【畢業(yè)設(shè)計(jì)論文】基于plc的電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.目 錄第一章緒論論.111.1 PPLC應(yīng)應(yīng)用于故故障診斷斷系統(tǒng)的的發(fā)展現(xiàn)現(xiàn)狀.11.2故障障診斷法法. 1 HYPERLINK l _Toc196491917 第二章 PLCC原理介介紹及設(shè)設(shè)備總體體結(jié)構(gòu)介介紹. .2 HYPERLINK l _Toc196491918 2.1 PPLC發(fā)發(fā)展歷程程. 2 HYPERLINK l _Toc196491919 2.2 PPLC 控制系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展前景景.2 2 HYPERLINK l _Toc19649192

2、0 .3可編編程序控控制器PPLC的的分類. 32.4 PLCC的系統(tǒng)統(tǒng)模塊. 44 HYPERLINK l _Toc196491926 2.5 PPLC的的選型方方法. 4 HYPERLINK l _Toc196491934 第三章 電機(jī)故故障診斷斷系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)以及及PLCC的選取取.8 HYPERLINK l _Toc196491935 3.1 PPLC的的選取及及介紹.100 HYPERLINK l _Toc196491935 3.2系統(tǒng)統(tǒng)框圖.12 HYPERLINK l _Toc196491936 第四章 電電機(jī)故障障診斷系系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì).114 HYPERLINK l _Toc19649

3、1937 4.1電機(jī)機(jī)故障等等級(jí)分類類.114 HYPERLINK l _Toc196491938 4.2 故故障診斷斷程設(shè)計(jì)計(jì).155 HYPERLINK l _Toc196491943 4.3借鑒鑒專家系系統(tǒng)故障障診斷方方法的實(shí)實(shí)現(xiàn).17 HYPERLINK l _Toc196491948 第五章 系統(tǒng)電電源設(shè)計(jì)計(jì).20 HYPERLINK l _Toc196491949 5.1 供電電電源.220 HYPERLINK l _Toc196491950 第六章 結(jié)結(jié)論.21 HYPERLINK l _Toc196491951 致謝 .222 HYPERLINK l _Toc196491952

4、 參考文獻(xiàn).23 HYPERLINK l _Toc196491952 英文摘要. .24摘要本文介介紹了國(guó)國(guó)內(nèi)電機(jī)機(jī)故障診診斷系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計(jì)，以以及存在在問(wèn)題，同同時(shí)介紹紹了可編編程控制制器的工工作原理理，選型型依據(jù)。設(shè)設(shè)計(jì)了一一種基于于PLCC電機(jī)故故障診斷斷系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)，詳詳細(xì)介紹紹了所選選用的西西門子SS7-2200 PLCC以及同同類型的的S7-3000 S77-4000PLLC，根根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)要求對(duì)對(duì)PLCC的輸入入輸出II/O進(jìn)進(jìn)行了分分配，并并且編寫寫系統(tǒng)運(yùn)運(yùn)行的梯梯形圖。準(zhǔn)備開機(jī)時(shí)，按下開機(jī)按鈕后，首先檢測(cè)斷路器狀態(tài)，如果斷路器初始狀態(tài)為閉合，電機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，并且聲光報(bào)警。如果斷路器初始

5、狀態(tài)為斷開，斷路器合閘，電機(jī)開始啟動(dòng)。在啟動(dòng)過(guò)程中，若發(fā)生一級(jí)故障，PLC進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作。啟動(dòng)完成后，“電機(jī)開/關(guān)指示燈”亮，電機(jī)正常運(yùn)行。運(yùn)行過(guò)程中，PLC依次循環(huán)檢測(cè)電機(jī)是否發(fā)生相間短路、斷相、低電壓、單相接地、過(guò)負(fù)荷、過(guò)電流等故障，若有發(fā)生，PLC進(jìn)行相應(yīng)保護(hù)動(dòng)作。關(guān)機(jī)時(shí)，PLC接到關(guān)機(jī)命令后，斷路器跳閘，“電機(jī)開/關(guān)機(jī)指示燈”滅。故障聲光報(bào)警后，按“報(bào)警復(fù)位按鈕”復(fù)位。本設(shè)計(jì)的選題就是基于PLC的電機(jī)故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 故障障診斷 PLCC 電電機(jī) 第一章 緒緒論1.2 PLCC應(yīng)用于于故障診診斷系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)展展現(xiàn)狀 HYPERLINK /Article/PLC o PLC專

6、區(qū) PLC作為為一種成成熟穩(wěn)定定可靠的的控制器器，目前前已經(jīng)在在工業(yè)控控制中得得到了越越來(lái)越廣廣泛的應(yīng)應(yīng)用。PPLC系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計(jì)直接接影響著著工業(yè)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的安全全可靠運(yùn)運(yùn)行。一一個(gè)完善善的PLLC系統(tǒng)統(tǒng)除了能能夠正常常運(yùn)行，滿滿足工業(yè)業(yè)控制的的要求，還還必須能能在系統(tǒng)統(tǒng)出現(xiàn)故故障時(shí)及及時(shí)進(jìn)行行故障診診斷和故故障處理理。故障障自診斷斷功能是是工業(yè)控控制系統(tǒng)統(tǒng)的智能能化的一一個(gè)重要要標(biāo)志，對(duì)對(duì)于工業(yè)業(yè)控制具具有較高高的意義義和實(shí)用用價(jià)值。 1.3故障障診斷方方法故障診斷一一般有兩兩種途徑徑:故障障樹方法法和專家家系統(tǒng)方方法。故故障樹方方法利用用系統(tǒng)的的故障邏邏輯結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)行邏邏輯推理理，由錯(cuò)錯(cuò)

7、誤的輸輸出找到到可能的的輸入錯(cuò)錯(cuò)誤。這這種方法法比較適適用于系系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，各各部分耦耦合少的的情況。專專家系統(tǒng)統(tǒng)方法通通過(guò)建立立系統(tǒng)故故障的知知識(shí)庫(kù)與與推理機(jī)機(jī)，計(jì)算算機(jī)借助助現(xiàn)場(chǎng)的的數(shù)據(jù)利利用知識(shí)識(shí)庫(kù)和推推理機(jī)進(jìn)進(jìn)行深入入的邏輯輯推理，找找出故障障原因。這這種方法法適用于于系統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜，各部部分耦合合強(qiáng)的大大型工業(yè)業(yè)系統(tǒng)。PLC是現(xiàn)現(xiàn)在應(yīng)用用較多的的一種控控制裝置置，利用用PLCC豐富的的內(nèi)部資資源及強(qiáng)強(qiáng)大的功功能指令令，編制制故障檢檢測(cè)報(bào)警警程序，不不僅可以以替代繼繼電器實(shí)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)應(yīng)功能，還還可以提提高工作作可靠性性及其系系統(tǒng)的靈靈活性。第二章 PLCC原理介介紹及設(shè)設(shè)備總體

8、體結(jié)構(gòu)介介紹2.1 PLCC發(fā)展歷歷程在工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程中中，大量量的開關(guān)關(guān)量順序序控制，它它按照邏邏輯條件件進(jìn)行順順序動(dòng)作作，并按按照邏輯輯關(guān)系進(jìn)進(jìn)行連鎖鎖保護(hù)動(dòng)動(dòng)作的控控制，及及大量離離散量的的數(shù)據(jù)采采集。傳傳統(tǒng)上，這這些功能能是通過(guò)過(guò)氣動(dòng)或或電氣控控制系統(tǒng)統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的。119688年美國(guó)國(guó)GM（通通用汽車車）公司司提出取取代繼電電氣控制制裝置的的要求，第第二年，美美國(guó)數(shù)字字公司研研制出了了基于集集成電路路和電子子技術(shù)的的控制裝裝置，首首次采用用程序化化的手段段應(yīng)用于于電氣控控制，這這就是第第一代可可編程序序控制器器，稱PProggrammmabble Conntroolleer（PPC）。

9、 個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱PC）發(fā)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。國(guó)控制類產(chǎn)產(chǎn)品市

