PLC電機故障診斷系統(tǒng)的設計說明

...wd......wd......wd...PLC的電機故障診斷系統(tǒng)的設計目錄第一章緒論.......................................................11.1PLC應用于故障診斷系統(tǒng)的開展現(xiàn)狀......................11.2故障診斷法.............................................1PLC作為一種成熟穩(wěn)定可靠的控制器，目前已經在工業(yè)控制中得到了越來越廣泛的應用。PLC系統(tǒng)的設計直接影響著工業(yè)控制系統(tǒng)的安全可靠運行。一個完善的PLC系統(tǒng)除了能夠正常運行，滿足工業(yè)控制的要求，還必須能在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時及時進展故障診斷和故障處理。故障自診斷功能是工業(yè)控制系統(tǒng)的智能化的一個重要標志，對于工業(yè)控制具有較高的意義和實用價值。1.2故障診斷方法故障診斷一般有兩種途徑:故障樹方法和專家系統(tǒng)方法。故障樹方法利用系統(tǒng)的故障邏輯構造進展邏輯推理，由錯誤的輸出找到可能的輸入錯誤。這種方法對比適用于系統(tǒng)構造相對簡單，各局部耦合少的情況。PLC是現(xiàn)在應用較多的一種控制裝置，利用PLC豐富的內部資源及強大的功能指令，編制故障檢測報警程序，不僅可以替代繼電器實現(xiàn)相應功能，還可以提高工作可靠性及其系統(tǒng)的靈活性。第二章PLC原理介紹及設備總體構造介紹2.1PLC開展歷程在工業(yè)生產過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進展順序動作，并按照邏輯關系進展連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM〔通用汽車〕公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱ProgrammableController〔PC〕。個人計算機〔簡稱PC〕開展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController〔PLC〕。上世紀80年代至90年代中期，是PLC開展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。國控制類產品市場PLC的占有率已超過50%,而且保持著10%～15%的開展速度。2.2PLC控制系統(tǒng)的開展前景現(xiàn)在,雖然出現(xiàn)了性能更加優(yōu)越的DCS和FCS控制系統(tǒng),PLC控制也終將會被先進的FCS控制所取代,但是目前以及今后相當長的一段時間,PLC還會與DCS和FCS共存,這主要基于以下原因:(1)現(xiàn)在企業(yè)確實正在朝著自動化、信息化、開放化的方向開展,但這并不意味著要將現(xiàn)有控制系統(tǒng)推倒重來。企業(yè)投入大量的人力和財力建設起來的PLC控制系統(tǒng)已經成型,如果要完全推翻再建設新的DCS或FCS控制系統(tǒng),需要更大的資金投入,將造成很大的浪費。(2)基于以上市場需求,許多軟件廠商(例如:華富惠通軟件公司)正在考慮若何利用企業(yè)已經成型的控制系統(tǒng)及新建的廠級網絡,開發(fā)控制系統(tǒng)軟件,幫助企業(yè)實現(xiàn)工廠自動化、信息化,為企業(yè)提供控制系統(tǒng)與管理網絡的集成。(3)目前,PLC的功能增強、構造優(yōu)化,IO模塊趨向分散化、智能化,編程工具和編程語言更具標準化和高級化。(4)PLC的聯(lián)網通信能力增強,向高速度、多層次、大信息量、高可靠性及開放式的通信開展。(5)現(xiàn)在的PLC系統(tǒng)與DCS技術、現(xiàn)場總線IO技術相結合,構造開放、擴展方便、技術先進、價格低廉。由以上分析可以預見,未來PLC將朝著多功能化、集成化、智能化、標準化、開放化的方向開展,故PLC雖然面臨其它自動化控制系統(tǒng)的挑戰(zhàn),但同時也在吸收它們的優(yōu)點,互相融合,不斷創(chuàng)新,在今后一段時間內將與其它先進控制方式并存,共同開展。2.3可編程序控制器PLC的分類PLC產品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不一樣。對PLC的分類，通常根據(jù)其構造形式的不同、功能的差異和I/O點數(shù)的多少等進展大致分類。〔1〕按構造形式分類：根據(jù)PLC的構造形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。1.整體式PLC整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內，具有構造緊湊、體積小、價格低的特點。小型PLC一般采用這種整體式構造。整體式PLC由不同I/O點數(shù)的基本單元〔又稱主機〕和擴展單元組成。基本單元內有CPU、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴展單元內只有I/O和電源等，沒有CPU。賦予基本單元和擴展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。