 本站拟建地区位于山坡上南面靠丘陵东西北地势平坦、地质构造稳定、土壤电阻率为1.5³102欧²米。
基于PLC的电机故障诊断系统设计_毕业设计
本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：基于PLC的电机故障诊断系统设计基于PLC的电机故障诊断系统设计摘要本文介绍了国内基于PLC的电机故障诊断系统设计，详细分析了三相鼠笼式异步电机常见的故障及故障表现出的症状。
对PLC的选型做出了论述，介绍了S7-200 CPU226的特点。
对模块的扩展做出了详细论述。
对传感器进行相应的选型，对输入输出点做出了相应的分配。
做出了一套基于PLC的电机多故障诊断系统。
本文对基于PLC的电机故障诊断系统硬软件的设计做出了详细论述，做出了故障诊断系统的工艺图及人机界面，做出了程序流程图及梯形图。
关键字：PLC；电机；故障诊断Motor fault diagnosis system based on PLC is designedAbstractThis paper introduces the domestic motor fault diagnosis system based on PLC is designed, detailed analysis of the three-phase squirrel-cage asynchronous motor showed symptoms of the common faults and fault. Type selection of PLC made in this paper, the author introduces the characteristics of S7-200 CPU226. Made on the propagation of the module is discussed in detail. To the corresponding selection, sensor made corresponding allocation of input and output point. Make a set of motor fault diagnosis system based on PLC.In this paper, the motor fault diagnosis system based on PLC, the hard software design has made a detail, the fault diagnosis system of the process diagram and the man-machine interface, making the program flow chart and ladder diagram.The keyword：PLC ; motor fault ; diagnosis目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)绪论 (1)第一章三相鼠笼式异步电机 (3)1.1 鼠笼式异步电机的发展 (3)1.2 鼠笼式异步电机结构及工作原理 (3)1.2.1 鼠笼式异步电机的类型和基本结构 (3)1.2.2 鼠笼式异步电机工作原理 (5)第二章可编程控制器 (7)2.1 PLC简介 (7)2.2 PLC的组成及内部原理 (8)2.3 PLC的发展及现状 (11)2.4 PLC的应用 (11)第三章三相鼠笼式异步电机的故障及分析 (13)3.1 三相鼠笼式异步电机常见故障 (13)3.2 三相鼠笼式异步电机的故障分析 (15)3.3 数据采集 (17)3.3.1保护装置的数据采集 (18)3.3.2传感器的选型 (18)第四章可编程控制器系统设计 (20)4.1可编程控制器系统设计原则 (20)4.1.1可编程控制器的硬件设计原则 (20)4.1.2可编程控制器的软件设计原则 (20)4.2可编程控制器系统设计步骤 (20)4.3 PLC机型选择及扩展 (21)第五章可编程控制器的硬件设计 (24)5.1 系统硬件设计的方案 (24)5.2 I/O地址的分配 (24)5.3 输入/输出电路 (24)5.4显示器 (27)5.5控制面板的设计 (29)5.6系统供电 (30)第六章可编程控制器的软件设计 (31)6.1软件设计的基本要求 (31)6.2软件设计的内容 (31)6.3程序设计的一般步骤 (31)6.3.1主程序 (32)6.3.2程序流程图 (33)6.4程序梯形图 (37)结论 (43)参考文献 (45)附录 (46)绪论电机是一种实现机、电能量转换的电磁装置。
基于PLC的电机故障诊断系统设计论文（西门子S7-200）25000字
目录摘要 (III)ABSTRACT (IV)第1章绪论 (1)1.1电机常见故障和诊断方法 (1)1.1.1 电机常见故障 (1)1.1.2电机诊断方法 (2)1.2PLC的应用以及选题的意义 (3)1.2.1.PLC控制系统故障诊断技术的基本原理 (4)1.2.2.PLC控制系统的故障类型 (4)1.2.3.PLC控制系统的故障诊断方法 (4)1.3系统的设计概要 (6)第2章 PLC结构工作原理和应用 (7)2.1PLC的发展历程 (7)2.2PLC控制系统的发展前景 (8)2.3可编程序控制器PLC的分类 (9)2.4CPU的构成 (10)2.4.1 I/O模块 (11)2.4.2 电源模块.. (12)2.5 PLC的选型方法 (12)2.5.1 输入输出（I/O）点数的估算 (15)2.5.2 存储器容量的估算 (15)2.6 机型的选择 (15)2.7STEP7编程软件介绍 (21)2.7STEP7概述 (21)2.7.1 STEP7-Mirco/WIN的安装 (22)2.7.2 STEP7-Mirco/WIN窗口组件 (23)2.8PLC编程语言的基本指令系统和编程方法 (26)第3章电机故障诊断系统设计 (28)3.1电机故障诊断系统设计原理 (28)3.2电机故障等级分类 . (29)3.3PLC的I/O地址分配 (29)3.4速度检测并整定 (31)3.4.1 设计的基本思路 (31)3.4.2 PLC内部计数器的选择 (32)3.4.3 计数器和定时器设定值的选取 (32)3.4.4 硬件电路 (33)第4章整体硬件电路与元器件选择 (34)4.1整体电路 (34)4.2PLC的CPU供电方式接线电路 (35)4.3PLC的继电器输出电路 (36)4.4电动机的选择及其工作情况 (37)4.5欠电压继电器的选择 (37)4.6过电流继电器的选择 (38)4.7低压断路器的选择 (40)第5章系统程序设计 (41)第6章设计体会与总结 (46)6.1设计总结 (46)6.2毕业设计体会 (46)参考文献 (48)致谢 (49)基于PLC的电机故障诊断系统设计摘要本文介绍了国内电机故障诊断系统设计方法，以及存在问题，同时介绍了可编程控制器的工作原理，选型依据。
基于PLC的电机故障诊断系统设计毕业论文
