毕业论文---基于PLC的电机故障诊断系统设计

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1、 编号: 毕业论文毕业论文(设计设计) 题 目 基于 PLC 的电机故障诊断系统设计 指导教师 学生姓名 学 号 专 业 机械设计制造及其自动化 教学单位 德州学院机电工程系 时 间 2012 年 4 月 15 日 毕业论文（设计）开题报告书 2012 年 4 月 15 日 院（系） 机电工程系 专业 机械式及制造 姓 名 学号 论文（设计）题目 基于 PLC 的电机故障系统设计 一、选题目的和意义 目的：绞车是配套钻机来使用的，适用于各种井下作业。但是，在使用过程中，电子刹车经常出现 故障，自动暴死，电机出现空转容易烧坏。为了避免电机烧坏和人员伤亡，在绞车上安装了 PLC 检 测系统。因此，

2、 本文简单介绍了国内电机故障诊断系统设计，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。设计了一种基于 PLC 电机故障诊断系统设计，详细介绍了所选用的西 门子 S7-200 PLC 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

3、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/关机指示灯”灭。故障声光报警后，按“报警复位按钮”复位。 本设计选题就是基于 PLC 的电机故障诊断系统设计。 二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势 1、国内外 PLC 发展现状和发展趋势： PLC 自问世以来，经过 40 多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的 产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅 度上升而价格则不断下降。目前，世界上有 200 多个

4、厂家生产 PLC，较有名的：美国： AB 通用电气、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公 司；法国：TE 施耐德公司；韩国：三星、LG 公司等。 我国的 PLC 产品的研制和生产经历了三个阶段：1、顺序控制器（19731979）2、 以微处理器为主的工业控制器 （19791985） 3、 以微处理器为主的可编程序控制器 （1985 以后） 。在对外开放政策的推动下，国外 PLC 产品大量进入我国市场，一部分随成套设 备进口。随着不断的学习与不断开拓的精神，现在，我国自主生产的 PLC 在国内的各行 各业也有了极大的应用，技术含量也越来越高。 PLC 的发展趋势： （

5、1）产品规模向大、小两个方向发展 大：I/O 点数达 14336 点、32 位为微处理器、多 CPU 并行工作、大容量存储器、扫描速 度高速化。 小：由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。 （2）PLC 在闭环过程控制中应用日益广泛 （3）不断加强通讯功能 （4）新器件和模块不断推出高档的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高处理速度外，还有带 处理器的 EPROM 或 RAM 的智能 I/O 模块、高速计数模块、远程 I/O 模块等专用化模块。 （5）编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化有各种简单或复杂的编 程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等

6、编程语言，亦有高档的 PLC 指令系统。 （6）发展容错技术采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。 （7）追求软硬件的标准化。 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。 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