新PLC梯形圖編程系統(tǒng)研究與電機故障診斷設(shè)計

1、 PLC梯形圖編程系統(tǒng)研究 與電機故障診斷設(shè)計 姓名： 班級： 指導(dǎo)老師：目 錄1研究內(nèi)容及意義2研究方法3仿真設(shè)計4研究成果1研究內(nèi)容及意義內(nèi)容：（1）分析國內(nèi)外現(xiàn)狀，闡述當(dāng)前PLC編程系統(tǒng)的優(yōu)點和缺陷。通過對PLC系統(tǒng)原理的學(xué)習(xí)理解，結(jié)合IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)分析梯形圖語言，以梯形圖編程系統(tǒng)理論知識為基礎(chǔ)，提出基于三菱PLC的電機故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計。（2）選擇三相異步電機的相間短路作為故障檢測點，測量UVW三根相線，如果正常則電機正常啟動，如果出現(xiàn)相間短路，此時報警燈閃爍，警鈴響，按下報警響應(yīng)按鈕后，報警燈常亮，警鈴?fù)Ｖ埂Ｐ迯?fù)后電機自動啟動，按下報警復(fù)位按鈕監(jiān)控開始，持續(xù)監(jiān)測。

2、意義：了解當(dāng)前PLC發(fā)展領(lǐng)域的形勢，加強對PLC系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和編程能力掌握。通過系統(tǒng)仿真設(shè)計雛形，在診斷領(lǐng)域得到更好開發(fā)和拓展可以有效的預(yù)警和防止電機故障的發(fā)生，減少工業(yè)生產(chǎn)損失和安全事故發(fā)生。 圖-1 梯形圖系統(tǒng)概圖（1）編輯模塊1)系統(tǒng)界面管理模塊，負(fù)責(zé)管理工具欄、菜單欄、仿真地址顯示區(qū)域，項目數(shù)據(jù)顯示區(qū)域、查找替換區(qū)域、編譯顯示區(qū)域、項目管理器及編輯區(qū)域等界面分布。2)客戶區(qū)繪制模塊，包括繪制架構(gòu)設(shè)計和繪制算法優(yōu)化等。3)負(fù)責(zé)主程序和子程序的復(fù)制，粘貼，刪除等操作。4)梯形圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，由梯形圖存儲數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計，數(shù)據(jù)構(gòu)造和析構(gòu)算法設(shè)計、節(jié)點庫設(shè)計等組成。節(jié)點庫設(shè)計包括節(jié)點功能設(shè)計、參數(shù)個

3、數(shù)及參數(shù)類別設(shè)計、節(jié)點繪制等功能實現(xiàn)。5)編輯功能邏輯和算法設(shè)計，包括梯形圖編輯操作的實現(xiàn)、項目保存和加載設(shè)計。（2）編譯模塊將梯形圖程序通過中間代碼轉(zhuǎn)換為目標(biāo)代碼。并對梯形圖進(jìn)行邏輯查錯，反饋錯誤信息。1)通過掃描梯形圖程序網(wǎng)絡(luò)，采用塊遞歸劃分法生成 IL 指令表。2)通過IL指令表生成目標(biāo)代碼。3)為確保梯形圖的正確，對梯形圖進(jìn)行錯誤檢測。（3）仿真模塊1)仿真地址顯示器主要用于用戶在開發(fā)過程中對使用的寄存器地址進(jìn)行備注，分別設(shè)置離線仿真寄存器初始值，離線及在線仿真過程中模擬或?qū)崟r顯示寄存器的值。2)根據(jù)離線仿真，用戶可以通過顯示器和項目數(shù)據(jù)了解模擬設(shè)備的運行過程。通過設(shè)計系統(tǒng)虛擬運行內(nèi)核