基于PLC的电机故障诊断系统设计毕业论文毕业设计论文题目基于PLC的电机故障诊断系统设计院系机电工程系专业机电一体化姓名 3学号 3指导教师 3任务与要求任务1明确控制要求确定控制方案2选择PLC类型3输入输出设备选择及输入输出点分配4设计调试5电机故障诊断控制系统的实现要求1介绍所使用PLC及控制系统涉及其它设备的基本情况2分析所设计控制系统的控制对象的工艺流程3确定IO表4设计硬件构成及接线5设计PLC控制程序6依照上述要求撰写毕业论文毕业设计论文进度计划表摘要本文介绍了国内电机故障诊断系统设计以及存在的问题同时介绍了可编程控制器的工作原理选型依据设计了一种基于PLC电机故障诊断系统并且详细介绍了所选用的西门子S7-200PLC以及同类型的S7-300S7-400PLC根据设计要求对PLC的输入输出IO进行了分配并且编写系统运行的梯形图准备开机时按下开机按钮后首先检测断路器状态如果断路器初始状态为闭合电机无法启动并且声光报警如果断路器初始状态为断开断路器合闸电机开始启动在启动过程中若发生一级故障PLC进行相应的保护动作启动完成后电机开关指示灯亮电机正常运行运行过程中PLC依次循环检测电机是否发生相间短路断相低电压单相接地过负荷过电流等故障若有发生PLC进行相应保护动作关机时PLC接到关机命令后断路器跳闸电机开关指示灯灭故障声光报警后按报警复位按钮复位本设计的选题就是基于PLC的电机故障诊断系统设计关键词故障诊断 PLC 电机AbstractThis paper introduces the domestic electrical fault diagnosis system design as well as existing problems and introduces programmable controller at the same time the working principle and selection basis．A PLC-based design of the electrical fault diagnosis system design and detail on the choice of Siemens S7-200 PLC and the same type of S7-300S7-400 PLC and according to the design requirements of the input and output of the PLC IO for distribution and preparation of the ladder diagram system operation．Prepared to boot press the button after boot the circuit breaker status is detected first．If the circuit breaker initial state is closed electrical doesnt start and sound and light alarm．If the circuit breaker initial state is disconnected the circuit breaker close and the electrical start．Start in the process if a failure occurred the protection PLC correspond action．Start after the completion of motor onoff indicator light on the electrical normal operate．Running process PLC followed by motorcycle test whether there has been a phase short circuitbreaking phaselow-voltage single-phase -to -ground overload over-current fault and so on．If occurred PLC protection act accordingly shut down．PLC received shutdown orders tripping circuit breakersmotor on off indicator light eliminate． Fault sound and light alarm at the alarm reset button reset．This choice is based on the design of the motor PLC fault diagnosis system design．KEY WORDFault DiagnosisPLC Motor目录第一章绪论 1第二章 PLC原理介绍及设备总体结构介绍 2 第一节 PLC发展历程 2第二节 PLC的分类3第三节 PLC的工作原理 4第四节 PLC的组成5第三章可编程控制器系统设计8第一节可编程控制器系统设计原则8第二节可编程控制器系统设计步骤8第三节可编程控制器控制系统的硬件设计 9 第四节 PLC的选取及介绍11第五节 S7-200系列PLC的硬件配置14第四章电机故障诊断系统设计18第一节电机的故障18第二节电机的保护19第三节故障诊断系统设计 21第五章系统电源设计33结论35致谢36参考文献37附录38第一章绪论可编程控制器在发展初期由于价格较高使它的应用受到了限制近年来PLC 应用范围迅速扩大主要原因是一方面由于微处理器芯片及相关元件的价格大大下降使得PLC的成本下降另一方面随着PLC的功能大幅度提高它能解决许多复杂的计算和通信问题使得PLC的应用范围日益扩大目前PLC已广泛应用于钢铁石油化工电力建材机械制造汽车轻纺交通运输环保以及文化娱乐等行业PLC作为一种成熟稳定可靠的控制器目前已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用PLC系统的设计直接影响着工业控制系统的安全可靠运行一个完善的PLC系统除了能够正常运行满足工业控制的要求还必须能在系统出现故障时及时进行故障诊断和故障处理故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志对于工业控制具有较高的意义和实用价值PLC是现在应用较多的一种控制装置利用PLC丰富的内部资源及强大的功能指令编制故障检测报警程序提高工作可靠性及其系统的灵活性第二章 PLC原理介绍及设备总体结构介绍第一节 PLC发展历程随着工业自动化程度的不断提高使用继电器构成工业控制系统的缺陷不断地暴露出来首先是复杂的系统使用成百上千各种各样的继电器成千上万根导线只要一个电器一根导线出现故障系统就不能正常工作这就大大降低了这种接线逻辑系统的可靠性且系统维修及改造很不容易到了20世纪60年代末人们设想能否把计算机的通用灵活功能完善与继电-接触器控制系统的简单易懂使用方便生产成本低等特点结合起来生产出一种面向生产过程顺序控制可利用简单语言编程能让完全不熟悉计算机的人也能方便使用的控制器这一设想最早由美国最大的汽车制造商通用汽车公司于1968年提出根据以上要求美国数字设备公司在1969年首先研制出了全世界第一台可编程序逻辑控制器并简称为可编程控制器1971年日本从美国引进这项技术开始生产可编程控制器1973年西德法国等西欧国家也开始研制生产可编程控制器1974年我国开始研制可编程控制器并在1977年应用于工业生产从第一台PLC诞生至今大致经历了如下四次更新换代第一代PLC多数用1位机开发采用磁芯存储器存储仅具有逻辑控制定时计数等功能第二代PLC使用了8位微处理器及半导体存储器其产品逐步系列化功能也有所增强已能实现数字运算传送比较等功能第三代PLC采用了高性能微处理器及位片式中央处理单元工作速度大幅度提高同时促使其向多功能和联网方向发展并具有较强的自诊断能力第四代PLC不仅全面使用16位32位微处理器作为CPU内存容量也更大可以直接用于一些规模较大的复杂控制系统而且编程语言除了可使用传统的梯形图流程图等还可以使用高级语言外设也更加多样化许多软件厂商正在考虑如何利用企业已经成型的控制系统及新建的厂级网络开发控制系统软件帮助企业实现工厂自动化信息化为企业提供控制系统与管理网络的集成目前PLC的功能增强结构优化IO模块趋向分散化智能化编程工具和编程语言更具标准化和高级化PLC的联网通信能力增强向高速度多层次大信息量高可靠性及开放式的通信发展第二节 PLC的分类一按结构形式分类按照结构形式的不同可分为整体式PLC和模块式PLC两种1．整体式PLC 整体式可编程控制器又称为单元式或箱体式它将中央处理单元存储器单元输入输出单元输入输出扩展接口单元和电源单元等集中安装在一个机箱内这种整体式结构的可编程控制器结构紧凑体积小价格低一般小型PLC 如单体设备的开关量自动控制和机电一体化产品都采用这种结构小型PLC的主要型号有三菱F1F2FX2FX0N等系列OMRON C系列P型袖珍机西门子S7系列等2．