2.模塊式PLC是將PLC各組成局部，分別作成假設干個單獨的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊〔有的含在CPU模塊中〕以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式構造。還有一些PLC將整體式和模塊式的特點結合起來，構成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進展聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧?！?〕按功能分類：根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。1.低檔PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和對比、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。2.中檔PLC除具有低檔PLC的功能外，還具有較強的模擬量輸入／輸出、算術運算、數(shù)據(jù)傳送和對比、數(shù)制轉換、遠程I/O、子程序、通信聯(lián)網等功能。有些還可增設中斷控制、PID控制等功能，適用于復雜控制系統(tǒng)。3.高檔PLC除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)的運算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機具有更強的通信聯(lián)網功能，可用于大規(guī)模過程控制或構成分布式網絡控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。〔3〕按I/O點數(shù)分類：根據(jù)PLC的I/O點數(shù)的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。1.小型PLC——I/O點數(shù)小于256點；單CPU、8位或16位處理器、用戶存儲器容量4K字以下。2.中型PLC——I/O點數(shù)256～2048點；雙CPU，用戶存儲器容量2～8K。3.大型PLC——I/O點數(shù)>2048點；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲器容量8～16K.2.4PLC的系統(tǒng)模塊PLC系統(tǒng)模塊包括CPU、I/O、電源模塊和其他設備組成，各個模塊之間又有不同的構成和構造。2.4.1CPU的構成CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的存放器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規(guī)定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。CPU主要由運算器、控制器、存放器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關電路。內存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內部電路，但對各局部的工作機制還是應有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進展數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。存放器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。2.4.2I/O模塊圖PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出局部〔I/O〕完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關量輸入〔DI〕，開關量輸出〔DO〕，模擬量輸入〔AI〕，模擬量輸出〔AO〕等模塊。常用的I/O分類如下：開關量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型〔4-20mA,0-20mA〕、電壓型〔0-10V,0-5V,-10-10V〕等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。2.4.3電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源〔220VAC或110VAC〕，直流電源〔常用的為24VDC〕。底板或機架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。2.4.4PLC系統(tǒng)的其它設備編程設備：編程器是PLC開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機〔運行編程軟件〕充當編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機。人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏〔或觸摸屏〕式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，由計算機〔運行組態(tài)軟件〕充當人機界面非常普及。