基于PLC电机故障诊断系统

何朝阳

摘要：PLC电机控制系统是国内外最重要的工业生产设备机械自动化操作基础，生产设备自动化操作管理能否有效运行完全取决于PLC系统对电机故障的诊断和分析。利用调制PLC电机故障诊断控制系统，能够为整个系统设备解决错误控制的问题以及后期维修给予明确的系统操作指引与方向。

关键词：PLC；电机故障；诊断系统

中图分类号：TM307 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）02-0013-01

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。

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 PLC在故障诊断系统中的作用

故障诊断系统存在于生产系统运行中，是典型的人机结构。通过对系统数据信息的汇总以及系统功能进行划分，就目前而言，计算机对故障诊断的检测都采用系统智能化的模式，在相应工作过程之中完成对专家知识、控制指挥以及对机电设备故障信号的进行接收与检测。系统信息输入模块、处理模块需要具备相应功能，能够自主完成对特殊参数的提取以及控制指令代码的转换。根据这些系统的操作命令可以看出，控制模块作为故障诊断系统的中心，能够根据控制指令和专家知识为指导，完成对故障特征检测和识别故障原因等工作。因此，系统运行控制模块功能越完善，故障诊断系统的检测准确率越高，在其中通过系统分析判断得知输出模块可以通过声光报警设置与诊断系统的人机结构相结合，给出设备故障点、预警和给出报告结果。

5 结语

PLC控制器的应用广阔，模拟信号转为数字信号，实现一线多输的构想，进行设备系统故障诊断，也可根据系统诊断具体要求丰富和完善其中的系统功能，在整个工业生产设备系统运行中，随着电机转子和定子等系统配件以及设备工作环境的改变，PLC控制器都可以对电机设备系统所有的运行状态进行全面监测。

本文依据国内外的参考文献以及现实工业生产设备系统实际运行情况作为分析基础，对于以PLC控制器为代表的系统控制关口在电机设备的远程故障诊断的各种基本原理和技术构成进行细致研究，将PLC对于电机系统的控制作为基础原理进行阐述，继而从电机硬件和软件的角度去分析其中可能的电机故障情况，同时对于PLC在整个电机故障诊断系统当中起到的作用进行说明，总结以上的经验论述成果，希望能够对电机设备智能诊断故障研究有所帮助。

参考文献

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