模块式PLC 模块结构形式将PLC各部分分成若干个单独的模块如CPU模块IO模块电源模块和各种其他功能模块然后组装在机架或母板上在机架或母板的底板上有若干个模块插座和连接这些插座的内部系统总线一些产品的机架或母板上还安装了与输入输出扩展机连接的接口插座这种模块式结构的可编程控制器配置灵活装配方便便于扩展和维修一般大中型PLC都采用这种结构适用于复杂过程控制系统的应用场合常见的有三菱公司的A1NA3N系列立石公司C系列C500C2000H和通用电气公司的90TM-7090TM-30等二按功能点数分类按功能输入输出点数和存储器容量不同可分为小型中型和大型PLC三类1小型PLC 小型PLC又称为低档PLC这类PLC的规模较小它的输入输出点数一般从20点到128点用户存储容量小于2KB具有逻辑运算定时计数移位及自诊断监控等功能有些还有少量的模拟量IO算术运算数据传送远程IO和通信等功能可用于开关量控制定时计数控制顺序控制及少量模拟量控制等场合通常用来代替继电器-接触器控制在单机或小规模生产过程中使用常见的小型PLC产品有三菱公司的F1FX0系列欧姆龙SP20系列和西门子公司的S5-100US7-200等2中型PLC 中型PLC的IO点数通常在128点至512点之间用户程序存储器的容量为2～8KB除具有小型机的功能外还具有较强的模拟量IO数字运算过程参数调节数据传送与比较数值转换中断控制远程IO及通信联网功能中型PLC适用于既有开关量又有模拟量的复杂控制系统如大型注塑机控制配料和称重等中小型连续生产过程控制常见的机型有三菱公司的A1S系列立石公司的C200HC500西门子公司的S5-115U等3大型PLC 大型PLC又称为高档PLCIO点数在512点以上其中IO点数大于8192点的又称为超大型PLC用户存储器容量在8KB以上除具有中型机的功能外还具有较强的数据处理模拟调节特殊功能函数运算监视记录打印以及强大的通信联网中断控制智能控制和远程控制等功能由于大型PLC具有比中小型PLC更强大的功能因此一般用于大规模过程控制分布式控制系统和工厂自动化网络等场合常见的如三菱公司的A3MA3N立石公司的C2000HAB公司的PLC-5以及西门子公司的S5-135US5-155US7-400等第三节 PLC的工作原理小型PLC的工作过程有两个显著特点周期性顺序扫描集中批处理周期性顺序扫描是可编程控制器特有的工作方式PLC在运行过程中总是处在不断循环的顺序扫描过程中由于可编程控制器的IO点数较多采用集中批处理的方法可以简化操作过程便于控制提高系统可靠性因此可编程控制器的另一个主要特点就是对输入采样执行用户程序输出刷新实施集中批处理一公共处理扫描阶段公共处理包括PLC自检执行来自外设命令对看门狗定时器清零等二输入采样扫描阶段这是第一个集中批处理过程在这个阶段中PLC按顺序逐个采集所有输入端子上的信号不论输入端子上是否接线CPU顺序读取全部输入端将所有采集到的一批输入信号写到输入映像寄存器中在当前的扫描周期内用户程序依据的输入信号状态均从输入映像寄存器中去取而不管此时外部输入信号的状态是否变化如果此时外部输入信号的状态发生了变化也只能在下一个扫描周期的输入采样扫描阶段去读取三执行用户程序扫描阶段这是第二个集中批处理过程在执行用户程序阶段CPU对用户程序按顺序进行扫描每扫描到一条指令所需的输入信息状态均从输入映像寄存器中读取而不是直接使用现场的立即输入信号对其他信息则是从PLC的元件映像寄存器中读取在执行用户程序中每一次运算的中间结果都立即写入元件映像寄存器中这样该状态马上就可以被后面将要扫描到的指令所利用对输出继电器的扫描结果也不是马上去驱动外部负载而是将其结果写入元件映像寄存器中的输出映像寄存器中待输出刷新阶段集中批处理所以执行用户程序阶段也是集中批处理过程四输出刷新扫描阶段这是第三个集中批处理过程当CPU对全部用户程序扫描结束后将元件映像寄存器中各输出继电器的状态同时送到输出锁存器中再由输出锁存器经输出端子去驱动各输出继电器所带的负载在输出刷新阶段结束后CPU进入下一个扫描周期第四节 PLC的组成一中央处理单元CPUPLC常用的CPU有通用微处理器单片机和位片式微处理器通用微处理器常用的是8位机和16位机如80808086M68008028680386等单片机常用的有803180518096等位片式微处理器常用的有AMD2901AMD2903等小型PLC大多采用8位微处理器或单片机中型PLC大多采用16位微处理器或单片机大型PLC大多采用高速位片式处理器PLC的档次越高所用的CPU的位数越多运算速度越快功能越强二存储器存储器主要用来存放系统程序用户程序和数据根据存储器在系统中的作用可将其分为系统程序存储器和用户存储器系统程序存储器用来存放制造商为用户提供的监控程序模块化应用功能子程序命令解释程序故障诊断程序及其他管理程序用户存储器是专门提供给用户存放程序和数据的所以用户存储器通常又分为用户程序存储器和用户数据存储器两个部分用户存储器有RAMEPROMEEPROM三种类型用户程序存储器用来存放用户编写的应用程序数据存储器用来存放控制过程中不断改变的信息如输入输出信号各种工作状态计数值定时值运算的中间结果等三输入输出模块及特殊功能模块1输入模块用来接收和采集输入信号输入信号有两类一类是由按钮开关行程开关数字拨码开关接近开关光电开关压力继电器等提供的开关量输入信号另一类是从电位器热电测速电机各种变送器送来的连续变化的模拟量输入信号输入模块还需要将这些不同的电平信号转换成CPU能够接收和处理的数字信号2输出模块的作用是接收中央处理器处理过的数字信号并把它转换成现场执行部件能接收的信号用来控制接触器电磁阀调节阀调速装置等控制的另一类负载是指示灯数字显示器和报警装置等3特殊功能模块随着可编程控制器在工业控制中的广泛应用和发展为了增强可编程控制器的功能扩大其应用范围生产厂家开发了许多供用户选用的特殊功能模块1 模拟量输入输出模块模拟量的输入在过程中应用很广泛如温度压力流量位移等工业检测都是对应电压电流大小的模拟量模拟量经传感器或变送器转换为标准信号输入模块用AD转换器将它们转换成数字量送给CPU进行处理因此模拟量输入模块又叫AD转换输入模块模拟量的输出模块是将CPU处理后的二进制数字信号转换为模拟电压或电流再去控制执行机构因此模拟量输出模块又叫DA 转换输出模块2 高速计数模块高速计数模块是工业控制中常用的智能模块之一它可以把过程控制变量如位置信号速度值流量值累计等送入可编程控制器这些参量的变化速度很快脉冲宽度小于可编程控制器扫描周期按正常扫描输入输出信号来处理会丢失部分参量因此使用脱离可编程控制器独立计数的高速计数器对这些参量进行计数高速计数模块可对几十kHz甚至上MHz的脉冲计数当计数器的当前值等于或大于预置值时输出被驱动3 PID过程控制模块比例积分微分控制模块是实现对连续变化的模拟量闭环控制的智能模块可将PID模块看作一个过程调节器在PID模块上有输入输出接口和进行闭环控制运算的CPU模块一般可以控制多个闭环4 通信模块可编程控制器的通信模块相当于局域网中的网络接口通过通信模块数据总线和可编程控制器的主机连接用硬件和软件一起来实现通信协议可编程控制器的通信模块一般配有几种接口可以通过通信模块上的选择开关进行接口选择实现与别的可编程控制器智能控制设备或计算机之间的通信四电源PLC配有开关式稳压电源模块用来将外部供电电源转换成使PLC内部的CPU 存储器和IO接口等电路工作所需的直流电源PLC的电源部件有很好的稳压措施因此对外部电源的稳定性要求不高小型PLC的电源往往和CPU单元合为一体大中型PLC都有专用电源模块五外部设备接口外部设备接口是可编程控制器主机实现人－机对话机－机对话的通道通过它可编程控制器可以和编程器彩色图形显示器打印机IO扩展单元等相连也可以与其他可编程控制器或上位计算机连接外部设备接口一般是RS-232C或RS-422A 