2.5PLC的系統(tǒng)模塊選擇方法在PLC系統(tǒng)設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)。PLC及有關設備應是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴大其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間。2.5.1相應模塊的估算工程設計選型應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需的操作，和求價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)最后選擇有較高性能價估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量。2.5.1．1輸入輸出〔I/O〕點數(shù)的估算I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～20%的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數(shù)進展圓整。2.5.2相應模塊的選擇估算好相應的模塊之后，就要進展相應模塊的選擇。包括輸入輸出模塊的選擇，電源的選擇2.5.2.1輸入輸出模塊的選擇輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一。例如對輸入模塊，應考慮信號電平、信號傳輸距離、信號隔離、信號供電方式等應用要求。對輸出模塊，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應時間較長等特點；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致?？筛鶕?jù)應用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用成本。考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。2.5.2.2電源的選擇PLC的供電電源，除了引進設備時同時引進PLC應根據(jù)產品說明書要求設計和選用外，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內電網電壓一致。重要的應用場合，應采用不連續(xù)電源或穩(wěn)壓電源供電。如果PLC本身帶有可使用電源時，應核對提供的電流是否滿足應用要求，否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。2.5.2.3存儲器的選擇由于計算機集成芯片技術的開展，存儲器的價格已下降，因此，為保證應用工程的正常投運，一般要求PLC的存儲器容量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇。需要復雜控制功能時，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器。第三章電機故障診斷系統(tǒng)設計與PLC3.1PLC的選取及介紹由于本文設計采用的機型是西門子生產的S7-200系列PLC，下面對它進展簡單介紹。德國西門子〔SIEMENS〕公司生產的可編程序控制器在我國的應用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。西門子〔SIEMENS〕公司的PLC產品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工業(yè)網絡，HMI人機界面，工業(yè)軟件等。西門子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網絡通信能力，功能更強，可靠性更高。S7系列PLC產品可分為微型PLC〔如S7-200〕，小規(guī)模性能要求的PLC〔如S7-300〕和中、高性能要求的PLC〔如S7-400〕等。3.1.4工業(yè)通訊網絡通訊網絡是自動化系統(tǒng)的支柱，西門子的全集成自動化網絡平臺提供了從控制級一直到現(xiàn)場級的一致性通訊，“SIMATICNET〞是全部網絡系列產品的總稱，他們能在工廠的不同部門，在不同的自動化站以及通過不同的級交換數(shù)據(jù)，有標準的接口并且相互之間完全兼容。3.1.5人機界面〔HMI〕硬件HMI硬件配合PLC使用，為用戶提供數(shù)據(jù)、圖形和事件顯示，主要有文本操作面板TD200〔可顯示中文〕，OP3，OP7，OP17等；圖形/文本操作面板OP27，OP37等，觸摸屏操作面板TP7，TP27/37，TP170A/B等；SIMATIC面板型PC670等。個人計算機〔PC〕也可以作為HMI硬件使用。HMI硬件需要經過軟件〔如ProTool〕組態(tài)才能配合PLC使用。3.1.6SIMATICS7工業(yè)軟件西門子的工業(yè)軟件分為三個不同的種類：〔1〕編程和工程工具編程和工程工具包括所有基于PLC或PC用于編程、組態(tài)、模擬和維護等控制所需的工具。