10、場(chǎng)場(chǎng)PLCC的占有有率已超超過(guò)500% , 而且且保持著著10% 115% 的發(fā)展展速度。2.2 PPLC 控制系系統(tǒng)的發(fā)發(fā)展前景景現(xiàn)在, 雖雖然出現(xiàn)現(xiàn)了性能能更加優(yōu)優(yōu)越的 DCSS 和 FCSS 控制制系統(tǒng), PLLC 控控制也終終將會(huì)被被先進(jìn)的的 FCCS 控控制所取取代,但但是目前前以及今今后相當(dāng)當(dāng)長(zhǎng)的一一段時(shí)間間, PPLC 還會(huì)與與 DCCS 和和 FCCS 共共存,這這主要基基于以下下原因:(1) 現(xiàn)在在企業(yè)的的確正在在朝著自自動(dòng)化、信信息化、開開放化的的方向發(fā)發(fā)展,但但這并不不意味著著要將現(xiàn)現(xiàn)有控制制系統(tǒng)推推倒重來(lái)來(lái)。企業(yè)業(yè)投入大大量的人人力和財(cái)財(cái)力建立立起來(lái)的的 PLLC 控控

11、制系統(tǒng)統(tǒng)已經(jīng)成成型,如如果要完完全推翻翻再建立立新的 DCSS 或 FCSS 控制制系統(tǒng),需要更更大的資資金投入入,將造造成很大大的浪費(fèi)費(fèi)。(22) 基基于以上上市場(chǎng)需需求,許許多軟件件廠商(例如: 華富富惠通軟軟件公司司) 正正在考慮慮如何利利用企業(yè)業(yè)已經(jīng)成成型的控控制系統(tǒng)統(tǒng)及新建建的廠級(jí)級(jí)網(wǎng)絡(luò),開發(fā)控控制系統(tǒng)統(tǒng)軟件,幫助企企業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)工廠自自動(dòng)化、信信息化,為企業(yè)業(yè)提供控控制系統(tǒng)統(tǒng)與管理理網(wǎng)絡(luò)的的集成。(3) 目前, PLLC 的的功能增增強(qiáng)、結(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化化, IIO 模模塊趨向向分散化化、智能能化,編編程工具具和編程程語(yǔ)言更更具標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)化和高高級(jí)化。(4) PLCC 的聯(lián)聯(lián)網(wǎng)通信信能力增增強(qiáng),

12、 向高速速度、多多層次、大大信息量量、高可可靠性及及開放式式的通信信發(fā)展。(5) 現(xiàn)在的的 PLLC 系系統(tǒng)與 DCSS 技術(shù)術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總線IIO技術(shù)術(shù)相結(jié)合合,結(jié)構(gòu)構(gòu)開放、擴(kuò)擴(kuò)展方便便、技術(shù)術(shù)先進(jìn)、價(jià)價(jià)格低廉廉。由以以上分析析可以預(yù)預(yù)見(jiàn),未未來(lái) PPLC 將朝著著多功能能化、集集成化、智智能化、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化、開開放化的的方向發(fā)發(fā)展,故故 PLLC 雖雖然面臨臨其它自自動(dòng)化控控制系統(tǒng)統(tǒng)的挑戰(zhàn)戰(zhàn),但同同時(shí)也在在吸收它它們的優(yōu)優(yōu)點(diǎn), 互相融融合,不不斷創(chuàng)新新,在今今后一段段時(shí)間內(nèi)內(nèi)將與其其它先進(jìn)進(jìn)控制方方式并存存,共同同發(fā)展。2.3可編編程序控控制器PPLC的的分類PLC產(chǎn)品品種類繁繁多，其其規(guī)格和和

13、性能也也各不相相同。對(duì)對(duì)PLCC的分類類，通常常根據(jù)其其結(jié)構(gòu)形形式的不不同、功功能的差差異和II/O點(diǎn)點(diǎn)數(shù)的多多少等進(jìn)進(jìn)行大致致分類。（1） 按按結(jié)構(gòu)形形式分類類：根據(jù)PPLC的的結(jié)構(gòu)形形式，可可將PLLC分為為整體式式和模塊塊式兩類類。1.整體式式 PLLC 整整體式PPLC是是將電源源、CPPU、II/O接接口等部部件都集集中裝在在一個(gè)機(jī)機(jī)箱內(nèi)， 具有結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊湊、體積積小、價(jià)價(jià)格低的的特點(diǎn)。小小型PLLC一般般采用這這種整體體式結(jié)構(gòu)構(gòu)。整體體式PLLC由不不同I/O點(diǎn)數(shù)數(shù)的基本本單元（又又稱主機(jī)機(jī)）和擴(kuò)擴(kuò)展單元元組成?；締卧獌?nèi)有CCPU、II/O接接口、與與I/OO擴(kuò)展單單元相連連

14、的擴(kuò)展展口，以以及與編編程器或或EPRROM寫寫入器相相連的接接口等。擴(kuò)擴(kuò)展單元元內(nèi)只有有I/OO和電源源等，沒(méi)沒(méi)有CPPU?；締卧蛿U(kuò)展展單元之之間一般般用扁平平電纜連連接。整整體式PPLC一一般還可可配備特特殊功能能單元，如如模擬量量單元、位位置控制制單元等等，使其其功能得得以擴(kuò)展展。2.模塊式式PLCC是將PPLC各各組成部部分，分分別作成成若干個(gè)個(gè)單獨(dú)的的模塊，如如CPUU模塊、II/O模模塊、電電源模塊塊（有的的含在CCPU模模塊中）以以及各種種功能模模塊。模模塊式PPLC由由框架或或基板和和各種模模塊組成成。模塊塊裝在框框架或基基板的插插座上。這這種模塊塊式PLLC的特特點(diǎn)是

15、配配置靈活活，可根根據(jù)需要要選配不不同規(guī)模模的系統(tǒng)統(tǒng)，而且且裝配方方便，便便于擴(kuò)展展和維修修。大、中中型PLLC一般般采用模模塊式結(jié)結(jié)構(gòu)。還還有一些些PLCC將整體體式和模模塊式的的特點(diǎn)結(jié)結(jié)合起來(lái)來(lái)，構(gòu)成成所謂疊疊裝式PPLC。疊疊裝式PPLC其其CPUU、電源源、I/O接口口等也是是各自獨(dú)獨(dú)立的模模塊，但但它們之之間是靠靠電纜進(jìn)進(jìn)行聯(lián)接接，并且且各模塊塊可以一一層層地地疊裝。這這樣，不不但系統(tǒng)統(tǒng)可以靈靈活配置置，還可可做得體體積小巧巧。（2） 按按功能分分類：根據(jù)PPLC所所具有的的功能不不同，可可將PLLC分為為低檔、中中檔、高高檔三類類。1.低檔PPLC 具有邏邏輯運(yùn)算算、定時(shí)時(shí)、計(jì)數(shù)數(shù)

16、、移位位以及自自診斷、監(jiān)監(jiān)控等基基本功能能，還可可有少量量模擬量量輸入輸出、算算術(shù)運(yùn)算算、數(shù)據(jù)據(jù)傳送和和比較、通通信等功功能。主主要用于于邏輯控控制、順順序控制制或少量量模擬量量控制的的單機(jī)控控制系統(tǒng)統(tǒng)。2.中檔PPLC 除具有有低檔PPLC的的功能外外，還具具有較強(qiáng)強(qiáng)的模擬擬量輸入入輸出出、算術(shù)術(shù)運(yùn)算、數(shù)數(shù)據(jù)傳送送和比較較、數(shù)制制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)遠(yuǎn)程I/O、子子程序、通通信聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)等功能能。有些些還可增增設(shè)中斷斷控制、PPID控控制等功功能，適適用于復(fù)復(fù)雜控制制系統(tǒng)。3.高檔PPLC 除具有有中檔機(jī)機(jī)的功能能外，還還增加了了帶符號(hào)號(hào)算術(shù)運(yùn)運(yùn)算、矩矩陣運(yùn)算算、位邏邏輯運(yùn)算算、平方方根運(yùn)算算及其它它特殊功

17、功能函數(shù)數(shù)的運(yùn)算算、制表表及表格格傳送功功能等。高高檔PLLC機(jī)具具有更強(qiáng)強(qiáng)的通信信聯(lián)網(wǎng)功功能，可可用于大大規(guī)模過(guò)過(guò)程控制制或構(gòu)成成分布式式網(wǎng)絡(luò)控控制系統(tǒng)統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)工廠自自動(dòng)化。（3） 按按I/OO點(diǎn)數(shù)分分類：根據(jù)PPLC的的I/OO點(diǎn)數(shù)的的多少，可可將PLLC分為為小型、中中型和大大型三類類。 1.小型型PLCCI/O點(diǎn)數(shù)數(shù)小于2256點(diǎn)點(diǎn)；單CCPU、88位或116位處處理器、用用戶存儲(chǔ)儲(chǔ)器容量量4K字字以下。2. 中型型PLCCI/O點(diǎn)數(shù)數(shù)256620048點(diǎn)點(diǎn)；雙CCPU，用用戶存儲(chǔ)儲(chǔ)器容量量288K。 3.大型PPLCI/O點(diǎn)數(shù)數(shù) 220488點(diǎn)；多多CPUU，166位、332位處處

