校平機生產(chǎn)線(xiàn)應用PLC控制電機設備的設計及原理

可編程邏輯控制器(PLC)廣泛的應用于電機設備的控制系統中，這種邏輯控制技術(shù)集計算機微機、自動(dòng)化以及通信技術(shù)為一體的現代工業(yè)電機設備控制技術(shù)。計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的廣泛應用可以實(shí)現電機設備的遠程控制。電機系統的故障診斷主要建立在基于PLc和上位機的計算機系統之上。PLc在校平機電機的故障診斷系統中的主要功能就是完成故障信號的處理、預處理、將信息轉化存儲為數字信號，從而順利完成故障特征的判斷到專(zhuān)家系統給出完善的排除故障的建議。

1、PLC控制電機設備的基本原理

有的學(xué)者認為在進(jìn)行電機故障診斷的同時(shí)，   對系統可能發(fā)生的故障進(jìn)行層次化管理，然后利用這種層次結構進(jìn)行故障的診斷。在引人電機故障的過(guò)程中應該要注意將引起故障的檢測點(diǎn)寫(xiě)人PLC程序之中。所以應該在診斷系統允許的前提下，   多的將故障信息寫(xiě)人PLC控制程序中，從而可以提供自動(dòng)故障診斷服務(wù)。目前通常使用的方法為數據推理法和診斷模型法團。對于數據推理法而言，通過(guò)對輸人信號然后與數據庫的信息進(jìn)行對比，判斷電機設備運轉是否在正常的狀態(tài)。其次，診斷模型法通過(guò)對電機設備輸人和輸出信號進(jìn)行對比，發(fā)現內在關(guān)系式，從而實(shí)現錯誤故障的判斷。

2、PLC遠程控制診斷系統的設計與實(shí)現方法

2.1PLC故障診斷系統的設計構成及故障診斷過(guò)程本系統的結構組成。

在實(shí)際電機設備運行的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì )出現模擬量的故障。對于此類(lèi)故障應該，   先利用電機故障診斷系統中的模擬量模塊，收到電流變速器的模擬信號，然后將模擬信號轉變成數字信號，然后與系統中的   值進(jìn)行對比，判斷其是否處于正常狀態(tài)。

2.2以PLC網(wǎng)絡(luò )控制為基礎的電機設備遠程診斷系統的關(guān)鍵技術(shù)分析

隨著(zhù)電機PLC控制系統的自動(dòng)化不斷提高，尤其在電機控制比較重要的，除了要實(shí)現電機運行的動(dòng)態(tài)監測意外，還應該對電機的傳感器本身以及PLC的自身正常運行進(jìn)行監測，并對故障進(jìn)行分級處理。所以一個(gè)典型的電機故障處理系統主要包括以下幾個(gè)步驟：1)對電機運行狀態(tài)的檢測；2)對傳感器本身的狀態(tài)檢測；3)PLC自身故障分析；4)傳感器發(fā)送與接收信號的穩定性；5)故障信息的存儲與相關(guān)信息的查閱；6)電機調試與維護功能的相關(guān)技術(shù)支持；7)對存在的故障進(jìn)行分級處理。如何實(shí)PLC在電機控制過(guò)程中的故障診斷和分級處理，從而提高PLC控制系統的性與穩定性。其次，PLC遠程診斷系統的三個(gè)技術(shù)節點(diǎn)為軟件和硬件方面。在軟件控制方面，ASP動(dòng)態(tài)數據庫技術(shù)的程序編寫(xiě)相對比較容易，不需要人工語(yǔ)言的二次編譯，其次可實(shí)現在網(wǎng)站上的直接訪(fǎng)問(wèn)，實(shí)現了對電機診斷故障系統的專(zhuān)家數據庫訪(fǎng)問(wèn)，簡(jiǎn)便；尤其在數據的傳輸方面，可以實(shí)現每臺電機設備運行的實(shí)際數據和故障診斷情況，包括一些壓力信號、電流信號以及電機轉速信號，從而能夠很好的建立起故障與客戶(hù)需求之間的關(guān)系，從而實(shí)現對設備進(jìn)行很好的維修。   后在數據庫的硬件診斷方面，可以實(shí)現電子工藝材料方面的信息收集，比如電機轉子的疲勞服役壽命和現在的實(shí)際工況，材料在高速轉動(dòng)過(guò)程中的強度是如何控制的，及時(shí)的對各項材料的基本疲勞壽命進(jìn)行預測，從而給予很好的材料使用壽命評價(jià)，使得電機的各項材料及時(shí)的發(fā)現疲勞損傷，然后進(jìn)行   換。

2.3PLC電機設備故障遠程診斷模塊分析

PLC控制的校平機電機在實(shí)際運行的過(guò)程中，運行狀態(tài)的數據傳輸模塊是該系統軟件構成的重要組成部分。PLC的功能要實(shí)現動(dòng)態(tài)的數據采集和存儲，并通過(guò)上機位發(fā)給專(zhuān)家數據庫系統，從而實(shí)現很好的數據連接和分析。在專(zhuān)家庫的數據分析模塊中，經(jīng)常采用的分析方法包括了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )分析法，時(shí)間序列分析法，數據庫語(yǔ)言的編寫(xiě)以C++語(yǔ)言為主，都可以獨立的生成DLL文件模式，廣泛的讀寫(xiě)性了PLC控制電機的靈活性，能夠滿(mǎn)足日益復雜的使用環(huán)境和要求?？梢愿鶕?shí)際情況來(lái)調整網(wǎng)絡(luò )控制系統內部模塊的組合，從而滿(mǎn)足電機設備故障診斷的需要。其次，在診斷中心數據庫方面，通過(guò)對電機設備診斷所的數據信息及其采集流程的分析，相應的數據結構，并根據故障的實(shí)際情況反饋給電機設備制造商，找出