或RS-485串行通信接口该接口的功能是串行并行数据的转换通信格式的识别数据传输的出错校验信号电平的转换等六输入输出扩展单元输入输出扩展单元是可编程控制器输入输出单元的扩展部件当用户所需的输入输出点数或类型超出主机输入输出单元所允许的点数或类型时可以通过加接输入输出扩展单元来解决输入输出扩展单元与主机的输入输出扩展接口相连方式有两种类型简单型和智能型第三章可编程控制器系统设计第一节可编程控制器系统设计原则可编程控制器虽然是以微机技术为核心的一种控制装置但其工作方式与微机控制系统有很大的不同其主要区别是可编程控制器采用的是扫描工作方式和软继电器元件可编程控制器系统设计包括硬件设计与软件设计两个方面设计时可采用硬件与软件并行开发的方法这样可以加快整个系统的开发速度系统设计的主要内容及原则如下一硬件设计可编程控制系统硬件设计的内容主要包括PLC的选型输入输出设备选择控制柜的设计及各种图形的绘制等系统硬件设计应遵循的原则有如下几方面1充分发挥PLC的控制功能最大限度地满足控制系统的要求2力求控制系统经济实用操作方便3保证控制系统安全可靠4控制系统要具有可扩展性二软件设计可编程控制器系统软件设计的任务就是编写出能满足生产控制要求的PLC 用户应用程序即绘制出梯形图编制出指令语句表软件设计应遵循的原则有如下两方面1逻辑关系简明易读易改2少占内存空间减少扫描时间第二节可编程控制器系统设计步骤可编程控制器系统设计的一般方法和步骤的流程图如图31所示图31 PLC系统设计流程图第三节可编程控制器控制系统的硬件设计PLC的选择主要应从PLC的机型容量IO模块电源模块特殊功能模块通信联网能力等方面加以综合考虑一PLC机型的选择PLC机型选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下保证可靠维护使用方便力争具有最佳的性能价格比具体选择时应主要考虑以下几个方面1结构合理机型统一PLC主要有整体式模块式叠装式几种结构形式整体式PLC的每一个IO点的平均价格比模块式的便宜且体积相对较小因此在控制规模不大工艺过程固定环境条件较好的场合应优先考虑采用整体式PLC但模块式PLC在功能扩展方面优于整体式模块式PLC的选择余地都比整体式PLC大维修更换模块判断故障方面较方便因此一般用于控制功能较复杂的控制系统2功能与任务相适应对于只有开关量控制的场合当对控制速度要求不高时可选用一般的低档小型机具有逻辑运算定时计数等基本功能能满足相应的控制要求对于控制比较复杂控制要求较高的大中型控制系统例如要求实现闭环控制PID调节通信联网等功能时可视控制规模及复杂程度选用扫描速度快控制功能强联网通信能力强的中高档PLC3响应速度要求如果设备的实时性要求高或者某些功能或信号有特殊的速度要求时则应考虑PLC的响应速度或响应时间可选用扫描速度高的PLC或选用具有快速响应模块如高速计数模块和中断响应处理功能的PLC等二PLC容量的选择PLC的容量包括两个方面一是IO点数二是用户存储器容量1IO点数的选择首先根据被控对象的IO设备对所需的IO点数进行统计开关量输入点数与开关量输出点数之比可按32估算通常IO点数是根据统计的点数数据再加上10％～15％的裕量来确定以防系统方案的修改或功能的扩展2存储器容量的估算用户程序所需的存储容量大小不仅与PLC系统的IO点数运算处理量程序结构控制要求等因素有关而且还与功能实现的方法程序编写水平有关通常采用经验估算方法来估算经验估算方法是根据每个功能器件类型和IO点数统计所需程序容量的估算公式是存储容量字节开关量IO点数×10模拟量IO通道数×100三输入输出模块的选择输入模块的主要任务是将输入信号转换为合适的电平信号根据输入信号的类型不同输入模块分为直流5122448V等和交流115220V等形式一般情况下信号传输距离在10m以内的可选择直流5V的输入模块信号传输距离在10～30m可选用直流12V或24V的输入模块48V以上的适用于信号传输距离更远的情况输出模块的任务是将PLC内部信号转换为外部的控制信号输出模块的输出方式有继电器输出晶体管输出晶闸管输出三种可根据实际需要选取对开关频繁功率因数低的电感性负载可选用晶闸管输出方式其缺点是价格高过载能力差继电器输出方式适用于电压范围宽导通压降小的负载且价格便宜带载能力强其缺点是寿命短响应速度慢晶体管输出方式比较适合开关频繁功率因数低导通压降小的负载四电源模块的选择电源模块的选择仅对于模块式结构的PLC而言对于整体式PLC不存在电源的选择电源模块的选择主要考虑电源输出额定电流和电源输入电压电源模块的输出额定电流必须大于CPU模块IO模块和其他特殊模块等消耗电流的总和同时还考虑今后IO模块的扩展等因素电源输入电压一般根据现场的实际需要而定五模拟量IO模块及特殊功能模块的选择PLC的模拟量IO模块的主要功能是数据转换模拟量输出模块是将PLC内部的数字量转换为模拟量信号输出至变频器阀门等装置典型模拟量IO模块的量程为-10～10V0～10V1～5V电压型及0～20mA4～20mA电流型等第四节 PLC的选取及介绍德国西门子公司生产的可编程控制器在我国的应用也相当广泛在冶金化工印刷生产线等领域都有应用西门子S7系列PLC体积小速度快标准化功能更强可靠性更高S7系列PLC 产品可分为微型PLC如S7-200小规模性能要求的PLC如S7-300和中高性能要求的PLC如S7-400等一SIMATIC S7-200 PLCS7-200PLC是超小型化的PLC它具有极高的可靠性丰富的指令集易于掌握便捷的操作丰富的内置集成功能实时特性强劲的通信能力丰富的扩展模块适用于各种场合中的检测监测及自动化控制的需要S7-200PLC的强大功能使其无论单。
基于PLC的电机控制系统设计
基于PLC的电机控制系统设计自动化控制技术的革新随着工业自动化的发展，电机控制系统在各个领域的应用日益广泛。
基于PLC（可编程逻辑控制器）的电机控制系统设计应运而生，为电机控制提供了智能化、自动化的解决方案。
本文将详细介绍基于PLC的电机控制系统设计的原理、方法和实际应用，以期为自动化控制技术的革新提供有益的参考。
首先，我们需要了解PLC的基本概念。
PLC是一种可编程逻辑控制器，具有高度可靠性、灵活性和可扩展性。
它可以根据用户的编程逻辑对输入信号进行处理，并输出控制信号，实现对设备的自动控制。
在电机控制系统设计中，PLC可以实现对电机的精确控制，提高控制效率和准确性。
基于PLC的电机控制系统设计主要包括以下几个部分：1. 系统硬件设计：硬件设计是PLC控制系统的基础。
在硬件设计中，需要选择合适的PLC型号、输入输出模块、电源模块等，以满足系统的功能和性能要求。
此外，还需要考虑系统的抗干扰能力，确保在复杂的电磁环境中稳定工作。
2. 系统软件设计：软件设计是PLC控制系统的核心。
在软件设计中，需要编写PLC的梯形图程序，实现对电机的控制逻辑。
梯形图程序应能够根据输入信号的变化，自动调整电机的运行状态，实现电机的精确控制。
3. 系统集成与调试：系统集成是将PLC控制系统与其他设备（如电机、传感器等）相结合的过程。
在系统集成中，需要确保PLC控制系统与其他设施的正常通信和数据交换。
调试则是确保PLC控制系统按照预期工作，包括功能测试、性能测试等。
在实际应用中，基于PLC的电机控制系统具有以下优势：1. 高度可靠性：PLC具有高度可靠性，能够在恶劣的环境下稳定工作，确保电机控制系统的正常运行。
2. 灵活性：PLC控制系统易于编程和修改，可以根据实际控制需求调整控制策略。
3. 可扩展性：PLC控制系统具有良好的可扩展性，可以随时增加或减少控制功能，适应不断变化的控制需求。
4. 易于维护：PLC控制系统采用模块化设计，故障诊断和维护方便，降低了系统的维护成本。
PLC毕业设计----PLC毕业设计题目汇总