18、理器，用用戶存儲(chǔ)儲(chǔ)器容量量8116K .2.4 PPLC的的系統(tǒng)模模塊PLC系統(tǒng)統(tǒng)模塊包包括CPPU、II/O、電電源模塊塊和其他他設(shè)備組組成，各各個(gè)模塊塊之間又又有不同同的構(gòu)成成和結(jié)構(gòu)構(gòu)。2.4.11 CCPU的的構(gòu)成CPU是PPLC的的核心，起起神經(jīng)中中樞的作作用，每每套PLLC至少少有一個(gè)個(gè)CPUU，它按按PLCC的系統(tǒng)統(tǒng)程序賦賦予的功功能接收收并存貯貯用戶程程序和數(shù)數(shù)據(jù)，用用掃描的的方式采采集由現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)輸入入裝置送送來(lái)的狀狀態(tài)或數(shù)數(shù)據(jù)，并并存入規(guī)規(guī)定的寄寄存器中中，同時(shí)時(shí)，診斷斷電源和和PLCC內(nèi)部電電路的工工作狀態(tài)態(tài)和編程程過(guò)程中中的語(yǔ)法法錯(cuò)誤等等。進(jìn)入入運(yùn)行后后，從用用戶程序序存貯器

19、器中逐條條讀取指指令，經(jīng)經(jīng)分析后后再按指指令規(guī)定定的任務(wù)務(wù)產(chǎn)生相相應(yīng)的控控制信號(hào)號(hào)，去指指揮有關(guān)關(guān)的控制制電路。CCPU主主要由運(yùn)運(yùn)算器、控控制器、寄寄存器及及實(shí)現(xiàn)它它們之間間聯(lián)系的的數(shù)據(jù)、控控制及狀狀態(tài)總線線構(gòu)成，CCPU單單元還包包括外圍圍芯片、總總線接口口及有關(guān)關(guān)電路。內(nèi)內(nèi)存主要要用于存存儲(chǔ)程序序及數(shù)據(jù)據(jù)，是PPLC不不可缺少少的組成成單元。在在使用者者看來(lái)，不不必要詳詳細(xì)分析析CPUU的內(nèi)部部電路，但但對(duì)各部部分的工工作機(jī)制制還是應(yīng)應(yīng)有足夠夠的理解解。CPPU的控控制器控控制CPPU工作作，由它它讀取指指令、解解釋指令令及執(zhí)行行指令。但但工作節(jié)節(jié)奏由震震蕩信號(hào)號(hào)控制。運(yùn)運(yùn)算器用用于進(jìn)行

20、行數(shù)字或或邏輯運(yùn)運(yùn)算，在在控制器器指揮下下工作。寄寄存器參參與運(yùn)算算，并存存儲(chǔ)運(yùn)算算的中間間結(jié)果，它它也是在在控制器器指揮下下工作。CPU速度度和內(nèi)存存容量是是PLCC的重要要參數(shù)，它它們決定定著PLLC的工工作速度度，IOO數(shù)量及及軟件容容量等，因因此限制制著控制制規(guī)模。2.4.22 II/O模模塊PLC與電電氣回路路的接口口，是通通過(guò)輸入入輸出部部分（II/O）完完成的。II/O模模塊集成成了PLLC的II/O電電路，其其輸入暫暫存器反反映輸入入信號(hào)狀狀態(tài)，輸輸出點(diǎn)反反映輸出出鎖存器器狀態(tài)。輸輸入模塊塊將電信信號(hào)變換換成數(shù)字字信號(hào)進(jìn)進(jìn)入PLLC系統(tǒng)統(tǒng)，輸出出模塊相相反。II/O分分為開關(guān)關(guān)

21、量輸入入（DII），開開關(guān)量輸輸出（DDO），模模擬量輸輸入（AAI），模模擬量輸輸出（AAO）等等模塊。常用的I/O分類類如下：開關(guān)量量：按電電壓水平平分，有有2200VACC、1110VAAC、224VDDC，按按隔離方方式分，有有繼電器器隔離和和晶體管管隔離。模模擬量：按信號(hào)號(hào)類型分分，有電電流型（44-200mA,0-220mAA）、電電壓型（00-100V,00-5VV,-110-110V）等等，按精精度分，有有12bbit,14bbit,16bbit等等。除了了上述通通用IOO外，還還有特殊殊IO模模塊，如如熱電阻阻、熱電電偶、脈脈沖等模模塊。按按I/OO點(diǎn)數(shù)確確定模塊塊規(guī)格及及數(shù)

22、量，II/O模模塊可多多可少，但但其最大大數(shù)受CCPU所所能管理理的基本本配置的的能力，即即受最大大的底板板或機(jī)架架槽數(shù)限限制。2.4.33 電電源模塊塊PLC電源源用于為為PLCC各模塊塊的集成成電路提提供工作作電源。同同時(shí)，有有的還為為輸入電電路提供供24VV的工作作電源。電電源輸入入類型有有：交流流電源（2220VVAC或或1100VACC），直直流電源源（常用用的為224VDDC）。底板或機(jī)架架大多數(shù)數(shù)模塊式式PLCC使用底底板或機(jī)機(jī)架，其其作用是是：電氣氣上，實(shí)實(shí)現(xiàn)各模模塊間的的聯(lián)系，使使CPUU能訪問(wèn)問(wèn)底板上上的所有有模塊，機(jī)機(jī)械上，實(shí)實(shí)現(xiàn)各模模塊間的的連接，使使各模塊塊構(gòu)成一一個(gè)

23、整體體。2.4.44 PPLC系系統(tǒng)的其其它設(shè)備備編程設(shè)備：編程器器是PLLC開發(fā)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)監(jiān)測(cè)運(yùn)行行、檢查查維護(hù)不不可缺少少的器件件，用于于編程、對(duì)對(duì)系統(tǒng)作作一些設(shè)設(shè)定、監(jiān)監(jiān)控PLLC及PPLC所所控制的的系統(tǒng)的的工作狀狀況，但但它不直直接參與與現(xiàn)場(chǎng)控控制運(yùn)行行。小編編程器PPLC一一般有手手持型編編程器，目目前一般般由計(jì)算算機(jī)（運(yùn)運(yùn)行編程程軟件）充充當(dāng)編程程器。也也就是我我們系統(tǒng)統(tǒng)的上位位機(jī)。人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單單的人機(jī)機(jī)界面是是指示燈燈和按鈕鈕，目前前液晶屏屏（或觸觸摸屏）式式的一體體式操作作員終端端應(yīng)用越越來(lái)越廣廣泛，由由計(jì)算機(jī)機(jī)（運(yùn)行行組態(tài)軟軟件）充充當(dāng)人機(jī)機(jī)界面非非常普及及。2.4.5

24、5 PPLC的的通信聯(lián)聯(lián)網(wǎng)依靠先進(jìn)的的工業(yè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)術(shù)可以迅迅速有效效地收集集、傳送送生產(chǎn)和和管理數(shù)數(shù)據(jù)。因因此，網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在自自動(dòng)化系系統(tǒng)集成成工程中中的重要要性越來(lái)來(lái)越顯著著，甚至至有人提提出網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)就是是控制器器的觀觀點(diǎn)說(shuō)法法。PLLC具有有通信聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的功功能，它它使PLLC與PPLC 之間、PPLC與與上位計(jì)計(jì)算機(jī)以以及其他他智能設(shè)設(shè)備之間間能夠交交換信息息，形成成一個(gè)統(tǒng)統(tǒng)一的整整體，實(shí)實(shí)現(xiàn)分散散集中控控制。多多數(shù)PLLC具有有RS-2322接口，還還有一些些內(nèi)置有有支持各各自通信信協(xié)議的的接口。PPLC的的通信現(xiàn)現(xiàn)在主要要采用通通過(guò)多點(diǎn)點(diǎn)接口（MMPI）的的數(shù)據(jù)通通訊、PPROFFIBUU

