基于PLC电机故障诊断系统

廖志德

(广东金力变速科技股份有限公司广东惠州516223)

摘要：随着现代化应用技术的快速发展,给工业领域带来了一种全新的生产力。在工业电力生产应用领域,利用现代化科学技术构建自动化控制系统成为现今电机控制的重要发展方向。PLC作为电机控制中重要的操作方式,在现代科学技术的引领下,构建全自动化的控制系统是当前及今后重要的发展方向。

关键词：基于PLC；电机故障；诊断系统

1电机系统基本构成原理

PLC电机系统在操作过程中以上位计算机和PLC测控系统所组成,PLC连接变送器、互感器和电机组,根据变送器、互感器的交换比例计算机组运行量。目前从理论上更受认可的识别管理是在将电机故障诊断出来的同时,再对对于整个系统进行排查,将可能存在的故障安全问题进行分层次化的管理,并利用层次结构做出故障诊断。需要注意的是要将引起故障的检测点录入PLC程序之中,是在检测电机故障诊断得出结果的过程中必要的操作。在诊断系统允许的基础上,检测出的故障信息都需写入PLC控制程序中,继而通过这些检测记录的程序自动完成故障诊断操作。日常诊断故障的方法一般分为两种,分别是数据推理法和诊断模型法,数据推理法常常需要在将输入之后的信号与之前数据库存档信息作出比较,以此判断电机系统设备的运转是否存在异常;诊断模型法是将电机设备输入输出的信号与信号之间做比较,通过信号之间的内在关联,对机械系统错误故障方面做出判断。

2对PLC电机系统故障诊断的分析

电机故障诊断系统是建立在PLC和上位计算机所组成的控制系统的基础之上,PLC在电机系统故障诊断中的主要功能是完成对输煤设备故障信号进行检测、实现对故障的预处理以及后续将信号转化存储并上传给上位计算机。而上位计算机在此过程中基于其强大的科学计算功能,从专家知识和知识存储库当中筛选相关数据信息进行整合,从而完成从故障识别到找出故障原因的甄别工作。通过人机界面的有效、合理操作转化出指导答案,将故障点、数据信息报告和故障诊断说明与结果一一列明,并以此判断依据对操作员提出相应排除故障的建议。

3电机系统的硬件与软件故障分析

3.1硬件故障

在电机系统运行过程中,系统当中的硬件要求通常都会很高,以硬件转动部件角度衡量,其中存在着系列的平衡问题,包括电机转子、耦合器、联轴器和传动轮,而电机转子转动的平衡问题,是解决故障的首要问题,亦或当有大型机械部件存在时,将其所有与电机转子分开进行平衡定量测试。而后当出现机械故障时,造成此故障一般是在电机本身结构或安装而出现的,在生产中电机负载或是电机相连齿轮轴同样出现出现相关故障问题。然后当硬件问题转向电气故障时,则主要是电机电磁出现问题,主要体现在电机电磁机构方面,其中包括电子接线错误,磁线连接错误,转子气隙不均等相关问题形成的基本硬件不平衡出现震动造成故障。

3.2软件故障

在对模拟量故障做出诊断,需要考虑模拟量模块在电流变送器传输过程中转化为数字形式信号的问题,将其比较信号数据的整定值或是系统记录的限定值,以此判断主信号设备生产过程是否运行正常。而在串行信息方面,上位机可以及时与PLC的内部寄存器联系,读取各种相关故障信息。上位机通过固定程式命令联系PLC,准备执行程序读取PLC内部积存位置信息的命令帧,而在PLC收到相关命令后做出反应时,过程中没有错误则反馈回响应帧,上位机就可以通过对当前的信息进行读取分析,以确认系统的工作情况,对于PLC的控制同样可以采用这些既定的程序操作命令来完成。

4基于PLC电机控制的自动化系统的应用分析的实现

PLC是英文ProgrammableLogicController的缩写，翻译成中文就是可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器可以定义为，一个用来控制机械和工艺过程、使用存储器在可编程存储器中的指令，通过数字或模拟输入输出模块来实现逻辑、顺序、定时、计数和算数功能的基于微型计算机的控制器。PLC的应用被发现在过程工业和离散制造业中，但是最初与后者相关的去控制机器、改变线路和原材料的制作。PLC的基本元件包括：处理器、内存单元、电源模块、输入输出模块、编程设备。这些元件封装在适用于工业生产环境的机柜中。PLC具有非常多的优点，概括起来有：一是使用方便，编程简单。工作人员不需要特别清楚PLC的工作机理就能对PLC进行操作。使用起来非常方便。对PLC进行编程非常简单，不想一些语言晦涩难懂。二是PLC拥有非常强大的功能。PLC可以应用于各行各业各个领域。三是PLC的可靠性高，适应能力强。PLC可以在恶劣的工厂环境中使用而不会出现故障。现如今，PLC已经被广泛接受。那么，PLC是怎样应用于电机的自动化控制中的呢？具体的实现步骤如下所示：（1）基于PLC的电机控制的自动化系统的实现首先必须要让PLC与计算机连接起来。因为用PLC对电机进行自动化控制是应用在工业领域的，现场的生产与控制室是分开的，因此必须要有非常稳定的局域网覆盖在整个工厂上，这样才能保证计算机与PLC的连接不会突然中断，影响整个生产过程。从这一方面来看，要想实现PLC对电机的自动化控制，首先要确保的就是良好的网络环境。那么局域网的设置就显得极为重要了。（2）要想PLC工作，就必须对它进行编程。上面我们已经讲过了，PLC的编程还是比较简单的。编程是用户用编程设备向PLC输入控制指令的方式。最基本的控制指令由开关、逻辑、顺序、计数和定时构成。事实上，所有的PLC编程方式都提供包括这些功能的指令集。许多控制应用程序要求额外的控制指令去完成连续过程的模拟量控制，复杂的控制逻辑，数据处理和报表，以及其他不容易由基本控制集实现的高级功能。由于这些需求上的不同，各种各样的PLC编程语言被开发。一个PLC编程标准由国际电工委员会以题为“控制器编程的国际标准”于1992年发布。这个标准规定了三个图形化语言和两个文本化语言：1）梯形图；2）功能块图；3）顺序功能图；4）指令表；5）结构化文本。（3）对输入、输出电路的设计。由上一条我们可以知道，对PLC的编程语言多种多样，那么，我们应该如何设计PLC的输入输出的电路呢？首先，我们必须保证对电机的自动化控制设计的输入输出电路必须是能够正常使用的，其次，这个电路必须是稳定可靠的，不能总是出现故障。然后，这个设计出来的输入输出电路必须不受其他电路的影响。倘若我们设计出来的输入输出电路在使用时会受到其他电路的干扰导致无法正常使用，那么我们设计的这个电路就失去了它存在的意义。

5结语

现代工业生产机械设备自动化比人力生产操作更有效率,在生产中逐渐代替了人力操作的作用。所谓的机械化自动设备,其自动机能都受控于设备自动控制系统当中,PLC即可编程逻辑控制器就是这样一种应用于电机设备控制系统当中的控机基础,将集计算机技术处理、自动化操作以及通信技术完美融合的现代工业电机设备控制技术和逻辑控制技术。相对于电机系统故障诊断需建立在PLC和上位机的计算机系统基础之上,PLC在电机系统故障诊断中的处理方式还是以发自按故障信号之后进行处理、将处理后的信息转化为数字信号存储,通过以上保障性操作之后将故障特征的判断完成,进而根据列出的相关问题,就专家系统程序给出完善的排除故障的建议。

参考文献:

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