PLC毕业设计----PLC毕业设计题目汇总P1.PLC物料运输线控制系统P2.基于PLC的数控机床P3.基于PLC的全自动注塑机P4.基于PLC的全自动药品包装机P5.3层PLC控制电梯P6.PLC控制电梯P7.PLC控制自动门的设计P8.PLC面粉厂设计2P9.X62W万能铣床电气控制的PLC改造P10.三菱分拣装置的PLC控制系统P11.分拣装置的PLC控制系统P12.办公楼五层电梯的PLC控制系统设计P13.基于PLC的全自动洗衣机P14.基于PLC的数控钻床P15.基于PLC的电机故障诊断系统设计P16.基于组态王的PLC温度控制系统设计P17.油田污水处理的PLC控制系统设计P18.电动葫芦PLC控制与遥控改造P19.立体车库PLC控制系统P20.基于PLC的全自动轮胎硫化机P21.基于PLC糖果包装机的系统设计P22.plc在干燥冷冻机中的应用P23.基于plc的排水系统控制设计P24.立体车库PLC控制系统P25.基于PLC的数控机床T功能的实现P26.plc触摸屏控制电动机正反转P27.基于西门子PLC的电梯P28.基于PLC的全自动洗衣机P29.钢板矫正机的PLC控制系统设计P30.PLC在龙门刨床改造中的应用P31.plc交通灯设计P32.立体车库PLC控制系统P33.基于PLC数控钻孔机控制系统设计P34.PLC玻璃生产流水线P35.PLC地铁屏蔽门系统设计P36.PLC控制的变电站检测系统P37.PLC恒压供水系统P38.卧式镗床plc控制系统设计P39.基于PLC 的定量称量与控制P40.PLC玻璃生产流水线P41.桥式天车的PLC控制的虚拟凸轮控制器的开发P42.油脂浸出设车间PLC控制系统P43.plc 在三相异步电机控制中的应用P44.PLC传送带控制系统P45.PLC在电网备用自动投入中的应用P46.plc在岸边集装箱起重机上是应用P47.plc在石油储运自动化系统中的应用P48.PLC小型吊车的控制线路P49.PLC小车填装`控制系统P50.PLC控制机械手设计P51.PLC控制锅炉输煤系统P52.PLC玻璃翻转机的控制P53.PLC自动门控制系统P54.PLC运输机控制系统P55.PLC锅炉灭火保护系统P56.T68镗床plc控制系统设计P57.XA6132万能铣床电气控制的PLC改造P58.三相鼠笼式异步电动机的Y--△起动PLC控制P59.三相步进电动机的PLC控制系统设计P60.三菱PLC简易电子计算器P61.停车自动化PLC控制系统P62.基于PLC控制的加热炉温度串级控制系统设计P63.基于PLC温度控制系统设计P64.基于PLC电热水器水箱水位检测系统的设计P65.基于PLC的全自动洗衣机P66.基于PLC的全自动药品包装机P67.基于PLC的刨台控制系统设计P68.基于PLC的加热反应炉自动控制系统的设计P69.基于PLC的往复式牵引机的电控系统设计P70.基于PLC自动重合闸P71.基于PLC转速电流双闭环数字直流调速系统的设计P72.家用浴缸水温的PLC控制P73.水箱水温的PLC控制P74.污水处理PLC控制系统设计P75.燃油锅炉控制电路PLCP76.用PLC控制步进电机P77.由PLC控制的马达转子专用车床P78.立体车库PLC控制系统P79.西门子S7-200PLC煤矿瓦斯监控系统P80.1007407767基于plc的温室大棚的控制系统的设计P81.1093287185)基于PLC的循环彩灯P82.基于智能仪表和PLC箱式炉电气控制系统设计P83.基于PLC的直流调速监控系统的设计P84.PLC切片机控制系统的设计P85.三相鼠笼式异步电动机的Y--△起动PLC控制P86.磨床PLC控制系统的设计P87.基于单片机的PLC编程控制器P88.三菱物料分拣装置的PLC控制系统P89.基于PLC控制的编织带自动切带机电气系统设计P90.PLC的温度双模控制P91.点火线圈引脚装配机PLC控制系统P92.半精镗床专用机床PLC电控系统的设计P93.plc在数控回转台上的应用P94.西门子PLC步进电机直接控制P95.基于西门子PLC的电梯P96.基于西门子PLC S7-200的三层电梯模拟控制系统设计P97.基于PLC的分拣装置控制系统设计P98.基于PLC的电机故障诊断系统设计P99.应用plc对轴承专用车床的改造P100.PLC自动封箱P101.PLC在工业锅炉自动控制中的应用P102.四层电梯PLC控制系统设计P103.PLC在人造晶体制造设备中的应用P104.PLC控制的对辊破碎机P105.攻丝车床电气控制系统设计PLCP106.PLC在主变压器自动灭火系统中的应用P107.PLC曝气池溶解氧控制技术P108.转台式组合机床PLC控制系统的设计P109.PLC在机械传动中的应用P110.基于PLC的混凝土搅拌站控制系统设计P111.基于PLC的自动售货机的设计P112.基于PLC的污水处理系统的设计P113.基于PLC的电热锅炉控制系统P114.基于西门子PLC的加热炉炉温PID控制研究P115.基于PLC城市照明控制系统的设计P116.西门子s7-200的PLC的4层电梯设计P117.基于PLC 温室大棚系统设计P118.基于PLC的银行排队叫号系统设计P119.PLC在四柱液压机上的应用P120.基于PLC的锅炉温度控制P121.基于PLC的PWM变频调速系统研究P122.PLC锅炉水温串级调节监控系统设计P123.基于plc的智能照明控制系统的设计P124.PLC商店自动门控制P125.PLC控制中小型蒸汽锅炉智能燃烧系统设计。
基于PLC的电气自动化控制系统设计
基于PLC的电气自动化控制系统设计1. 引言1.1 背景介绍电气自动化控制系统是现代工业生产中十分重要的一部分，它可以有效提高生产效率、降低成本、提高产品质量和可靠性。
随着科学技术的不断发展，人们对电气自动化控制系统的要求也越来越高，迫切需要一种能够更灵活、更可靠、更智能地实现控制的技术工具。
随着PLC（可编程逻辑控制器）技术的不断成熟和普及，它在电气自动化控制系统中的应用也越来越广泛。
PLC具有高度可靠性、强大的逻辑处理能力、灵活的编程方式、便于使用和维护等优点，使其成为电气控制系统设计中的首选方案。
本文旨在对基于PLC的电气自动化控制系统设计进行深入探讨，从PLC的概念和特点、电气自动化控制系统的基本原理、PLC在电气自动化控制系统中的应用、PLC的选型与配置以及PLC控制程序设计等方面展开详细介绍。
通过本文的研究，可以更好地了解PLC在电气自动化控制系统中的作用，为实际工程应用提供参考和指导。
1.2 研究意义电气自动化控制系统作为现代工业生产中不可或缺的重要组成部分，其设计与应用已经成为工程领域中的研究热点。
通过对电气自动化控制系统的研究，可以提高生产效率，优化生产流程，降低人力成本，提高产品质量，减少生产安全风险等方面的好处。
随着技术的不断发展和进步，电气自动化控制系统在各个领域的应用也越来越广泛，相关研究的意义与价值也日益凸显。
PLC作为电气自动化控制系统中的核心控制设备，具有高度可靠性、灵活性强、适应性广等优点，在工业控制领域得到了广泛应用。
对基于PLC的电气自动化控制系统的设计与研究具有重要的意义。
通过对PLC的概念、特点、应用等方面进行深入分析，不仅可以帮助工程师更好地理解和掌握PLC在电气自动化控制系统中的作用机制，同时也能够为工程实践提供更合理、更高效的解决方案。
对基于PLC的电气自动化控制系统的设计研究具有重要的理论与实践意义。
1.3 文献综述文献综述部分主要对国内外关于基于PLC的电气自动化控制系统设计的相关研究进行总结和分析。
基于PLC的电机故障诊断系统设计
基于PLC的电机故障诊断系统设计摘要随着工业自动化程度的不断提高，PLC控制系统已经广泛应用于各个行业中，电机是其中最为常见的使用对象之一。
因此，针对电机的故障诊断成为越来越重要的研究领域。
本文基于PLC的电机故障诊断系统，设计开发了一个完整的故障诊断系统。
首先介绍了故障诊断的概念和方法，然后详细讨论了系统的硬件和软件设计，最后通过实验验证了系统的可行性和有效性。
