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.doc_电机故障诊断系统设计资源-CSDN文库

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编号:

毕业论文(设计)

题目基于 PLC 的电机故障诊断系统设计

指导教师 xx

学生姓名 xx

学号 xxxxx

专业机械设计制造及其自动化

教学单位 xx 学院机电工程系

时间 20xx 年 4 月 15 日

-xx 学院机电工程系 20xx 届机械设计制造及其自动化毕业论文（设计）

xx 学院毕业论文（设计）开题报告书

20xx 年 4 月 15 日

院（系）

机电工程系

专业

机械式及制造

及其自动化

姓名

xx

学号

xx

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，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。

-xx 学院机电工程系 20xx 届机械设计制造及其自动化毕业论文（设计）

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（1973～1979）2、

以微处理器为主的工业控制器（1979～1985）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：

（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。

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