25、S 或或工業(yè)以以太網(wǎng)進(jìn)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)。2.5 PLCC的系統(tǒng)統(tǒng)模塊選選擇方法法在PLC系系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)，首首先應(yīng)確確定控制制方案，下下一步工工作就是是PLCC工程設(shè)設(shè)計(jì)選型型。工藝藝流程的的特點(diǎn)和和應(yīng)用要要求是設(shè)設(shè)計(jì)選型型的主要要依據(jù)。PPLC及及有關(guān)設(shè)設(shè)備應(yīng)是是集成的的、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的，按按照易于于與工業(yè)業(yè)控制系系統(tǒng)形成成一個(gè)整整體，易易于擴(kuò)充充其功能能的原則則選型所所選用PPLC應(yīng)應(yīng)是在相相關(guān)工業(yè)業(yè)領(lǐng)域有有投運(yùn)業(yè)業(yè)績(jī)、成成熟可靠靠的系統(tǒng)統(tǒng)，PLLC的系系統(tǒng)硬件件、軟件件配置及及功能應(yīng)應(yīng)與裝置置規(guī)模和和控制要要求相適適應(yīng)。熟熟悉可編編程序控控制器、功功能表圖圖及有關(guān)關(guān)的編程程語(yǔ)言有有利于縮縮短編程程時(shí)間

26、。2.5.11 相應(yīng)應(yīng)模塊的的估算工程設(shè)計(jì)計(jì)選型應(yīng)應(yīng)詳細(xì)分分析工藝藝過(guò)程的的特點(diǎn)、控控制要求求，明確確控制任任務(wù)和范范圍確定定所需的的操作，和求價(jià)格格比的PPLC和和設(shè)計(jì)相相應(yīng)的控控制系統(tǒng)統(tǒng)最后選選擇有較較高性能能價(jià)估算算輸入輸輸出點(diǎn)數(shù)數(shù)、所需需存儲(chǔ)器器容量。2.5.111 輸入輸輸出（II/O）點(diǎn)點(diǎn)數(shù)的估估算I/O點(diǎn)數(shù)數(shù)估算時(shí)時(shí)應(yīng)考慮慮適當(dāng)?shù)牡挠嗔?，通通常根?jù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的的輸入輸輸出點(diǎn)數(shù)數(shù)，再增增加100%220%的的可擴(kuò)展展余量后后，作為為輸入輸輸出點(diǎn)數(shù)數(shù)估算數(shù)數(shù)據(jù)。實(shí)實(shí)際訂貨貨時(shí)，還還需根據(jù)據(jù)制造廠廠商PLLC的產(chǎn)產(chǎn)品特點(diǎn)點(diǎn)，對(duì)輸輸入輸出出點(diǎn)數(shù)進(jìn)進(jìn)行圓整整。 存儲(chǔ)儲(chǔ)器容量量的估算算存儲(chǔ)器容量

27、量是可編編程序控控制器本本身能提提供的硬硬件存儲(chǔ)儲(chǔ)單元大大小，程程序容量量是存儲(chǔ)儲(chǔ)器中用用戶應(yīng)用用項(xiàng)目使使用的存存儲(chǔ)單元元的大小小，因此此程序容容量小于于存儲(chǔ)器器容量。設(shè)設(shè)計(jì)階段段，由于于用戶應(yīng)應(yīng)用程序序還未編編制，因因此，程程序容量量在設(shè)計(jì)計(jì)階段是是未知的的，需在在程序調(diào)調(diào)試之后后才知道道。為了了設(shè)計(jì)選選型時(shí)能能對(duì)程序序容量有有一定估估算，通通常采用用存儲(chǔ)器器容量的的估算來(lái)來(lái)替代。存儲(chǔ)器內(nèi)存存容量的的估算沒(méi)沒(méi)有固定定的公式式，許多多文獻(xiàn)資資料中給給出了不不同公式式，大體體上都是是按數(shù)字字量I/O點(diǎn)數(shù)數(shù)的100155倍，加加上模擬擬I/OO點(diǎn)數(shù)的的1000倍，以以此數(shù)為為內(nèi)存的的總字?jǐn)?shù)數(shù)（16

28、6位為一一個(gè)字），另另外再按按此數(shù)的的25%考慮余余量。2.5.22 相應(yīng)應(yīng)模塊的的選擇估算好相應(yīng)應(yīng)的模塊塊之后，就就要進(jìn)行行相應(yīng)模模塊的選選擇。包包括輸入入輸出模模塊的選選擇，電電源的選選擇及存存儲(chǔ)器的的選擇。 輸入輸輸出模塊塊的選擇擇輸入輸出模模塊的選選擇應(yīng)考考慮與應(yīng)應(yīng)用要求求的統(tǒng)一一。例如如對(duì)輸入入模塊，應(yīng)應(yīng)考慮信信號(hào)電平平、信號(hào)號(hào)傳輸距距離、信信號(hào)隔離離、信號(hào)號(hào)供電方方式等應(yīng)應(yīng)用要求求。對(duì)輸輸出模塊塊，應(yīng)考考慮選用用的輸出出模塊類類型，通通常繼電電器輸出出模塊具具有價(jià)格格低、使使用電壓壓范圍廣廣、壽命命短、響響應(yīng)時(shí)間間較長(zhǎng)等等特點(diǎn)；可控硅硅輸出模模塊適用用于開關(guān)關(guān)頻繁，電電感性低低功率

29、因因數(shù)負(fù)荷荷場(chǎng)合，但但價(jià)格較較貴，過(guò)過(guò)載能力力較差。輸輸出模塊塊還有直直流輸出出、交流流輸出和和模擬量量輸出等等，與應(yīng)應(yīng)用要求求應(yīng)一致致。可根根據(jù)應(yīng)用用要求，合合理選用用智能型型輸入輸輸出模塊塊，以便便提高控控制水平平和降低低應(yīng)用成成本。考考慮是否否需要擴(kuò)擴(kuò)展機(jī)架架或遠(yuǎn)程程I/OO機(jī)架等等。 電源源的選擇擇PLC的供供電電源源，除了了引進(jìn)設(shè)設(shè)備時(shí)同同時(shí)引進(jìn)進(jìn)PLCC應(yīng)根據(jù)據(jù)產(chǎn)品說(shuō)說(shuō)明書要要求設(shè)計(jì)計(jì)和選用用外，一一般PLLC的供供電電源源應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)選用2220VVAC電電源，與與國(guó)內(nèi)電電網(wǎng)電壓壓一致。重重要的應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)合合，應(yīng)采采用不間間斷電源源或穩(wěn)壓壓電源供供電。如果PLCC本身帶帶有可使使用電源

30、源時(shí)，應(yīng)應(yīng)核對(duì)提提供的電電流是否否滿足應(yīng)應(yīng)用要求求，否則則應(yīng)設(shè)計(jì)計(jì)外接供供電電源源。為防防止外部部高壓電電源因誤誤操作而而引入PPLC，對(duì)對(duì)輸入和和輸出信信號(hào)的隔隔離是必必要的，有有時(shí)也可可采用簡(jiǎn)簡(jiǎn)單的二二極管或或熔絲管管隔離。存存儲(chǔ)器的的選擇由于計(jì)算機(jī)機(jī)集成芯芯片技術(shù)術(shù)的發(fā)展展，存儲(chǔ)儲(chǔ)器的價(jià)價(jià)格已下下降，因因此，為為保證應(yīng)應(yīng)用項(xiàng)目目的正常常投運(yùn)，一一般要求求PLCC的存儲(chǔ)儲(chǔ)器容量量，按2256個(gè)個(gè)I/OO點(diǎn)至少少選8KK存儲(chǔ)器器選擇。需需要復(fù)雜雜控制功功能時(shí)，應(yīng)應(yīng)選擇容容量更大大，檔次次更高的的存儲(chǔ)器器。第三章 電機(jī)故故障診斷斷系統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)與PLCC的選取取可編程控制制器（PProggramm

31、mabble Loggicaal CConttrolllerr）是220世紀(jì)紀(jì)70年年代以來(lái)來(lái)以微處處理器為為核心，綜綜合計(jì)算算機(jī)技術(shù)術(shù)，自動(dòng)動(dòng)控制技技術(shù)和通通信技術(shù)術(shù)發(fā)展起起來(lái)的一一種新型型工業(yè)自自動(dòng)控制制裝置，由由于它具具有功能能強(qiáng)，可可靠性高高，配置置靈活，使使用方便便以及體體積小，重重量輕等等它的優(yōu)點(diǎn)，使使其在自自動(dòng)化控控制的各各個(gè)領(lǐng)域域得到了了廣泛的的應(yīng)用。近近年來(lái)由由于微電電子技術(shù)術(shù)的發(fā)展展和進(jìn)步步，使具具有完全全功能的的超大規(guī)規(guī)模集成成電路的的價(jià)格日日趨便宜宜，同樣樣也促進(jìn)進(jìn)可編程程控制器器成本大大大降低低，對(duì)于于采用可可編程控控制器來(lái)來(lái)代替?zhèn)鱾鹘y(tǒng)繼電電器接觸器器電氣控控制的系系