关键词：PLC；电机故障诊断；故障分类；故障诊断系统AbstractWith the increasing degree of industrial automation, PLC control system has been widely used in various industries,and motor is one of the most common objects of use. Therefore, motor fault diagnosis becomes an increasingly important research field. Based on the PLC motor fault diagnosis system, this paper designs and develops a complete fault diagnosis system. Firstly, the concept and method of fault diagnosisare introduced. Then, the hardware and software design of the system are discussed in detail. Finally, the feasibility and effectiveness of the system are verified through experiments.Keywords: PLC; motor fault diagnosis; fault classification; fault diagnosis system引言随着工业自动化程度的不断提高，电机成为各个行业中最为常见的使用对象之一。
基于PLC的电机故障诊断系统设计
目录第一章绪论 (1)1.1 PLC应用于故障诊断系统的发展现状 (1)1.2故障诊断法 (1)第二章 PLC原理介绍及设备总体结构介绍...... . (2)2.1 PLC发展历程 (2)2.2 PLC 控制系统的发展前景 (2)2.3可编程序控制器PLC的分类 (3)2.4 PLC的系统模块 (4)2.5 PLC的选型方法 (4)第三章电机故障诊断系统设计以及PLC的选取 (8)3.1 PLC的选取及介绍. (10)3.2系统框图. (12)第四章电机故障诊断系统设计 (14)4.1电机故障等级分类 (14)4.2 故障诊断程设计 (15)4.3借鉴专家系统故障诊断方法的实现 (17)第五章系统电源设计 (20)5.1 供电电源 (20)第六章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)英文摘要................................... .. (24)第一章绪论1.2 PLC应用于故障诊断系统的发展现状PLC作为一种成熟稳定可靠的控制器，目前已经在工业控制中得到了越来越广泛的应用。
PLC 系统的设计直接影响着工业控制系统的安全可靠运行。
一个完善的PLC系统除了能够正常运行，满足工业控制的要求，还必须能在系统出现故障时及时进行故障诊断和故障处理。
故障自诊断功能是工业控制系统的智能化的一个重要标志，对于工业控制具有较高的意义和实用价值。
1.3故障诊断方法故障诊断一般有两种途径:故障树方法和专家系统方法。
故障树方法利用系统的故障逻辑结构进行逻辑推理，由错误的输出找到可能的输入错误。
这种方法比较适用于系统结构相对简单，各部分耦合少的情况。
专家系统方法通过建立系统故障的知识库与推理机，计算机借助现场的数据利用知识库和推理机进行深入的逻辑推理，找出故障原因。
这种方法适用于系统结构复杂，各部分耦合强的大型工业系统。
PLC是现在应用较多的一种控制装置，利用PLC丰富的内部资源及强大的功能指令，编制故障检测报警程序，不仅可以替代继电器实现相应功能，还可以提高工作可靠性及其系统的灵活性。
基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计
基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计介绍本毕业设计旨在设计基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法。
步进电机是一种常用的精密定位装置，广泛应用于工业自动化领域。
然而，由于长时间使用和其他因素，步进电机控制系统可能会出现故障，影响到正常的工作效果和生产效率。
因此，研究如何快速准确地诊断步进电机控制系统的故障，具有重要的理论和实际意义。
设计目标本设计的目标是设计一种基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法，实现以下功能：- 实时监测步进电机的运行状态和参数；- 自动诊断步进电机控制系统的故障类型和位置；- 提供故障处理建议，辅助工程师进行及时修复。
设计步骤1. 确定监测点：通过分析步进电机的工作原理和控制系统的结构，确定需要监测的重要参数和信号。
2. 选择PLC：根据步骤1的结果，选择合适的PLC控制器，并搭建步进电机控制系统的硬件平台。
3. 编写PLC程序：使用PLC编程语言，编写程序实现步进电机的控制和监测功能。
4. 故障诊断算法设计：基于步骤1的监测数据和步进电机控制系统的工作原理，设计故障诊断算法，并将其嵌入到PLC程序中。
5. 测试和优化：使用真实的步进电机和模拟故障场景，对设计的控制系统进行测试，并根据测试结果进行优化和改进。
预期成果通过设计和实现基于PLC的步进电机控制系统故障诊断方法，预期实现以下成果：- 实现对步进电机运行状态和参数的实时监测；- 能够准确诊断步进电机控制系统的故障类型和位置；- 提供故障处理建议，便于及时修复故障。
参考文献以下是本毕业设计可能涉及到的一些参考文献，供进一步研究和深入了解使用：1. Smith, J. K., & Johnson, M. A. (2018). PLC programming using RSLogix 5000: Understanding ladder logic and the studio 5000 environment. CRC Press.2. Gurevich, K. I., & Andronov, V. A. (2017). Control systems PLC-prn based on mathematical modeling. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 189, No. 1, p. ). IOP Publishing.以上是对基于PLC的步进电机控制系统故障诊断设计毕业设计的简要介绍。
电气工程及自动化毕业设计论文选题
192. 工厂配电 193. 油田污水处理的 PLC 控制系统设计 194. 礼花弹引爆控制装置 195. X62W 万能铣床电气控制的 PLC 改造 196. 基于单片机的主从网络设计 197. 基于单片机控制的吸盘式机械手系统设计 198. 基于单片机水温测量控制系统设计 199. 车库自动监控系统设计 200. 除尘设备振打自动控制系统设计 201. 斗秤加料自动监控系统设计 202. 高炉上料自动监控系统设计 203. 化工生产自动监控系统设计 204. 皮带传输机的自动监控系统设计 205. 升降机自动监控系统设计 206. ±5V 简易直流稳压电源的设计 207. 0~30V 简易可调式直流稳压电源的设计 208. 电力负荷的案例分析 209. 交流电动机调速系统的研究 210. 工厂 10KV 降压变电所 211. 四路彩灯系统设计 212. 办公楼五层电梯的 PLC 控制系统设计
92. 基于 PLC 的全自动注塑机 93. 水塔水位控制系统设计 94. 某大型采暖锅炉输煤系统电气控制设计 95. 城镇居民小区供配电设计
96. 蓄水池水位控制指示及自动控制 97. 数字电子计时器 98. 小型吊车控制设计 99. 电冰箱控制系统设计 100. 考试题库系统的设计与实现 101. 基于 PLC 的电机故障诊断系统设计 102. 化工生产自动监控系统的设计 103. 微机综合自动重合闸设计 104. 定时器设计 105. 基于 PLC 的数控钻床 106. 电梯 PLC 控制系统 107. PLC 面粉厂控制系统设计 108. 10kv 变电站电气设计 109. 电子计算器 110. 数字电子钟设计 111. 数字水印技术分析 112. 政府办公大楼中计算机网络建设的设计方案 113. 数字电子钟设计 114. 35kV 变电站 115. MATABLE 水位控制系统 116. 太阳能热水器 117. 医疗功率器功率控制 118. 三相全控桥整流电路供电给双闭环可逆调速系统 119. 数字电度表的设计