4、，執(zhí)行編譯生成的目標(biāo)代碼完成。3)在線仿真主要負(fù)責(zé)在設(shè)備運行過程中將設(shè)備各個 IO 口和內(nèi)部寄存器的值通過串口上傳回本系統(tǒng)，寫入仿真地址顯示器和項目數(shù)據(jù)表中，以供用戶監(jiān)控設(shè)備運行情況。4)串口通信模塊，將目標(biāo)代碼下載到控制器，在設(shè)備運行期間將內(nèi)部寄存器值和各個輸入輸出端口的值反饋回系統(tǒng)。電機故障分析及保護(hù)故障分析：1）電機軸承故障 2）轉(zhuǎn)子故障 3）線圈故障電機保護(hù)：1）短路保護(hù) 2）過熱保護(hù) 3）過流保護(hù)4）過負(fù)荷保護(hù) 5）零壓、欠壓保護(hù) 6）失磁保護(hù) 本文將相間短路作為故障分析點，設(shè)計當(dāng)出現(xiàn)相間短路時，報警燈閃爍，報警鈴響。按下報警響應(yīng)按鈕后，報警燈常亮，警鈴?fù)Ｖ箞缶芯糠椒ㄒ弧⑼ㄟ^對PL

5、C系統(tǒng)原理的學(xué)習(xí)理解，結(jié)合IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)，詳細(xì)分析梯形圖語言，以梯形圖編程系統(tǒng)理論知識為基礎(chǔ)，提出基于三菱PLC的電機故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計。二、詳細(xì)介紹PLC工作原理以及總體結(jié)構(gòu)，分析三相異步電機的基本結(jié)構(gòu)，詳細(xì)介紹定子，轉(zhuǎn)子，進(jìn)一步闡述三相異步電機的工作原理并進(jìn)行三相異步電機的故障研究。三、對電機故障診斷進(jìn)行設(shè)計，實現(xiàn)在GX Developer的梯形圖編寫并通過GX Simulator完成仿真調(diào)試。1)憑借過電流保護(hù)理論基礎(chǔ)，設(shè)置模擬輸入電流與電機電流限額比較2)在一定時間內(nèi)電流持續(xù)高于額定值便會直接或間接導(dǎo)致電機故障，電機診斷系統(tǒng)通過對此檢測觸發(fā)報警。3)工作人員聽到系統(tǒng)報警后

6、啟動報警復(fù)位按鈕并對電機進(jìn)行檢測維修。仿真設(shè)計 圖-2 程序運行流程圖輸入設(shè)備 輸入點編號 輸出設(shè)備 輸出點編號電機開關(guān) X000 電機啟動開關(guān) Y000報警響應(yīng)按鈕 X001 報警燈 Y001報警復(fù)位按鈕 X002 報警鈴 Y002電流輸入 X003 圖-3模擬量輸入 圖-4報警系統(tǒng)圖-5 報警復(fù)位研究成果1、通過學(xué)習(xí)PLC原理結(jié)構(gòu)及編程系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，作為論文設(shè)計的基礎(chǔ)，并確定基本設(shè)計框架。2、分析三相異步電機工作原理和常發(fā)故障，針對短路進(jìn)行診斷設(shè)計。3、通過梯形圖編輯和仿真調(diào)試實現(xiàn)診斷功能具體操作實現(xiàn)功能1)憑借過電流保護(hù)理論基礎(chǔ)，設(shè)置模擬輸入電流與電機電流限額比較2)在一定時間內(nèi)電流持續(xù)高于額定值便會直接或間接導(dǎo)致電機故障，電機診斷系統(tǒng)通過對此檢測觸發(fā)報警。3)工作人員聽到系統(tǒng)報警后啟動報警復(fù)位按鈕并對電機進(jìn)行檢測維修。 憑借電機故障報警系統(tǒng)可以監(jiān)測并對電機故障預(yù)警。本次論文設(shè)計僅僅是對電機故障診斷的一個列舉，在診斷系統(tǒng)方面，還有許多先進(jìn)的手段正在開發(fā)。致 謝 在本次畢業(yè)設(shè)計中，在系統(tǒng)設(shè)計和軟件使用方面都遇到了很多問題，經(jīng)過指導(dǎo)老師和同學(xué)們的幫助，才能夠?qū)⒗碚撝R運用到設(shè)計中，通過編程仿真實現(xiàn)設(shè)計目的。在此，感謝xxx老師對我設(shè)計的細(xì)心指導(dǎo)，也感謝同學(xué)們?yōu)槲业脑O(shè)計提供幫助。在整個設(shè)計過程中，