32、統(tǒng)來(lái)改改造傳統(tǒng)統(tǒng)機(jī)床，無(wú)無(wú)論從經(jīng)經(jīng)濟(jì)上，還還是可靠靠性，維維修性，工工作壽命命上來(lái)說(shuō)說(shuō)，都是是十分經(jīng)經(jīng)濟(jì)和劃劃算的，也也是可行行的優(yōu)選選方案。鑒于以上原原因，本本文設(shè)計(jì)計(jì)了一個(gè)個(gè)基于PPLC電機(jī)故故障診斷斷系統(tǒng)。3.1 PLCC的選取取及介紹紹由于本文設(shè)設(shè)計(jì)采用用的機(jī)型型是西門門子生產(chǎn)產(chǎn)的S77-2000系列列PLCC，下面面對(duì)它進(jìn)進(jìn)行簡(jiǎn)單單介紹。德國(guó)西門子子（SIIEMEENS）公公司生產(chǎn)產(chǎn)的可編編程序控控制器在在我國(guó)的的應(yīng)用也也相當(dāng)廣廣泛，在在冶金、化化工、印印刷生產(chǎn)產(chǎn)線等領(lǐng)領(lǐng)域都有有應(yīng)用。西西門子（SSIEMMENSS）公司司的PLLC產(chǎn)品品包括LLOGOO，S77-2000，SS7-3

33、300，SS7-4400，工工業(yè)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，HMMI人機(jī)機(jī)界面，工工業(yè)軟件件等。西門子S77系列PPLC體體積小、速速度快、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，具具有網(wǎng)絡(luò)絡(luò)通信能能力，功功能更強(qiáng)強(qiáng)，可靠靠性更高高。S77系列PPLC產(chǎn)產(chǎn)品可分分為微型型PLCC（如SS7-2200），小小規(guī)模性性能要求求的PLLC（如如S7-3000）和中中、高性性能要求求的PLLC（如如S7-4000）等。3.1.11 SSIMAATICC S77-2000 PPLCS7-2000 PPLC是是超小型型化的PPLC，它它適用于于各行各各業(yè)，各各種場(chǎng)合合中的自自動(dòng)檢測(cè)測(cè)、監(jiān)測(cè)測(cè)及控制制等。SS7-2200 PLCC的強(qiáng)大大功能使使其無(wú)論論單

34、機(jī)運(yùn)運(yùn)行，或或連成網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)都能能實(shí)現(xiàn)復(fù)復(fù)雜的控控制功能能。S7-2000PLLC可提提供4個(gè)個(gè)不同的的基本型型號(hào)與88種CPPU可供供選擇使使用3.1.22 SSIMAATICC S77-3000 PPLCS7-3000是模模塊化小小型PLLC系統(tǒng)統(tǒng)，能滿滿足中等等性能要要求的應(yīng)應(yīng)用。各各種單獨(dú)獨(dú)的模塊塊之間可可進(jìn)行廣廣泛組合合構(gòu)成不不同要求求的系統(tǒng)統(tǒng)。與SS7-2200 PLCC比較，SS7-3300 PLCC采用模模塊化結(jié)結(jié)構(gòu)，具具備高速速（0.600.1s）的的指令運(yùn)運(yùn)算速度度；用浮浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)運(yùn)算比較較有效地地實(shí)現(xiàn)了了更為復(fù)復(fù)雜的算算術(shù)運(yùn)算算；一個(gè)個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)用戶接接口的軟軟件工具具方便用用戶

35、給所所有模塊塊進(jìn)行參參數(shù)賦值值；方便便的人機(jī)機(jī)界面服服務(wù)已經(jīng)經(jīng)集成在在S7-3000操作系系統(tǒng)內(nèi)，人人機(jī)對(duì)話話的編程程要求大大大減少少。SIIMATTIC人人機(jī)界面面（HMMI）從從S7-3000中取得得數(shù)據(jù)，SS7-3300按按用戶指指定的刷刷新速度度傳送這這些數(shù)據(jù)據(jù)。S77-3000操作作系統(tǒng)自自動(dòng)地處處理數(shù)據(jù)據(jù)的傳送送；CPPU的智智能化的的診斷系系統(tǒng)連續(xù)續(xù)監(jiān)控系系統(tǒng)的功功能是否否正常、記記錄錯(cuò)誤誤和特殊殊系統(tǒng)事事件（例例如：超超時(shí)，模模塊更換換，等等等）；多多級(jí)口令令保護(hù)可可以使用用戶高度度、有效效地保護(hù)護(hù)其技術(shù)術(shù)機(jī)密，防防止未經(jīng)經(jīng)允許的的復(fù)制和和修改；S7-3000 PLLC設(shè)有有操

36、作方方式選擇擇開關(guān)，操操作方式式選擇開開關(guān)像鑰鑰匙一樣樣可以拔拔出，當(dāng)當(dāng)鑰匙拔拔出時(shí)，就就不能改改變操作作方式，這這樣就可可防止非非法刪除除或改寫寫用戶程程序。具具備強(qiáng)大大的通信信功能，SS7-3300 PLCC可通過(guò)過(guò)編程軟軟件Sttep 7的用用戶界面面提供通通信組態(tài)態(tài)功能，這這使得組組態(tài)非常常容易、簡(jiǎn)簡(jiǎn)單。SS7-3300 PLCC具有多多種不同同的通信信接口，并并通過(guò)多多種通信信處理器器來(lái)連接接AS-I總線線接口和和工業(yè)以以太網(wǎng)總總線系統(tǒng)統(tǒng)；串行行通信處處理器用用來(lái)連接接點(diǎn)到點(diǎn)點(diǎn)的通信信系統(tǒng)；多點(diǎn)接接口（MMPI）集集成在CCPU中中，用于于同時(shí)連連接編程程器、PPC機(jī)、人人機(jī)界面面系

37、統(tǒng)及及其他SSIMAATICC S77/M77/C77等自動(dòng)動(dòng)化控制制系統(tǒng)。3.1.33 SSIMAATICC S77-4000 PPLCS7-4000 PPLC是是用于中中、高檔檔性能范范圍的可可編程序序控制器器。S7-4000 PPLC采采用模塊塊化無(wú)風(fēng)風(fēng)扇的設(shè)設(shè)計(jì)，可可靠耐用用，同時(shí)時(shí)可以選選用多種種級(jí)別（功功能逐步步升級(jí)）的的CPUU，并配配有多種種通用功功能的模模板，這這使用戶戶能根據(jù)據(jù)需要組組合成不不同的專專用系統(tǒng)統(tǒng)。當(dāng)控控制系統(tǒng)統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)擴(kuò)大或升升級(jí)時(shí)，只只要適當(dāng)當(dāng)?shù)卦黾蛹右恍┠Ｄ０澹惚隳苁瓜迪到y(tǒng)升級(jí)級(jí)和充分分滿足需需要。3.1.44 工工業(yè)通訊訊網(wǎng)絡(luò)通訊網(wǎng)絡(luò)是是自動(dòng)化化系統(tǒng)的的

38、支柱，西西門子的的全集成成自動(dòng)化化網(wǎng)絡(luò)平平臺(tái)提供供了從控控制級(jí)一一直到現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)級(jí)的的一致性性通訊，“SIMATIC NET”是全部網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動(dòng)化站以及通過(guò)不同的級(jí)交換數(shù)據(jù)，有標(biāo)準(zhǔn)的接口并且相互之間完全兼容。3.1.55 人人機(jī)界面面（HMMI）硬硬件HMI硬件件配合PPLC使使用，為為用戶提提供數(shù)據(jù)據(jù)、圖形形和事件件顯示，主主要有文文本操作作面板TTD2000（可可顯示中中文），OOP3，OOP7，OOP177等；圖圖形/文文本操作作面板OOP277，OPP37等等，觸摸摸屏操作作面板TTP7，TTP277/377，TPP1700A/BB等；SSIMA

39、ATICC面板型型PC6670等等。個(gè)人人計(jì)算機(jī)機(jī)（PCC）也可可以作為為HMII硬件使使用。HHMI硬硬件需要要經(jīng)過(guò)軟軟件（如如ProoToool）組組態(tài)才能能配合PPLC使使用。3.1.66 SSIMAATICC S77工業(yè)軟軟件西門子的工工業(yè)軟件件分為三三個(gè)不同同的種類類：（1）編程程和工程程工具 編程程和工程程工具包包括所有有基于PPLC或或PC用用于編程程、組態(tài)態(tài)、模擬擬和維護(hù)護(hù)等控制制所需的的工具。SSTEPP 7標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)軟件件包SIIMATTIC S7是是用于SS7-3300/4000，C77 PLLC和SSIMAATICC WiinACC基于PPC控制制產(chǎn)品的的組態(tài)編編程和維維護(hù)

