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1、毕业设计（论文）开题报告论文题目： 基于PLC对变压器故障的检测系统设计 学生姓名： XXX 专业班级： 自动化 学 号： 10320129 指导教师： XXX 2012 年 1月 1 日 1题目的背景和意义随着现代电力电子技术及计算机控制技术的迅速发展，促进了电气传动的技术革命。交流调速取代直流调速，计算机数字控制取代模拟控制已成为发展趋势。交流电机变频调速是当今节约电能，改善生产工艺流程，提高产品质量，以及改善运行环境的一种主要手段。变频调速以其高效率，高功率因数，以及优异的调速和启制动性能等诸多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。以前的高压变频器，由可控硅整流，可控硅逆变等器件构
2、成，缺点很多，谐波大，对电网和电机都有影响。近年来，发展起来的一些新型器件将改变这一现状，如IGBT、IGCT、SGCT等等。由它们构成的高压变频器，性能优异，可以实现PWM逆变，甚至是PWM整流。不仅具有谐波小，功率因数也有很大程度的提高。PLC是可编程逻辑控制器,我有输入继电器和输出继电器(输出有三种方式,继电器、晶体管、晶闸管），PLC内部有很多专用继电器、寄存器、定时器、计数器等，在编程时可以很灵活和应用它们，而且PLC还有一些功能指令，具体的要看书明书。PLC输出的是小信号，一般都需要用执行构来驱动负载，具体的做法是，先用PLC的输出驱动接触器或执行器件，再由执行器件来带负载。就是说
3、,PLC一定要与外围的执行机构电路和采样输入电路共同配合,才能完成相应的工作.用PLC对变压器进行故障系统的检测，方便与人们日常的生活生产。2题目研究现状概述PLC（Programmable Logic Controller），是可编程逻辑控制器。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类：开关量的逻辑控制、模拟量的控制、运动
4、控制、过程控制、数据处理、通信及联网。我国工业企业的自动化程度普遍较低，PLC产品有很大的应用空间，如机械行业80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器进行控制。因此，PLC在我国的应用潜力远没有得到充分发挥。目前，中国PLC市场的95以上被国外产品占领。国内曾有研究单位开发PLC产品，后因种种原因没有发展起来。值得欣慰的是，国内已有具有较强实力的公司开始拓展PLC业务，并在中国PLC市场有了一定声音，如和利时公司、德维森公司、安控公司。变压器(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、
5、匹配阻抗，安全隔离等。在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈，均能在线圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等。伴随着我国电子工业的发展，变压器行业也有长足的进步，特别是近20年来科学技术的突飞猛进，电子技术在各个领域的广泛应用，广大用户对消费类电子产品需求的日趋增长，为变压器行业的发展带来了无限生机。产品从“传统”走向“新型”我国电子变压器产业20年取得了飞速发展：首先，变压器行业经济增
6、长速度加快。变压器是一种为电子整机配套，为电子线路服务的元件。据不完全统计，2007年生产电子变压器的工厂近3000家，年销售收入250亿元，产品品种达几百种，可为各类整机配套，已跃居世界上变压器生产大国之一。变压器60%的产量用于满足国际市场的需要，通过实施“以质取胜”的战略，变压器出口已逐步形成气候。其次，变压器行业工艺装备日臻完善。20年来，变压器的生产工艺精益求精，从落后的手工操作到今天的全自动机械化。变压器的生产手段在吸取国外先进经验的基础上，结合我国的实际生产情况得到不断改进和提高。如近年来微型变压器和线圈的生产，引进了国外的先进设备和生产线，基本上摆脱了手工操作的状态，生产效率高
7、，产品质量的稳定性及一致性较好。最后，变压器产品从“传统”走向“新型”。 20年前，变压器产品以大、重、厚的传统产品居多，随着微电子技术的发展及有源器件的技术进步，电子整机产品的体积大大减小，重量也大为减轻，对传统配套产品的需求下降了50%左右，逐渐用新型配套产品（片式化、微型化）替代。市场的需求推动了包括变压器在内的电子元器件、部件向轻、薄、小方向发展，变压器的生产工艺正在进行一场巨大的变革。20年来变压器也正向高频化、低损耗、重量轻、体积小的方向发展。变压器是电力系统中最关键的设备之一，它承担着电压变换，电能分配和传输，并提供电力服务。因此，变压器的正常运行是对电力系统安全、可靠、优质、经