STEP7標準軟件包SIMATICS7是用于S7-300/400，C7PLC和SIMATICWinAC基于PC控制產品的組態(tài)編程和維護的工程管理工具，STEP7-Micro/WIN是在Windows平臺上運行的S7-200系列PLC的編程、在線仿真軟件?！?〕基于PC的控制軟件基于PC的控制系統(tǒng)WinAC允許使用個人計算機作為可編程序控制器〔PLC〕運行用戶的程序，運行在安裝了WindowsNT4.0操作系統(tǒng)的SIMATIC工控機或其它任何商用機。WinAC提供兩種PLC，一種是軟件PLC，在用戶計算機上作為視窗任務運行。另一種是插槽PLC〔在用戶計算機上安裝一個PC卡〕，它具有硬件PLC的全部功能。WinAC與SIMATICS7系列處理器完全兼容，其編程采用統(tǒng)一的SIMATIC編程工具〔如STEP7〕，編制的程序既可運行在WinAC上，也可運行在S7系列處理器上。〔3〕人機界面軟件人機界面軟件為用戶自動化工程提供人機界面〔HMI〕或SCADA系統(tǒng)，支持大范圍的平臺。人機界面軟件有兩種，一種是應用于機器級的ProTool，另一種是應用于監(jiān)控級的WinCC。ProTool適用于大局部HMI硬件的組態(tài)，從操作員面板到標準PC都可以用集成在STEP7中的ProTool有效地完成組態(tài)。ProTool/lite用于文本顯示的組態(tài)，如：OP3，OP7，OP17，TD17等。ProTool/Pro用于組態(tài)標準PC和所有西門子HMI產品，ProTool/Pro不只是組態(tài)軟件，其運行版也用于Windows平臺的監(jiān)控系統(tǒng)。WinCC是一個真正開放的，面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的SCADA〔SupervisoryControlandDataAcquisition〕軟件，可在任何標準PC上運行。WinCC操作簡單，系統(tǒng)可靠性高，與STEP7功能集成，可直接進入PLC的硬件故障系統(tǒng)，節(jié)省工程開發(fā)時間。它的設計適合于廣泛的應用，可以連接到已存在的自動化環(huán)境中，有大量的通信接口和全面的過程信息和數(shù)據(jù)處理能力，其最新的WinCC5.0支持在辦公室通過IE瀏覽器動態(tài)監(jiān)控生產過程。3.2S7-200系列PLC的硬件配置S7-200系列PLC可提供4種不同的基本單元和6種型號的擴展單元。其系統(tǒng)構成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。3.2.1基本單元S7-200系列PLC中可提供4種不同的基本型號的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點數(shù)的分配見下表：型號輸入點輸出點可帶擴展模塊數(shù)S7-200CPU22164—S7-200CPU222862個擴展模塊78路數(shù)字量I/O點或10路模擬量I/O點S7-200CPU22414107個擴展模塊168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點S7-200CPU22624162個擴展模塊248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點S7-200CPU226XM24162個擴展模塊248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點3.2.2擴展單元S7-200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展I/O點數(shù)，S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)的分配如表3-2所示。表3-2S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)類型型號輸入點輸出點數(shù)字量擴展模塊EM2218無EM222無8EM2234/8/164/8/16模擬量擴展模塊EM2313無EM232無2EM235313.2.3編程器PLC在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進展用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調試過程中，進展監(jiān)控和故障檢測。S7-200系列PLC可采用多種編程3.2.2擴展單元S7-200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展I/O點數(shù)，S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)的分配如表3-2所示。表3-2S7-200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)類型型號輸入點輸出點數(shù)字量擴展模塊EM2218無EM222無8EM2234/8/164/8/16模擬量擴展模塊EM2313無EM232無2EM235313.2.3編程器PLC在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進展用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調試過程中，進展監(jiān)控和故障檢測。