40、的項(xiàng)項(xiàng)目管理理工具，SSTEPP 7-Miccro/WINN是在WWinddowss平臺(tái)上上運(yùn)行的的S7-2000系列PPLC的的編程、在在線仿真真軟件。（2）基于于PC的的控制軟軟件 基于PPC的控控制系統(tǒng)統(tǒng)WinnAC允允許使用用個(gè)人計(jì)計(jì)算機(jī)作作為可編編程序控制制器（PPLC）運(yùn)運(yùn)行用戶戶的程序序，運(yùn)行行在安裝裝了Wiindoows NT44.0操操作系統(tǒng)統(tǒng)的SIIMATTIC工工控機(jī)或或其它任任何商用用機(jī)。WWinAAC提供供兩種PPLC，一一種是軟軟件PLLC，在在用戶計(jì)計(jì)算機(jī)上上作為視視窗任務(wù)務(wù)運(yùn)行。另另一種是是插槽PPLC（在在用戶計(jì)計(jì)算機(jī)上上安裝一一個(gè)PCC卡），它它具有硬硬件P

41、LLC的全全部功能能。WiinACC與SIIMATTIC S7系系列處理理器完全全兼容，其其編程采采用統(tǒng)一一的SIIMATTIC編編程工具具（如SSTEPP 7），編編制的程程序既可可運(yùn)行在在WinnAC上上，也可可運(yùn)行在在S7系系列處理理器上。（3）人機(jī)機(jī)界面軟軟件 人機(jī)界界面軟件件為用戶戶自動(dòng)化化項(xiàng)目提提供人機(jī)機(jī)界面（HHMI）或或SCAADA系系統(tǒng)，支支持大范范圍的平平臺(tái)。人人機(jī)界面面軟件有有兩種，一一種是應(yīng)應(yīng)用于機(jī)機(jī)器級(jí)的的ProoToool，另另一種是是應(yīng)用于于監(jiān)控級(jí)級(jí)的WiinCCC。ProToool適適用于大大部分HHMI硬硬件的組組態(tài)，從從操作員員面板到到標(biāo)準(zhǔn)PPC都可可以用集

42、集成在SSTEPP 7中中的PrroToool有有效地完完成組態(tài)態(tài)。PrroToool/litte用于于文本顯顯示的組組態(tài)，如如：OPP3，OOP7，OOP177，TDD17等等。PrroToool/Proo用于組組態(tài)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)PC和和所有西西門子HHMI產(chǎn)產(chǎn)品，PProTTooll/Prro不只只是組態(tài)態(tài)軟件，其其運(yùn)行版版也用于于Winndowws平臺(tái)臺(tái)的監(jiān)控控系統(tǒng)。WinCCC是一個(gè)個(gè)真正開開放的，面面向監(jiān)控控與數(shù)據(jù)據(jù)采集的的SCAADA（SSupeerviisorry CConttroll annd DDataa Accquiisittionn）軟件件，可在在任何標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)PCC上運(yùn)行行。Wii

43、nCCC操作簡(jiǎn)簡(jiǎn)單，系系統(tǒng)可靠靠性高，與與STEEP 77功能集集成，可可直接進(jìn)進(jìn)入PLLC的硬硬件故障障系統(tǒng)，節(jié)節(jié)省項(xiàng)目目開發(fā)時(shí)時(shí)間。它它的設(shè)計(jì)計(jì)適合于于廣泛的的應(yīng)用，可可以連接接到已存存在的自自動(dòng)化環(huán)環(huán)境中，有有大量的的通信接接口和全全面的過(guò)過(guò)程信息息和數(shù)據(jù)據(jù)處理能能力，其其最新的的WinnCC55.0支支持在辦辦公室通通過(guò)IEE瀏覽器器動(dòng)態(tài)監(jiān)監(jiān)控生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程。3.2 S7-2000系列PPLC的的硬件配配置S7-2000系列列PLCC可提供供4種不不同的基基本單元元和6種種型號(hào)的的擴(kuò)展單單元。其其系統(tǒng)構(gòu)構(gòu)成包括括基本單單元、擴(kuò)擴(kuò)展單元元、編程程器、存存儲(chǔ)卡、寫寫入器、文文本顯示示器等。3.

44、2.11 基基本單元元S7-2000系列列PLCC中可提提供4種種不同的的基本型型號(hào)的88種CPPU供選選擇使用用，其輸輸入輸出出點(diǎn)數(shù)的的分配見(jiàn)見(jiàn)下表：型 號(hào)輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)可帶擴(kuò)展模模塊數(shù)S7-2000CPPU222164S7-2000CPPU2222862個(gè)擴(kuò)展模模塊78路數(shù)字字量I/O點(diǎn)或或10路路模擬量量I/OO點(diǎn)S7-2000CPPU222414107個(gè)擴(kuò)展模模塊168路數(shù)數(shù)字量II/O點(diǎn)點(diǎn)或355路模擬擬量I/O點(diǎn)S7-2000CPPU222624162個(gè)擴(kuò)展模模塊248路數(shù)數(shù)字量II/O點(diǎn)點(diǎn)或355路模擬擬量I/O點(diǎn)S7-2000CPPU2226XMM24162個(gè)擴(kuò)展模模塊248路數(shù)

45、數(shù)字量II/O點(diǎn)點(diǎn)或355路模擬擬量I/O點(diǎn)3.2.22 擴(kuò)擴(kuò)展單元元S7-2000系列列PLCC主要有有6種擴(kuò)擴(kuò)展單元元，它本本身沒(méi)有有CPUU，只能能與基本本單元相相連接使使用，用用于擴(kuò)展展I/OO點(diǎn)數(shù)，SS7-2200系系列PLLC擴(kuò)展展單元型型號(hào)及輸輸入輸出出點(diǎn)數(shù)的的分配如如表3-2所示示。表3-2 S77-2000系列列PLCC擴(kuò)展單單元型號(hào)號(hào)及輸入入輸出點(diǎn)點(diǎn)數(shù)類 型型 號(hào)輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)數(shù)字量擴(kuò)展展模塊EM22118無(wú)EM2222無(wú)8EM22334/8/1164/8/116模擬量擴(kuò)展展模塊EM23113無(wú)EM2322無(wú)2EM2355313.2.33 編編程器PLC在正正式運(yùn)行行時(shí)，不不

46、需要編編程器。編編程器主主要用來(lái)來(lái)進(jìn)行用用戶程序序的編制制、存儲(chǔ)儲(chǔ)和管理理等，并并將用戶戶程序送送入PLLC中，在在調(diào)試過(guò)過(guò)程中，進(jìn)進(jìn)行監(jiān)控控和故障障檢測(cè)。SS7-2200系系列PLLC可采采用多種種編程器器，一般般可分為為簡(jiǎn)易型型和智能能型。簡(jiǎn)易型編程程器是袖袖珍型的的，簡(jiǎn)單單實(shí)用，價(jià)價(jià)格低廉廉，是一一種很好好的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)編程及及監(jiān)測(cè)工工具，但但顯示功功能較差差，只能能用指令令表方式式輸入，使使用不夠夠方便。智智能型編編程器采采用計(jì)算算機(jī)進(jìn)行行編程操操作，將將專用的的編程軟軟件裝入入計(jì)算機(jī)機(jī)內(nèi)，可可直接采采用梯形形圖語(yǔ)言言編程，實(shí)實(shí)現(xiàn)在線線監(jiān)測(cè)，非非常直觀觀，且功功能強(qiáng)大大，S77-2000系列

47、列PLCC的專用用編程軟軟件為SSTEPP7-MMicrro/WWIN。3.2.44 程程序存儲(chǔ)儲(chǔ)卡為了保證程程序及重重要參數(shù)數(shù)的安全全，一般般小型PPLC設(shè)設(shè)有外接接EEPPROMM卡盒接接口，通通過(guò)該接接口可以以將卡盒盒的內(nèi)容容寫入PPLC，也也可將PPLC內(nèi)內(nèi)的程序序及重要要參數(shù)傳傳到外接接EEPPROMM卡盒內(nèi)內(nèi)作為備備份。程程序存儲(chǔ)儲(chǔ)卡EEEPROOM有66ES 72991-88GC000-00XA00和6EES 772911-8GGD000-0XXA0兩兩種，程程序容量量分別為為8K和和16KK程序步步。3.2.55 寫寫入器寫入器的功功能是實(shí)實(shí)現(xiàn)PLLC和EEEPRROM之之間的