其中問(wèn)題的關(guān)鍵所在。

2.4專(zhuān)家系統故障分析模塊

在傳統的故障信息專(zhuān)家系統中，由知識和推理機構組成的專(zhuān)家系統，存在著(zhù)搜索空間大，使用效率低的特點(diǎn)。在知識對象推理的過(guò)程中，內部對專(zhuān)家系統和解釋器進(jìn)行了封裝，這樣就實(shí)現了在對象內部的推理過(guò)程，提高了工作效率。根據故障診斷系統的實(shí)際運行情況，知識節點(diǎn)轉化為故障節點(diǎn)。該系統的故障節點(diǎn)為   小單位，診斷信息在不同的故障節點(diǎn)之間進(jìn)行傳遞，并   終確定引起故障的原因。在系統故障的軟件測試部分，對象類(lèi)型表示該故障節點(diǎn)在推理過(guò)程中的作用，主要可以分為根節點(diǎn)、葉節點(diǎn)和相對應的推理節點(diǎn)。目前推理節點(diǎn)是故障診斷   為集中的節點(diǎn)，為推理過(guò)程提供的相關(guān)的技術(shù)信息，并對該節點(diǎn)是否存在故障進(jìn)行判斷，并結合檢測節點(diǎn)提供的信息進(jìn)行相關(guān)故障推理，找出出現問(wèn)題的具體原因。

以PLC為基礎的校平機機電設備故障檢測系統是典型的人機對話(huà)系統，是一種基于智能化的檢測系統。其中系統的輸人模塊主要包括了機電信號檢測系統、控制指令系統和專(zhuān)家系統。PLC信息處理模塊要求能夠實(shí)現故障信息系統的提取和分析，轉化成相應的指令代碼。專(zhuān)家知識系統是整理和系統協(xié)作專(zhuān)家完成?？刂颇K是PLC系統的核心部分，根據系統提供的控制指令和專(zhuān)家知識進(jìn)行人機界面的交互工作，從而實(shí)現故障的定位和處理，采用PLC的故障處理系統有助于實(shí)現自動(dòng)化。

3、自動(dòng)化電機的硬件與軟件故障

從轉動(dòng)部件的角度來(lái)說(shuō)，轉動(dòng)部件存在的問(wèn)題主要包括了電機轉子、稠合器、傳動(dòng)輪的平衡問(wèn)題。對于這類(lèi)故障主要包括了電機轉子轉動(dòng)平衡的問(wèn)題。當遇到大型的傳動(dòng)輪和稠合器時(shí)，應該與電機轉子單獨分開(kāi)進(jìn)行平衡測試。其次，造成不平衡的原因還械松動(dòng)，比如定銷(xiāo)的松動(dòng)，轉子綁扎不緊都會(huì )造成不平衡的故障。在電機的機械故障方面，電機轉子的聯(lián)動(dòng)部分不能夠進(jìn)行很好的對中，定心不明確。另外與電機相連的齒輪軸也會(huì )出現相關(guān)的故障。同時(shí)電機本身的結構和安裝如果存在問(wèn)題，也會(huì )導致機械方面的故障。在電氣的硬件故障方面，主要體現在電機的電磁機構方面，主要包括了交流電機的定子存在接線(xiàn)錯誤的現象，線(xiàn)圈繞組短路，異步電機的轉子出現斷條的現象，另外轉子的氣隙不均勻同樣會(huì )導致電機的劇烈震動(dòng)。在PLC軟件控制方面，通常會(huì )分為模擬量的故障和各種故障信息的串行通信。上位機與PLC進(jìn)行通訊的過(guò)程中，   先讓PLC發(fā)出操作命令，數據的寄存類(lèi)型和保存地址。PLC上位機計算通過(guò)讀取數值來(lái)實(shí)現當前PLC運行狀況的判斷。具體的PLC通信過(guò)程可以操作該區域的讀寫(xiě)數據進(jìn)行完成。   后，PLC的編程通用性較強，使用也相對比較方便，抗干擾，目前以PLC為基礎的電機故障診斷系統在電機系統已經(jīng)了廣泛的應用，而且每年保持著(zhù)10-15%的增長(cháng)速發(fā)展。在這些故障診斷系統中，通過(guò)數字信號代替模擬信號，從而實(shí)現一對電線(xiàn)上傳輸多個(gè)信號，另外的現場(chǎng)診斷設備中，并不需要A/D轉換接口，這樣也就減少了外接線(xiàn)的鏈接，提高了設備的抗干擾能力。

電機自動(dòng)化程度的不斷提高，以PLC為基礎的故障診斷系統的研究引起學(xué)者的廣泛關(guān)注，逐漸成為研究熱點(diǎn)。隨著(zhù)電機轉子和定子的工作環(huán)境不斷的變化，PLC控制的電機開(kāi)始廣泛的應用，可以很好的對電機的運行狀態(tài)進(jìn)行監測。本文在對參考文獻分析的基礎上，結合筆者的實(shí)際工作經(jīng)驗，對以PLC為基礎的電機設備的遠程故障診斷技術(shù)進(jìn)行了深人的探究，在闡述PLC控制電機基本原理的基礎上，探討了如何從軟件和硬件的角度進(jìn)行電機故障的分析；其次對PLC遠程控制診斷系統的設計與實(shí)現方法進(jìn)行了深人的探討，希望本文的研究能夠對電機設備故障診斷的遠程自動(dòng)化控制有所幫助。