《毕业设计-基于PLC的电机故障诊断系统设计》.doc

目录 1 引言 2 1.1 PLC应用于故障诊断系统的发展现状 2 1.2 故障诊断方法 3 2 PLC原理介绍及设备总体结构介绍 3 2.1 PLC发展历程 3 2.2 PLC 控制系统的发展前景 3 2.3 可编程序控制器PLC的分类 4 2.4 PLC的系统模块 5 2.4.1 CPU的构成 5 2.4.2 I/O模块 5 2.4.3 电源模块 6 2.4.4 PLC系统的其它设备 6 2.4.5 PLC的通信联网 6 3 三相异步电机的工作原理及故障点分析 6 3.1 三相异步电机的基本结构 6 3.1.1 定子 6 3.1.2 转子 7 3.2 三相异步电机的工作原理 7 3.3 三相异步电机的故障分析 7 4 电机故障检测系统设计 8 4.1 系统设计 8 4.1.1 系统总体思路 8 4.1.2 短路检测方法 8 4.2 硬件设计 9 4.2.1确定系统中的I/O设备 9 4.2.2 I/O点数的确定及PLC主单元的选型 9 4.2.3 存储器容量的估算 10 4.2.4 系统主模块外部接线设计 10 4.2.5 系统特殊单元的选型及接线设计 11 4.2.6 系统电源设计 12 4.3 软件设计 13 4.3.1 程序流程图设计 13 4.3.2 建立系统PLC的I/O地址的分配 14 4.3.3 模拟量输入模块FX2N-4AD程序设计 14 4.3.4 系统主模块程序编制 15 4.4 系统的调试 17 致谢： 18 参考文献 20 附件1：系统总程序梯形图 21 附件2：系统总接线图 22 基于PLC的电机故障诊断系统设计 机械设计制造及其自动化071班 @@@ 指导老师： @@@ 摘要：本文介绍了PLC应用于故障诊断系统的必要性及发展前景，同时介绍了可编程控制器的工作原理，基本构成和选型依据，并设计了一种基于PLC的电机故障诊断系统。详细介绍了所选用的三菱FX2N系列各个型号的基本特征，以及特殊功能模块的型号和特点。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。 关键词： 故障诊断 系统设计 电机故障 PLC 1 引言 1.1 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，满足工业控制要求，还必须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智能化的一个重要标志，对于工业控制系统具有较高的意义和使用价值。 1.2 故障诊断方法 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，满足工业控制要求，还必须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智能化的一个重要标志，对于工业控制系统具有较高的意义和使用价值。 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。 2 PLC原理介绍及设备总体结构介绍 2.1 PLC发展历程 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）。　上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上