基于PLC技术的直流电机转速控制系统设计
基于PLC技术的直流电机转速控制系统设计目录一、内容概括 (2)1.1 直流电机简介 (2)1.2 PLC技术概述 (3)二、系统需求分析 (4)2.1 控制要求 (6)2.2 性能指标 (6)三、系统设计 (7)3.1 系统结构设计 (9)3.2 PLC选型与配置 (10)3.3 传感器模块设计 (11)3.4 人机界面设计 (13)四、控制算法设计 (14)4.1 PID控制算法原理 (15)4.2 PID参数整定方法 (17)4.3 控制算法实现 (18)五、系统实现与调试 (20)5.1 系统搭建 (21)5.2 调试过程 (22)5.3 调试结果分析 (23)六、系统测试与应用 (24)6.1 测试环境与方法 (26)6.2 测试结果分析 (26)6.3 系统应用场景探讨 (28)七、总结与展望 (29)7.1 系统总结 (30)7.2 未来展望 (31)一、内容概括本文档主要探讨了基于PLC技术的直流电机转速控制系统的设计方案。
介绍了直流电机的基本原理和转速控制的重要性，以及PLC 技术在工业自动化中的广泛应用。
详细阐述了系统设计的目标、硬件选型、软件设计和实现方法。
在系统设计目标中，我们强调了高精度、高稳定性和实时性，以满足实际应用中对电机转速控制的高要求。
硬件选型部分，选择了功能强大的PLC作为控制核心，并配置了相应的输入输出模块和传感器，以实现对电机转速的实时监测和控制。
软件设计方面，采用了梯形图编程语言，编写了功能完善的控制程序，包括初始化、速度调节、故障处理等模块。
在实现方法上，我们描述了如何通过PLC编程实现对电机的速度控制，以及如何通过调试和优化，确保系统的稳定运行和高效性能。
本文档旨在为读者提供一个基于PLC技术的直流电机转速控制系统的设计思路和方法，具有一定的实用性和参考价值。
1.1 直流电机简介直流电机(DC Motor)是一种将电能转换为机械能的电动机，广泛应用于各种机械设备中。
plc的毕业论文题目
1. 基于FX2N—48MRPLC的交通灯控制2。
西门子PLC控制的四层电梯毕业设计论文3. PLC电梯控制毕业论文4. 基于plc的五层电梯控制5。
松下PLC控制的五层电梯设计6。
基于PLC控制的立体车库系统设计7. PLC控制的花样喷泉8。
三菱PLC控制的花样喷泉系统9。
PLC控制的抢答器设计10。
世纪星组态PLC控制的交通灯系统11. X62W型卧式万能铣床设计12. 四路抢答器PLC控制13。
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铁路与公路交叉口护栏自动控制系统15。
基于PLC的机械手自动操作系统16。
三相异步电动机正反转控制17。
基于机械手分选大小球的自动控制18。
基于PLC控制的作息时间控制系统19。
变频恒压供水控制系统20. PLC在电网备用自动投入中的应用21。
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PLC控制的自动售货机毕业设计论文24. 双恒压供水西门子PLC毕业设计25。
交流变频调速PLC控制电梯系统设计毕业论文26。
基于PLC的三层电梯控制系统设计27。
PLC控制自动门的课程设计28。
PLC控制锅炉输煤系统29。
PLC控制变频调速五层电梯系统设计30. 机械手PLC控制设计31. 基于PLC的组合机床控制系统设计32. PLC在改造z—3040型摇臂钻床中的应用33。
超高压水射流机器人切割系统电气控制设计34. PLC在数控技术中进给系统的开发中的应用35。
PLC在船用牵引控制系统开发中的应用36。
智能组合秤控制系统设计37. S7—200PLC在数控车床控制系统中的应用38。
自动送料装车系统PLC控制设计39. 三菱PLC在五层电梯控制中的应用40。
PLC在交流双速电梯控制系统中的应用41. PLC电梯控制毕业论文42。
基于PLC的电机故障诊断系统设计43。
欧姆龙PLC控制交通灯系统毕业论文44. PLC在配料生产线上的应用毕业论文45. 三菱PLC控制的四层电梯毕业设计论文46. 全自动洗衣机PLC控制毕业设计论文47。
浅谈基于PLC电机故障诊断系统设计
浅谈基于PLC电机故障诊断系统设计摘要:现今社会大部分已实现机械自动化代替人力操作,基于PLC 的控制系统是实现自动化操作的基础,自动化操作系统能否安全可靠的运行取决于PLC控制系统的完善程度,PLC控制系统要能实现自动化控制的同时,还要有一套完整的故障排查、处理系统,用以保证整个自动化操作的可靠性。
关键词:PLC 电机故障自诊断系统自动化控制1 电机故障诊断系统的设计构想基于整个系统的综合考虑,可拟列两种不同的故障诊断系统:树形法、数据库系统法。
树形法是根据系统出现故障的逻辑关系,由上至下不断扩展或者说由主枝不断向分枝扩展,其逻辑关系一般是分为是、非、与非、或非四种。
2 电机故障诊断系统各部件的划分2.1 工作电机的电流监测每个工作电机的电流都来自一个总线路的分电器,分电器将总线路分成若干支路后,供给到每台工作电机,所及通过监测每台工作电机的供电支路的电力信号来实现对每台工作电机电流的监测。
具体的实现过程:每条支路的电流信号通过隔离放大器的放大转换成为电压信号,电压信号通过模拟数字转换装置转换成为数据信号传输给计算机,由计算机预先设定的程序进行分析处理。
2.2 故障工作电机的自切除故障工作电机的切除要保证其他工作电机不受影响,通过综合考虑分析,加装三联式的转换开关可完成此项任务,当转换到切除位置时,控制系统就会自动切除故障电机。
为了使切除故障电机时其他工作电机不受影响,应该在每台电机上都并联一个继电器,在电机发生故障时,继电器闭合,将故障电机短路,如此实现切除时不会对其他电机造成影响。
2.3 软件在故障诊断系统中的操作(1)工作电流的监测。
假设对10台电机的工作电流进行监测,通过记录每台电机一天内的电流变化(每天工作10小时,每1小时进行一次工作电流的记录),对每台电机的十次工作电流进行筛选,将十次中最高电流以及最低电流去掉,剩下的8组电流按公式(X1+X2+…..+Xn-1+Xn)/n进行计算拔,所得的拔值与标定值进行比对,差距值超过控制值则为问题电流。
基于PLC电机故障诊断系统设计
基于PLC电机故障诊断系统设计随着经济的高速发展，现今社会自动化代替人工操作已经不是梦想，PLC 可编程逻辑控制器（PLC）是实现自动化操作的基础。
一个完善的PLC控制系统不仅仅只是使整个自动化操作系统满足工业自动化控制的要求还可以在自动化生产系统出现故障时及时的对故障进行诊断和处理，保证了生产设备的正常运转。
PLC故障的诊断和处理是体现自动化控制系统代替人工操作实现自我诊断和处理的先进化程度，同时也是衡量自动化控制的智能化指标。
PLC对于整个系统故障的自我诊断对于工业控制具有较的实用价值。
标签：PLC电机故障诊断系统设计在当下的工业生产过程中，PLC控制系统在工业智能化的领域被大量的使用，是实现工业自动化控制的中间力量。
PLC的完善程度决定着整个自动化操作系统的安全性和可靠性，PLC故障诊断系统它在工业自动化控制中占有举足轻重的地位。
一、电机系统的组成和工作原理PLC电机系统主要由上位计算机和一套PLC监控系统组成[1]。
上位计算机为用户提供数据、图形和事件的显示。
PLC通过外部变送器、互感器和发动机连接完成自动化系统设备的故障信号检测并将这些数据转化为通讯数据传输给上位计算机。
上位计算机通过对故障原因进行分析和判断，分析和判断后的结果通过数据传送给人机界面。
人机界面给出故障点解释故障的诊断结果，并在人机界面给出相应排除故障的建议。
电机故障诊断系统的框架图如下：当操作人员按下生产系统的开机按钮后，PLC电机故障诊断系统先对断路器的闭合或断开的形态进行判断，如果电机故障诊断系统监测到断路器初始状态为闭合那么电机将无法启动，并且伴随报警，反之则启动成功。
