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)原理的學習理解，結(jié)合IEC61131-3國際標準，詳細分析梯形圖語言，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，警鈴停止。修復后電機自動啟動，按下報警復位按鈕監(jiān)控開始，持續(xù)監(jiān)測。

2、意義：了解當前PLC發(fā)展領(lǐng)域的形勢，加強對PLC系統(tǒng)的學習和編程能力掌握。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，負責管理工具欄、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)負責主程序和子程序的復制，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)換為目標代碼。并對梯形圖進行邏輯查錯，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指令表生成目標代碼。3)為確保梯形圖的正確，對梯形圖進行錯誤檢測。（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)行編譯生成的目標代碼完成。3)在線仿真主要負責在設(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：1）短路保護 2）過熱保護 3）過流保護4）過負荷保護 5）零壓、欠壓保護 6）失磁保護 本文將相間短路作為故障分析點，設(shè)計當出現(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，警鈴停止報警研究方法一、通過對PL

5、C系統(tǒng)原理的學習理解，結(jié)合IEC61131-3國際標準，詳細分析梯形圖語言，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)，詳細介紹定子，轉(zhuǎn)子，進一步闡述三相異步電機的工作原理并進行三相異步電機的故障研究。三、對電機故障診斷進行設(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、啟動報警復位按鈕并對電機進行檢測維修。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 報警復位研究成果1、通過學習PLC原理結(jié)構(gòu)及編程系統(tǒng)的標準，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)報警后啟動報警復位按鈕并對電機進行檢測維修。 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)過指導老師和同學們的幫助，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)計的細心指導，也感謝同學們?yōu)槲业脑O(shè)計提供幫助。在整個設(shè)計過程中，