基于PLC电机速度监测的程序设计.pdf

电气自动化 2 0 1 6年第3 8 卷 第 1 期 自动控制系统与装置 Au t o ma t ic Co n t r o I S y s t e ms＆ E ou ip me 基 于 P L C 电机速度 监测 的程序设计 耿博望，祁霞。俞竣瀚 长安大学 电子与控制工程学院， 陕西西安7 1 0 0 6 4 摘要电机转速是判定电机运行状态的关键参数 ， 也是电机事故频发的主要原因之一， 所以对电机的转速进行监测至关重要 ， 以光电 编码器作为脉冲发生器， 常规 P L C的定时器进行时间问隔， 计数器对单位时问内电机高速脉冲进行记数。设计了一种对电机 超速或欠速进行监测的应用程序， 速度监测方法的优点是； 实时性好 ， 精度高。 关键词P L C程序 ； 电机； 故障检测； 转速测量； 光电编码器 D OI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 0- 3 8 8 6 ． 2 0 1 6 ． 0 1 ． 0 2 6 [ 中图分类号]T P 2 7 3 [ 文献标志码]A[ 文章编号]l O 0 03 8 8 6 2 0 1 6 o l 一 0 0 8 2 0 2 Pr o g r a mmi n g f o r Mo t O r Sp e e d Mo n it o r i n g Ba s e d O n PL C G E N G B o w a n g ， Q I X i a ， Y U J u n h a n S c h o o l o fE l e c t r o n i c a n d C o n t r o l E n g i n e e r i n g ，C h a n g’ a n U n i v e r s i t y ， X i ’ a n S h a a n x i 7 1 0 0 6 4， C h i n a Ab s t r a c t Mo t o r s p e e d i s a k e y p a r a m e t e r f o r j u d g i n g o p e r a t i o n a l s t a t u s o f t h e m o t o r - a n d o n e o f t h e ma i n r e a s o n s f o r f r e q u e n t mo t o r a c c i d e n t s a s we l 1 ．T h e r e f o r e， mo n i t o r i n g o f mo t o r s p e e d i s o f g r e a t i mp o r t a n c e ． W e u s e a p h o t o e l e c t r i c e n c o d e r a s p u l s e g e n e r a t o r a n d a c o n v e n t i o n a l P L C t i me r t o d e t e r mi n e t i me i n t e r v a1．A c o u n t e r i s u s e d t o c o u n t t h e h i g h s p e e d p u l s e s o f t h e mo t o r d u ri n g t h e u n i t i n t e rva1．An a p pl i ca t i o n pr o g r a m i s d e s i g n e d t o mo ni t o r o v e r ／u nd e r s pe e d o f t h e mo t o r ． Th e s pe e d mo n i t o r i n g me t ho d h a s t he a d v a n t a g e s o f g o o d r e a l t i me p r o p e rt y a n d h i g h a c c u r a c y ．s p e e d -a mo n i t o ri n g o f mo t o r s p e e d d e s i g n ，a p p l i c a t i o n o f mo n i t o ri n g t h e mo t o r o v e r s p e e d o r l a c k o f s p e e d ，a c c o r d i n g t o t h e M me t h o d c a n g e t t h e r o t a t i o n s p e e d o f t h e mo t o r ． Ke y wo r d s P L C；mo t o r ；f a u l t mo n i t o r i n g ；s p e e d me a s u r e me n t ；p h o t o e l e c t ric e n c o d e r I J 5 I 置 电机作为重要的机械设备， 在工业生产中大量使用， 电机异 常现象的发生， 不仅影响了生产的持续进行， 还对操作人员 的安 全造成了重大威胁， 给工业生产和日常生活带来 了巨大的隐患， 甚至是灾难 ， 所以严格控制转速是电动机重要的要求 ， 在很 多运 动系统的测速中， 都需要对电机的转速进行监测确保电机能够正 常启动、 运行。目前 ， P L C实现脉冲信号的测量主要是用 P L C的 高速计数单元⋯来实现 ， 但带有高速记数功能的 P L C又相对 昂 贵， 本文采用常规 P L C， 设计了一种可以进行高速脉冲记数功能 的应用程序 ， 实现对电机速度的监测以达到对电机有效的保护。 1 电机转速异常现象 电机的正常运行对工业生产至关重要 ， 所以对电机事故 的 预防和排查是非常重要的， 电动机在运行过程中的异常现象及处 理方式为 1 ． 1 电机转速异常 电机转速异常的现象有电动机不能启动和启动后处于非正 常转速两种情况。造成电机不能启动的主要原因有 1 定子回路一相断线； 2 转子回路断线或接触不 良； 3 电动机转子或被拖动机械被卡死； 4 电动机定子回路接线错误。 根据上述可能的原因， 首先检查电源是否正常， 然后检查开 定稿 日期 2 0 1 5 0 51 8 8 2 Ele c 悄c a l Au t o ma t i o n 关 、 闸刀、 熔断器及一次回路接线。电机启动后处于非正常转速 的主要原因有 1 电动机 电源电压 波动大 ； 2 电刷接触不 良； 3 电动机轴承转动性能不良。 处理方法为 用电压表检查电动机输入端电压 ， 确认 电源电 压过低后进行调整。检查电刷和起动变阻器的接触部位， 改善电 刷与集电环的接触面积。 1 ． 2 电动机运行温度过高 造成电动机运行温度过高的原因有 1 电源电压过高； 2 负载过重或卡死 ； 3 通风散热方面有问题。 处理方式 针对负载过大 ， 应减少负载， 或换取更大容量的电 动机。电动机风道阻塞 ， 应清除风道灰尘或油垢 ， 加强通风散热 能力。 对于电机在运行中产生的异常现象， 微处理器在硬件和软件 设计中应该及时对电机进行保护处理。比如 由于短路的原因， 电动机进行的自动跳闸。电机转速是判定电机运行状态的关键 参数 ， 当电机速度处于非正常运行状态， 需要及时处理以免发生 事故。 2 电机转速监测程序设计思想 本程序设计提出使用常规 P L C的记数器和定时器功能， 在 定时器定时范围内捕捉光电编码器产生的高速脉冲， 根据脉冲的 多少判断电机速度的大小 ， 实现一种利用常规 P L C进行高速脉