48、程程序傳送送，是將將PLCC中RAAM區(qū)的的程序通通過(guò)寫入入器固化化到程序序存儲(chǔ)卡卡中，或或?qū)LLC中程程序存儲(chǔ)儲(chǔ)卡中的的程序通通過(guò)寫入入器傳送送到RAAM區(qū)。3.2.66 文文本顯示示器文本顯示器器TD2200不不僅是一一個(gè)用于于顯示系系統(tǒng)信息息的顯示示設(shè)備，還還可以作作為控制制單元對(duì)對(duì)某個(gè)量量的數(shù)值值進(jìn)行修修改，或或直接設(shè)設(shè)置輸入入/輸出出量。文文本信息息的顯示示用選擇擇/確認(rèn)認(rèn)的方法法，最多多可顯示示80條條信息，每每條信息息最多44個(gè)變量量的狀態(tài)態(tài)。過(guò)程程參數(shù)可可在顯示示器上顯顯示，并并可以隨隨時(shí)修改改。TDD2000面板上上的8個(gè)個(gè)可編程程序的功功能鍵，每每個(gè)都分分配了一一個(gè)存儲(chǔ)儲(chǔ)

49、器位，這這些功能能鍵在啟啟動(dòng)和測(cè)測(cè)試系統(tǒng)統(tǒng)時(shí)，可可以進(jìn)行行參數(shù)設(shè)設(shè)置和診診斷。3.3 系系統(tǒng)框圖圖如下圖，準(zhǔn)準(zhǔn)備開機(jī)機(jī)時(shí)，按按下開機(jī)機(jī)按鈕后后，首先先檢測(cè)斷斷路器狀狀態(tài)，如如果斷路路器初始始狀態(tài)為為閉合，電電機(jī)無(wú)法法啟動(dòng)，并并且聲光光報(bào)警。如如果斷路路器初始始狀態(tài)為為斷開，斷斷路器合合閘，電電機(jī)開始始啟動(dòng)。在在啟動(dòng)過(guò)過(guò)程中，若若發(fā)生一一級(jí)故障障，PLLC進(jìn)行行相應(yīng)的的保護(hù)動(dòng)動(dòng)作。啟啟動(dòng)完成成后，“電機(jī)開開/關(guān)指指示燈”亮，電電機(jī)正常常運(yùn)行。運(yùn)運(yùn)行過(guò)程程中，PPLC依依次循環(huán)環(huán)檢測(cè)電電機(jī)是否否發(fā)生相相間短路路、斷相相、低電電壓、單單相接地地、過(guò)負(fù)負(fù)荷、過(guò)過(guò)電流等等故障，若若有發(fā)生生，PLLC進(jìn)行

50、行相應(yīng)保保護(hù)動(dòng)作作。關(guān)機(jī)機(jī)時(shí)，PPLC接接到關(guān)機(jī)機(jī)命令后后，斷路路器跳閘閘，“電機(jī)開開/關(guān)機(jī)機(jī)指示燈燈”滅。故故障聲光光報(bào)警后后，按“報(bào)警復(fù)復(fù)位按鈕鈕”復(fù)位。如如下圖所所示。第四章 電電機(jī)故障障診斷系系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)故障診斷系系統(tǒng)建立立在基于于PLCC和上位位計(jì)算機(jī)機(jī)組成的的控制系系統(tǒng)上。PPLC在在故障診診斷系統(tǒng)統(tǒng)中的功功能主要要是完成成輸煤系系統(tǒng)設(shè)備備故障信信號(hào)檢測(cè)測(cè)、預(yù)處處理，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)儲(chǔ)并傳輸輸給上位位計(jì)算機(jī)機(jī)。上位位計(jì)算機(jī)機(jī)由于具具有強(qiáng)大大的科學(xué)學(xué)計(jì)算功功能，利利用專家家知識(shí)和和專家?guī)鞄?kù)，完成成從故障障特征到到故障原原因的識(shí)識(shí)別工作作。并通通過(guò) HYPERLINK /Article/HMI

51、 o 人機(jī)界面專區(qū) 人機(jī)機(jī)界面，給給出故障障定位，報(bào)報(bào)告和解解釋故障障診斷結(jié)結(jié)果，并并為操作作員給出出相應(yīng)的的排除故故障的建建議。4.1電機(jī)機(jī)故障等等級(jí)分類類電機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)同時(shí)包包含電氣氣和機(jī)械械兩部分分，也可可以說(shuō)是是電氣和和機(jī)械的的結(jié)合點(diǎn)點(diǎn)。所以以說(shuō)，它它的故障障要一分分為二的的分析。對(duì)對(duì)電機(jī)的的振動(dòng)故故障原因因也要分分成兩部部分。 一般來(lái)來(lái)講，電電機(jī)振動(dòng)動(dòng)是由于于轉(zhuǎn)動(dòng)部部分不平平衡、機(jī)機(jī)械故障障或電磁磁方面的的原因引引起的。 1、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)部分不不平衡主主要是轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子、耦耦合器、聯(lián)聯(lián)軸器、傳傳動(dòng)輪（制制動(dòng)輪）不不平衡引引起的。 處理方方法是先先找好轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子平衡衡。如果果有大型型傳動(dòng)輪輪、制動(dòng)動(dòng)輪、

52、耦耦合器、聯(lián)聯(lián)軸器，應(yīng)應(yīng)與轉(zhuǎn)子子分開單單獨(dú)找好好平衡。再再有就是是轉(zhuǎn)動(dòng)部部分機(jī)械械松動(dòng)造造成的。如如：鐵心心支架松松動(dòng)，斜斜鍵、銷銷釘失效效松動(dòng)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子綁扎扎不緊都都會(huì)造成成轉(zhuǎn)動(dòng)部部分不平平衡。 2、機(jī)械械部分故故障主要要有以下下幾點(diǎn)：（1） 聯(lián)聯(lián)動(dòng)部分分軸系不不對(duì)中，中中心線不不重合，定定心不正正確。這這種故障障產(chǎn)生的的原因主主要是安安裝過(guò)程程中，對(duì)對(duì)中不良良、安裝裝不當(dāng)造造成的。還還有一種種情況，就就是有的的聯(lián)動(dòng)部部分中心心線在冷冷態(tài)時(shí)是是重合一一致的，但但運(yùn)行一一段時(shí)間間后由于于轉(zhuǎn)子支支點(diǎn)，基基礎(chǔ)等變變形，中中心線又又被破壞壞，因而而產(chǎn)生振振動(dòng)。 （2） 與電機(jī)機(jī)相聯(lián)的的齒輪、聯(lián)聯(lián)軸器有

53、有毛病。這這種故障障主要表表現(xiàn)為齒齒輪咬合合不良，輪輪齒磨損損嚴(yán)重，對(duì)對(duì)輪潤(rùn)滑滑不良，聯(lián)聯(lián)軸器歪歪斜、錯(cuò)錯(cuò)位，齒齒式聯(lián)軸軸器齒形形、齒距距不對(duì)、間間隙過(guò)大大或磨損損嚴(yán)重，都都會(huì)造成成一定的的振動(dòng)。 （3）電電機(jī)本身身結(jié)構(gòu)的的缺陷和和安裝的的問(wèn)題。這這種故障障主要表表現(xiàn)為軸軸頸橢圓圓，轉(zhuǎn)軸軸彎曲，軸軸與軸瓦瓦間間隙隙過(guò)大或或過(guò)小，軸軸承座、基基礎(chǔ)板、地地基的某某部分乃乃至整個(gè)個(gè)電機(jī)安安裝基礎(chǔ)礎(chǔ)的剛度度不夠，電電機(jī)與基基礎(chǔ)板之之間固定定不牢，底底腳螺栓栓松動(dòng)，軸軸承座與與基礎(chǔ)板板之間松松動(dòng)等。而而軸與軸軸瓦間間間隙過(guò)大大或過(guò)小小不僅可可以造成成振動(dòng)還還可使軸軸瓦的潤(rùn)潤(rùn)滑和溫溫度產(chǎn)生生異常。 （4）