8、济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少变压器故障和事故的发生。 可编程控制器技术是一门理论性、实践性都很强的课程，而他又与控制电路有着密不可分的紧密联系。PLC自身程序中包括了逻辑、计数器、定时器、数字寄存器、复杂数学运算以及其他智能模块通讯等指令内容。通过软件编制，从而能够监视输入状态，改变输出状态已达到控制目的。 PLC紧凑的结构、灵活的配置、低廉的价格强大的指令集能够满足各工艺要求和控制要求。只要坚持从实际出发，抓好专业学习的基础训练，一职业能力为根本立足点，注重学生学习兴趣和能力的培养，就一定能确保学习的质量。3题目要完成的主要内容和预期目标诊断系统建立在基于和上位计算机组成的控制
9、系统上。在故障诊断系统中的功能主要是检测点击的电流保护。计算机由于具有强大的科学计算功能，利用专家知识和专家库，完成从故障特征到故障原因的识别工作。并通过人机界面，给出故障定位，报告和解释故障诊断结果，并为操作员给出相应的排除故障的建议。 设备的状态通常可以分为两种情况：正常状态、常状态。 正常状态指设备的整体没有缺陷，设备的正常运行。 异常状态是指设备不能正常运行。故障状态则属于异常状态。 电机发生故障设备的性能指标已有明显的下降，设备已经不能维持正常的工作，包括故障萌生并有进一步发展趋势的早期故障；程度尚不严重，电气设备仍可以勉强“带病”运行的一般功能性故障；电气设备不能继续运行的严重故障
10、以及已经导致灾害性事故的破坏性故障等。在实际中，电气设备往往是分布，且各控制之间相距较远，当设备发生事故时，会表现出多种征兆信息，因此本文采用基于PLC技术的测量系统，将所有反应电气设备运行状态的信号采集上来，通过计算机可实时监控各电气设备运行状态，并进行信息处理，实现故障检测与诊断。 电机的结构同时包含电气和机械两部分，也可以说是电气和机械的结合点。所以说，它的故障要一分为二的分析。对电机的振动故障原因也要分成两部分。一般来讲，电机振动式由于转动部分不平衡、机械故障或电磁方面的原因引起的。1、 转动部分不平衡上要是转子、耦合器、联轴器、传动轮（制动轮）不平衡引起的。处理方法是先找好转子平衡。
11、2、 机械部分故障主要有以下几点：（1）、联轴部分轴系不对中，中心线不重合，定心不正确。（2）、与电机相联的齿、联轴器的毛病。（3）、电机本身结构的缺陷和安装的问题。（4）、电机拖动的负载传导振动。 3、电气部分的故障是由于电磁方面的原因造成的，主要包括：交流电机 定子接线错误、绕线型异步电动机转子绕组短路，同步电机励磁绕组匝 间短路，同步电机励磁线圈连接错误，笼型异步电动机转子断条，转子 铁心变形造成定、转子气隙不均，导致气隙磁通不平衡从而造成振动。 本设计中系统故障分为两个等级：一级故障为高级。当发生此类故障，断路器跳闸使电机停止运行，PLC禁止其他控制输出，并声光报警（指示灯和电铃）。只
12、有按报警复位按钮后声光报警停止。二级故障为低级。当发生此类故障时，断路器不振动，电机继续运行，只是相应的光报警。 最后达到设计要求，实现基于PLC对变压器故障的检测。4进度计划1第一周开始进行毕业设计、熟悉题目及要求2第二周设计资料的收集及借阅3第三周分析研究所得到的设计资料4第四周方案设计、比较5第五周设计方案实施（设计、计算等）6第六周设计、论文整理及修改7第七周毕业设计答辩85参考文献1 张进秋.可编程控制器原理及应用实例.机械工业出版社M.自动化,20052 李明雨.电机与电器.北京理工大学出版社M.自动化，19983 高和.可编程控制器应用技术与设计实例.人民邮电出版社M.自动化，2
13、0014 韩常.PLC编程及应用.机械工业出版社M.自动化，20055 关惠予.PLC机电控制系统应用设计技术.电子工业出版社I.自动化，20066 周乐挺.PLC控制系统编程与实现.北京邮电大学出版社M.自动化，20087 张万忠.可编程控制器入门与应用实例(西门子 S7-200 系列)M.北京:中国电力出版社,20058 王永华.现代电气控制及 PLC 应用技术M.北京:北京航空航天大学出版社,20099 王勤.计算机控制技术M.京:东南大学出版社,200310 John J.Craig,Introduction to Robotics Mechanics and ControlJ,Second Edition, Addison-Wesley, Reading,MA,198911 Russell P Fleming. Introducing the variable speed pumpJ,NFPA Journal, 200412 M K Chung .Optimum values of design variables versus specific speed for centrifugal pumpsJ, Proceeding of the Institution of Mechanical Engineers, 1999指导教师意见： 指导教师签字：年 月 日