S7-200系列PLC多種編程第四章電機故障診斷系統(tǒng)設計故障診斷系統(tǒng)建設在基于PLC和上位計算機組成的控制系統(tǒng)上。PLC在故障診斷系統(tǒng)中的功能主要是完成輸煤系統(tǒng)設備故障信號檢測、預處理，轉化存儲并傳輸給上位計算機。上位計算機由于具有強大的科學計算功能，利用專家知識和專家?guī)欤瓿蓮墓收咸卣鞯焦收显虻淖R別工作。并通過\o"人機界面專區(qū)"人機界面，給出故障定位，報告和解釋故障診斷結果，并為操作員給出相應的排除故障的建議。4.1電機故障等級分類電機的構造同時包含電氣和機械兩局部，也可以說是電氣和機械的結合點。所以說，它的故障要一分為二的分析。對電機的振動故障原因也要分成兩局部。一般來講，電機振動是由于轉動局部不平衡、機械故障或電磁方面的原因引起的。1、轉動局部不平衡主要是轉子、耦合器、聯(lián)軸器、傳動輪〔制動輪〕不平衡引起的。處理方法是先找好轉子平衡。如果有大型傳動輪、制動輪、耦合器、聯(lián)軸器，應與轉子分開單獨找好平衡。再有就是轉動局部機械松動造成的。如：鐵心支架松動，斜鍵、銷釘失效松動，轉子綁扎不緊都會造成轉動局部不平衡。2、機械局部故障主要有以下幾點：圖1系統(tǒng)故障的兩個等級圖〔1〕聯(lián)動局部軸系不對中，中心線不重合，定心不正確。這種故障產生的原因主要是安裝過程中，對中不良、安裝不當造成的。還有一種情況，就是有的聯(lián)動局部中心線在冷態(tài)時是重合一致的，但運行一段時間后由于轉子支點，根基等變形，中心線又被破壞，因而產生振動?！?〕與電機相聯(lián)的齒輪、聯(lián)軸器有毛病。這種故障主要表現(xiàn)為齒輪咬合不良，輪齒磨損嚴重，對輪潤滑不良，聯(lián)軸器歪斜、錯位，齒式聯(lián)軸器齒形、齒距不對、間隙過大或磨損嚴重，都會造成一定的振動?！?〕電機本身構造的缺陷和安裝的問題。這種故障主要表現(xiàn)為軸頸橢圓，轉軸彎曲，軸與軸瓦間間隙過大或過小，軸承座、根基板、地基的某局部乃至整個電機安裝根基的剛度不夠，電機與根基板之間固定不牢，底腳螺栓松動，軸承座與根基板之間松動等。而軸與軸瓦間間隙過大或過小不僅可以造成振動還可使軸瓦的潤滑和溫度產生異常?！?〕電機拖動的負載傳導振動。例如：汽輪發(fā)電機的汽輪機振動，電機拖動的風機、水泵振動，引起電機振動。3、電氣局部的故障是由電磁方面的原因造成的主要包括：交流電機定子接線錯誤、繞線型異步電動機轉子繞組短路，同步電機勵繞組匝間短路，同步電機勵磁線圈聯(lián)接錯誤，籠型異步電動機轉子斷條，轉子鐵心變形造成定、轉子氣隙不均，導致氣隙磁通不平衡從而造成振動。本設計中系統(tǒng)故障分為兩個等級如上圖所示:一級故障為高級。當發(fā)生此類故障，斷路器跳閘使電機停頓運行，PLC制止其他控制輸出，并聲光報警〔指示燈和電鈴〕。只有按報警復位按鈕后聲光報警停頓。二級故障為低級。當發(fā)生此類故障時，斷路器不動作，電機繼續(xù)運行，只相應聲光報警。4.2故障診斷程序設計在進展故障診斷設計時，首先必須對整個系統(tǒng)可能會發(fā)生的故障進展分析，得到系統(tǒng)的故障層次構造，利用這種層次構造進展故障診斷局部的設計。以某廠電機輸送控制系統(tǒng)的故障構造為例。為了描述簡單，這里作了一定的簡化。系統(tǒng)故障構造的層次性為故障診斷提供了一個合理的層次模型。在進展系統(tǒng)的PLC梯形圖2程序圖圖程序設計時，應充分考慮到故障構造的層次，合理安排邏輯流程。在引入故障輸入點時應注意:必須將系統(tǒng)所有可能引起故障的檢測點引入PLC，以便系統(tǒng)能及時進展故障處理;應在系統(tǒng)允許的條件下盡可能多的將最底層的故障輸入信息引入PLC的程序中，以便得到更多的故障檢測信息為系統(tǒng)的故障自診斷提供服務。4.2.1.故障點的記錄為了得到系統(tǒng)的故障情況實現(xiàn)系統(tǒng)的故障自診斷，PLC必須將所有故障檢測點的狀態(tài)反映給內部存放器，圖2是用來記錄故障點的局部程序。IR4.02是輸入的IO節(jié)點，表示A側皮帶信號，當輸煤系統(tǒng)使用A側皮帶正常運行時4.02的值為1，當4.02變?yōu)?時，說明A側皮帶信號出了故障，此時利用上升沿微分指令記錄這次的信號跳變。這樣這次事故就記錄在IR31.00中。程序設計中將IR31作為記錄底層故障信息的存放器，由于內部存放器IR有16位，所以能夠記錄16種不同的故障原因。如果有更多的故障需要記錄，可以設置多個存放器字。需要說明的是，有時引起故障的原因可能不止一個，往往一個故障會引起另一些故障的發(fā)生，因此還有關鍵的一點是程序要能記錄最先發(fā)生的故障。這也需要通過PLC編程實現(xiàn)，程序只對最開場發(fā)生的故障敏感。如上圖所示。4.2.2.屢次故障事件的記錄由于系統(tǒng)實際長時間的運行中，可能會出現(xiàn)屢次故障，為了檢修和維護方便，還需要PLC能夠將屢次故障事件記錄下來。OMRONC200H型PLC的數(shù)據(jù)存儲區(qū)(DM區(qū))可以間接尋址，利用這一點，可以在DM區(qū)劃出一定的區(qū)域，用來記錄每次故障事件，包括故障類型和事件發(fā)生的時間(日期，小時，分鐘，秒)。這一段DM區(qū)域可以循環(huán)記錄，實際使用中記錄了最后50次故障的情況，這些記錄是系統(tǒng)運行的重要資料，方便了運行人員了解設備情況，對其進展檢修和維護。4.2.3.模擬量故障的診斷對于模擬量信號例如犁煤車，給煤車電機電