54、電機(jī)機(jī)拖動(dòng)的的負(fù)載傳傳導(dǎo)振動(dòng)動(dòng)。例如如：汽輪輪發(fā)電機(jī)機(jī)的汽輪輪機(jī)振動(dòng)動(dòng)，電機(jī)機(jī)拖動(dòng)的的風(fēng)機(jī)、水水泵振動(dòng)動(dòng)，引起起電機(jī)振振動(dòng)。 3、電氣部部分的故故障是由由電磁方方面的原原因造成成的 主主要包括括：交流流電機(jī)定定子接線線錯(cuò)誤、繞繞線型異異步電動(dòng)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子子繞組短短路，同同步電機(jī)機(jī)勵(lì)繞組組匝間短短路，同同步電機(jī)機(jī)勵(lì)磁線線圈聯(lián)接接錯(cuò)誤，籠籠型異步步電動(dòng)機(jī)機(jī)轉(zhuǎn)子斷斷條，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子鐵心心變形造造成定、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子氣隙隙不均，導(dǎo)導(dǎo)致氣隙隙磁通不不平衡從從而造成成振動(dòng)。本本設(shè)計(jì)中中系統(tǒng)故故障分為為兩個(gè)等等級(jí)如上上圖所示示:一級(jí)級(jí)故障為為高級(jí)。當(dāng)當(dāng)發(fā)生此此類故障障，斷路路器跳閘閘使電機(jī)機(jī)停止運(yùn)運(yùn)行，PPLC禁禁止其他他控

55、制輸輸出，并并聲光報(bào)報(bào)警（指指示燈和和電鈴）。只只有按報(bào)報(bào)警復(fù)位位按鈕后后聲光報(bào)報(bào)警停止止。二級(jí)級(jí)故障為為低級(jí)。當(dāng)當(dāng)發(fā)生此此類故障障時(shí)，斷斷路器不不動(dòng)作，電電機(jī)繼續(xù)續(xù)運(yùn)行，只只相應(yīng)聲聲光報(bào)警警。4.2 故故障診斷斷程序設(shè)設(shè)計(jì)在進(jìn)行故障障診斷設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，首首先必須須對(duì)整個(gè)個(gè)系統(tǒng)可可能會(huì)發(fā)發(fā)生的故故障進(jìn)行行分析，得得到系統(tǒng)統(tǒng)的故障障層次結(jié)結(jié)構(gòu)，利利用這種種層次結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行行故障診診斷部分分的設(shè)計(jì)計(jì)。以某某廠電機(jī)機(jī)輸送控控制系統(tǒng)統(tǒng)的故障障結(jié)構(gòu)為為例。為為了描述述簡(jiǎn)單，這這里作了了一定的的簡(jiǎn)化。系統(tǒng)故障結(jié)結(jié)構(gòu)的層層次性為為故障診診斷提供供了一個(gè)個(gè)合理的的層次模模型。在在進(jìn)行系系統(tǒng)的PPLC梯梯形圖程程序設(shè)

56、計(jì)計(jì)時(shí)，應(yīng)應(yīng)充分考考慮到故故障結(jié)構(gòu)構(gòu)的層次次，合理理安排邏邏輯流程程。在引引入故障障輸入點(diǎn)點(diǎn)時(shí)應(yīng)注注意:必必須將系系統(tǒng)所有有可能引引起故障障的檢測(cè)測(cè)點(diǎn)引入入PLCC，以便便系統(tǒng)能能及時(shí)進(jìn)進(jìn)行故障障處理;應(yīng)在系系統(tǒng)允許許的條件件下盡可可能多的的將最底底層的故故障輸入入信息引引入PLLC的程程序中，以以便得到到更多的的故障檢檢測(cè)信息息為系統(tǒng)統(tǒng)的故障障自診斷斷提供服服務(wù)。 4.2.11.故障障點(diǎn)的記記錄為了得到系系統(tǒng)的故故障情況況實(shí)現(xiàn)系系統(tǒng)的故故障自診診斷，PPLC必必須將所所有故障障檢測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的狀態(tài)態(tài)反映給給內(nèi)部寄寄存器，圖圖4.22是用來(lái)來(lái)記錄故故障點(diǎn)的的部分程程序。IR4.002是輸輸入的IIO

57、節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，表示示A側(cè)皮皮帶信號(hào)號(hào)，當(dāng)輸輸煤系統(tǒng)統(tǒng)使用AA側(cè)皮帶帶正常運(yùn)運(yùn)行時(shí)44.022的值為為1，當(dāng)當(dāng)4.002變?yōu)闉?時(shí)，說(shuō)說(shuō)明A側(cè)側(cè)皮帶信信號(hào)出了了故障，此此時(shí)利用用上升沿沿微分指指令記錄錄這次的的信號(hào)跳跳變。這這樣這次次事故就就記錄在在IR331.000中。程程序設(shè)計(jì)計(jì)中將IIR311作為記記錄底層層故障信信息的寄寄存器，由由于內(nèi)部部寄存器器IR有有16位位，所以以能夠記記錄166種不同同的故障障原因。如如果有更更多的故故障需要要記錄，可可以設(shè)置置多個(gè)寄寄存器字字。需要要說(shuō)明的的是，有有時(shí)引起起故障的的原因可可能不止止一個(gè)，往往往一個(gè)個(gè)故障會(huì)會(huì)引起另另一些故故障的發(fā)發(fā)生，因因此還有有關(guān)鍵

58、的的一點(diǎn)是是程序要要能記錄錄最先發(fā)發(fā)生的故故障。這這也需要要通過(guò)PPLC編編程實(shí)現(xiàn)現(xiàn)，程序序只對(duì)最最開始發(fā)發(fā)生的故故障敏感感。如下下圖所示示。4.2.22. 多多次故障障事件的的記錄由由于系統(tǒng)統(tǒng)實(shí)際長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間的的運(yùn)行中中，可能能會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)多次故故障，為為了檢修修和維護(hù)護(hù)方便，還還需要PPLC能能夠?qū)⒍喽啻喂收险鲜录浻涗浵聛?lái)來(lái)。OMMRONN C2200HH型PLLC的數(shù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)儲(chǔ)區(qū)(DDM區(qū))可以間間接尋址址，利用用這一點(diǎn)點(diǎn)，可以以在DMM區(qū)劃出出一定的的區(qū)域，用用來(lái)記錄錄每次故故障事件件，包括括故障類類型和事事件發(fā)生生的時(shí)間間(日期期，小時(shí)時(shí)，分鐘鐘，秒)。這一一段DMM區(qū)域可可以循環(huán)環(huán)記錄，

59、實(shí)實(shí)際使用用中記錄錄了最后后50次次故障的的情況，這這些記錄錄是系統(tǒng)統(tǒng)運(yùn)行的的重要資資料，方方便了運(yùn)運(yùn)行人員員了解設(shè)設(shè)備情況況，對(duì)其其進(jìn)行檢檢修和維維護(hù)。4.2.33. 模模擬量故故障的診診斷對(duì)于模擬量量信號(hào)例例如犁煤煤車，給給煤車電電機(jī)電流流的故障障診斷，首首先利用用模擬量量模塊，接接收來(lái)自自電流變變送器的的模擬信信號(hào)，將將其轉(zhuǎn)換換為數(shù)字字信號(hào)，然然后與整整定值或或系統(tǒng)允允許的極極限值比比較,若若在允許許范圍之之內(nèi)則表表明對(duì)應(yīng)應(yīng)的設(shè)備備處于正正常運(yùn)行行狀態(tài)，如如果實(shí)際際值接近近或達(dá)到到極限值值，則為為不正常常狀態(tài)。判判斷故障障發(fā)生與與否的極極限值根根據(jù)實(shí)際際系統(tǒng)相相應(yīng)的參參數(shù)變化化范圍確確定

60、。4.2.44. 各各種故障障信息的的串行通通信上位機(jī)通過(guò)過(guò)串行通通訊及時(shí)時(shí)讀取PPLC的的內(nèi)部寄寄存器區(qū)區(qū)的各種種故障信信息。利利用PLLC的RRS2332通信信接口，可可與上位位計(jì)算機(jī)機(jī)進(jìn)行HHostt Liink方方式串行行通信。通通信時(shí)，上上位計(jì)算算機(jī)首先先向PLLC發(fā)出出一幀命命令幀，包包括操作作命令、寄寄存器類類型、起起始地址址與要讀讀取的寄寄存區(qū)數(shù)數(shù)目等。PPLC收收到命令令幀后會(huì)會(huì)做出響響應(yīng)，如如果沒(méi)有有錯(cuò)誤則則向上位位計(jì)算機(jī)機(jī)發(fā)出響響應(yīng)幀，響響應(yīng)幀中中包含了了上位機(jī)機(jī)需要查查詢的寄寄存器值值。上位計(jì)算機(jī)機(jī)通過(guò)讀讀取數(shù)據(jù)據(jù)寄存區(qū)區(qū)的值來(lái)來(lái)獲取當(dāng)當(dāng)前PLLC的工工作狀況況，同時(shí)時(shí)