电机启动成功的标志是在控制柜上电机的“开/关”指示灯亮起，反之则电机出现故障。
在生产设备运行过程中，PLC不停的对电机有可能发生的故障进行循环的检测。
如果电机发生相间短路、断相和过负荷以及过电流等故障，PLC迅速的对电机故障做出判断和相应的故障分析并且为操作人员给出排除故障的建议。
基于PLC技术的自诊断程序设计
基于PLC技术的自诊断程序设计摘要：PLC技术广泛应用在工业控制系统中，稳定生产是衡量PLC系统性能的重要指标，排除故障时间过长容易导致生产停机，给正常生产带来隐患及损失；如何快速发现并排除故障，缩短故障时间是PLC程序设计的难题。
通过增加自诊断程序可以帮助客户快速排除故障，缩短故障时间，减少故障带来的生产损失；本文结合笔者多年PLC程序设计经验，总结了一套基于西门子S7-300/400PLC、WinCC系统的自诊断程序设计方法，通过该诊断程序的实施可以提前诊断系统中存在的异常情况，有助于操作人员提前发现并及时解决异常情况。
关键词：自诊断；故障排除；PLC1. 引言在生产制造系统中因设备、传感器故障以及工艺参数不满足等异常情况导致系统暂停或停机的情况在所难免，生产制造系统一般不允许频繁或较长时间的停机，如何提前发现系统中存在的异常状态并指导操作人员快速解决异常情况是客户与设计工程师的共同目标。
PLC程序执行是按照预定的条件或顺序执行的，当出现故障或条件不满足等异常情况时，系统会进行自动暂停或停机处理等操作。
通常情况在程序执行时检测到故障或异常情况时通过上位机界面显示报警提示信息，让操作人员处理完异常情况，条件满足后再重启工艺程序。
这种处理流程存在滞后性，当发生异常时已经影响到系统正常运行了。
通过增加自诊断程序功能在还未开机时检查出已经存在的故障或异常情况，让操作员提前处理，这样就避免了在开机过程中出现因异常而暂停或停机的情况。
在开机过程中，自诊断程序也可检查影响当前运行的异常情况，便于帮助操作人员快速排除故障；本文以西门子S7-400PLC、WinCC系统为基础阐述PLC自诊断程序设计思路及实现方法。
2. PLC自诊断程序设计硬件框架本文阐述的PLC自诊断程序设计基于西门子S7-400H系统、WinCC组态软件设计的，操作层采用西门子SIMATIC 过程控制系统作为操作员开发系统，共设置OS冗余操作员站2个，ES工程师组态单站1个，互成冗余的两个OS操作员站，既满足了日常维护和监控的需求，也通过冗余技术，进一步提高了系统的高可靠性。
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基于PLC的电机故障诊断系统设计
摘要:PLC电机已经成为国内外重要的工业生产流行设备,它具有大量的可编程设备仪器,能够很方便进行操作和管理。
本文从PLC电机组成和工作原理的分析出发,从对比当前传统的控制系统和PLC系统,并对电机故障作出了分析和处理方案。
关键词:可编程控制器PLC系统控制系统
在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。
传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable Controller(PC)。
个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。
国控制类产品市场PLC的占有率已超过50%,而且保持着10%～15%的发展速度。
1 电机系统的组成和工作原理
PLC电机系统的组成框图如图1所示,由上位计算机和1套PLC 测控系统组成。
PLC通过外部变送器、互感器与发电机组相连,发电机机端电压U、定子电流I为三相交流电,分别经电压互感器(PT)和电流互感器(CT)转换成三相100V、5A的二次信号,发电机转子励磁电流经过分流器RS转换成75mV信号,再经过三相功率(含有功、无功)变送器、三相电压变送器、直流电流变送器转换成与其成比例的0～10V 电压信号后输入到PLC的模拟量模块。
模拟量经过A/D转换,然后根据互感器、变送器的变换比例计算出机端电压U、转子电流If、有功功率P和无功功率Q的等机组运行量。
PLC每隔20ms采样一次,每40ms将采样的数据保存到故障数据区中。
当发生故障后,PLC记录下故障发生以后的13s数据,故障数据记录过程结束。
当PLC接收到上位机发送来的传送命令时,PLC将记录的故障数据通过串口通讯传送给上位机。
上位机将数据完整的接收下来,经过数据处理显示出机组运行量U、If、P、Q、Ug(电压给定)在故障前7s、后13s的波形曲线,这样就可以对发电机故障进行分析了。
2 PLC电机系统故障诊断分析
故障诊断系统建立在基于PLC和上位计算机组成的控制系统上。
PLC在故障诊断系统中的功能主要是完成输煤系统设备故障信号检测、预处理,转化存储并传输给上位计算机。
上位计算机由于具有强大的科学计算功能,利用专家知识和专家库,完成从故障特征到故障原
因的识别工作。
并通过人机界面,给出故障定位,报告和解释故障诊断结果,并为操作员给出相应的排除故障的建议。
电机的结构同时包含电气和机械两部分,也可以说是电气和机械的结合点。
所以说,它的故障要一分为二的分析。
对电机的振动故障原因也要分成两部分。
一般来讲,电机振动是由于转动部分不平衡、机械故障或电磁方面的原因引起的。
2.1 电机硬件故障
2.1.1 转动硬件故障
转动部分不平衡主要是转子、耦合器、联轴器、传动轮(制动轮)不平衡引起的。
处理方法是先找好转子平衡。
如果有大型传动轮、制动轮、耦合器、联轴器,应与转子分开单独找好平衡。
再有就是转动部分机械松动造成的。
如:铁心支架松动,斜键、销钉失效松动,转子绑扎不紧都会造成转动部分不平衡。
2.1.2 机械故障
机械故障主要分为以下几点:联动部分轴系不对中,中心线不重合,定心不正确。
与电机相联的齿轮、联轴器有毛病。
电机本身结构的缺陷和安装的问题。
电机拖动的负载传导振动。
2.1.3 电气硬件故障
电气硬件故障主要是由于电磁方面发生的,其主要包括了:交流电机定子接线错误、绕线型异步电动机转子绕组短路,同步电机励绕组匝间短路,同步电机励磁线圈联接错误,笼型异步电动机转子断条,转子铁心变形造成定、转子气隙不均,导致气隙磁通不平衡从而造成振动。
2.2 电机软件故障
2.2.1 模拟量故障的诊断
给像犁煤车一样的模拟量信号进行电机电流诊断故障,首先将通过模拟量模块接受的电流变送器模拟信号转化为数字形式信号,再比较整定值或者系统的极限值,如果数字信号小于极限值,可以判断发出信号的设备运行正常;如果数字信号接近甚至达到极限值,发出信号的设备则出现不正常运行状态。
根据各个设备相应参数的变化可以得出该设备的极限值。
2.2.2 各种故障信息的串行通信
利用串行通讯,上位机可以及时沟通PLC的内部寄存器,读取各种故障信息。
上位机通过PLC的RS232通信接口进行Host Link方式串行通信。
上位机在通讯时想PLC先发出一帧包括操作命令,寄存类型,起始地址和即将要读取的积存位置等信息的命令帧。
PLC在收到命令帧后作出相应的反应,如果PLC没有错误则向上位机作出包含了其所需要查询的寄存器值的响应帧。
上位计算机通过读取数据寄存区的值
来获取当前PLC的工作状况,同时上位计算机对PLC的控制也可通过对该区的写操作来完成。
具体的通信实现可以参考相关资料,这里不作详细论述。
3 结语
PLC控制器具有功能强大的可编程控制方法,它可以针对大数据量交换以及实时性要求较高的控制系统,IT技术的应用体现了以太网发展的趋势,同时也为工业以太网的发展提供了更为广阔的空间。
在上述PLC控制器中,由于用数字信号替代模拟信号,因而可实现一对电线上传输多个信号(包括多个运行参数值、多个设备状态、故障信息)同时又为多个设备提供电源,现场设备以外不再需要A/D、D/A转换部件,这样大大减少了导线和连接附件,提高了系统的可靠性和抗干扰能力。
参考文献
[1]冯雍明.电机的工业试验[M].北京:机械工业出版社,1990.
[2]郭仲礼.高压电工实用技术[M].北京:机械工业出版社,2003.。