基于PLC的电机故障诊断系统设计

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

摘要 本文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

基于PLC的电机故障诊断系统设计

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

2008届 机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）

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。

第二章 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

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