無錫伯頓起重電機2018年2月27日訊 電機作為重要的機械設備，在工業生產中大量使用，電機異 ?，F象的發生，不僅影響了生產的持續進行，還對操作人員的安 全造成了重大威脅，給工業生產和日常生活帶來了巨大的隱患， 甚至是災難，所以嚴格控制轉速是電動機重要的要求，在很多運 動系統的測速中，都需要對電機的轉速進行監測確保電機能夠正 常啟動、運行。目前，ＰＬＣ實現脈沖信號的測量主要是用 ＰＬＣ的 高速計數單元來實現，但帶有高速記數功能的 ＰＬＣ又相對昂 貴，本文采用常規 ＰＬＣ，設計了一種可以進行高速脈沖記數功能 的應用程序，實現對電機速度的監測以達到對電機有效的保護。
１ 電機轉速異?，F象
電機的正常運行對工業生產至關重要，所以對電機事故的 預防和排查是非常重要的，電動機在運行過程中的異?，F象及處 理方式為：
１．１ 電機轉速異常 電機轉速異常的現象有電動機不能啟動和啟動后處于非正 常轉速兩種情況。造成電機不能啟動的主要原因有：
（１）定子回路一相斷線；
（２）轉子回路斷線或接觸不良；
（３）電動機轉子或被拖動機械被卡死；
（４）電動機定子回路接線錯誤。 根據上述可能的原因，首先檢查電源是否正常，然后檢查開 關、閘刀、熔斷器及一次回路接線。電機啟動后處于非正常轉速 的主要原因有：
（１）電動機電源電壓波動大；
（２）電刷接觸不良；
（３）電動機軸承轉動性能不良。
處理方法為：用電壓表檢查電動機輸入端電壓，確認電源電 壓過低后進行調整。檢查電刷和起動變阻器的接觸部位，改善電 刷與集電環的接觸面積。
１．２ 電動機運行溫度過高 造成電動機運行溫度過高的原因有：
（１）電源電壓過高；
（２）負載過重或卡死；
（３）通風散熱方面有問題。 處理方式：針對負載過大，應減少負載，或換取更大容量的電 動機。電動機風道阻塞，應清除風道灰塵或油垢，加強通風散熱 能力。 對于電機在運行中產生的異?，F象，微處理器在硬件和軟件 設計中應該及時對電機進行保護處理。比如：由于短路的原因， 電動機進行的自動跳閘。電機轉速是判定電機運行狀態的關鍵 參數，當電機速度處于非正常運行狀態，需要及時處理以免發生 事故。
２ 電機轉速監測程序設計思想 本程序設計提出使用常規 ＰＬＣ的記數器和定時器功能，在 定時器定時范圍內捕捉光電編碼器產生的高速脈沖，根據脈沖的 多少判斷電機速度的大小，實現一種利用常規 ＰＬＣ進行高速脈沖計數，監測電機速度的方法。具體方法如下：使用 ２個定時器 （精度為 １０ｍｓ）截取 ０．１ｓ的時間間隔，把計時開始時計數器捕 捉到的脈沖數放入 ＶＤ０中，把計時結束時計數器捕捉到的脈沖 數放入 ＶＤ４中，ＶＤ４減去 ＶＤ０的值即為 ０．１ｓ內的脈沖數，然后 根據單位時間內脈沖的個數，間接反映出電機的轉速。當單位時 間的脈沖個數小于正常運行所測脈沖，電機處于欠速狀態，單位 脈沖的個數大于設定的正常運行所測脈沖，電機處于超速狀態。 若電機轉速處于異常運行狀態（超速或欠速狀態），ＰＬＣ實現相 應的控制措施。
３ 轉速檢測及異常處理的程序實現 電機轉速數字檢測的基本方法是利用與電動機同軸連接的 光電脈沖發生器輸出的頻率與脈沖成正比的原理。對光電脈 沖信號頻率的測量，常用的方法有兩種：一種是以單片機為核心， 擴展計數器等外圍器件構成的電路；另一種是用 ＰＬＣ。由于 ＰＬＣ 可靠性高，抗干擾能力強。被廣泛的應用于工業控制，本文的程 序設計是以 ＰＬＣ來監測電機速度，并通過脈沖個數來判斷電機 速度是否出現異常 。 所謂轉速是指單位時間 內電機轉軸的回轉數。采用 旋轉編碼器測速時，由于 與電機的轉軸同軸連接，因 此，單位時間內脈沖的個數 能夠表示電機轉速。本文設 計的電機超速、欠速檢測程 序的梯形圖如圖 １所示。
為了說明本程序的設計 思路，電機欠速檢測程序的 流程圖如圖 ２所示。
在圖 １中，驅動電機正常 運行的繼電器 Ｍ１３０得電 １ 秒后，定時器 ＴＯ觸點閉合， 程序開始通過計數器 ＣＯ累 計由輸入點 Ｘ００００輸入的脈 沖計數，但是，由于定時器 Ｔ１ 的延時未到，它的常閉觸點 閉合，Ｃ０計數一直被復位。 在 Ｔ１延時完成 ０．１秒后，Ｔ１ 延時時間到，Ｔ１常開觸點閉 合、常閉觸點斷開，此時，Ｃ０ 開始計數。計數經過 １秒后， Ｔ２的常開觸點閉合，同時，它 的常閉觸點斷開，使 Ｔ１延時 終止，Ｔ１常開觸點斷開，反過來使 Ｔ２停止延時，同時 Ｔ１常閉觸 點閉合使 Ｃ０計數復位。如此循環，使 Ｔ２每隔 １秒產生 ０．１秒的 復位脈沖使 Ｔ１復位，Ｔ１則產生 １秒的定時。在 Ｔ１之后的 １秒 內，Ｃ０的計數值超過了 ４次時，繼電器 Ｍ０線圈得電，Ｍ０的常閉 觸點斷開，Ｔ３的延時不超過 １秒，則繼電器 Ｍ１００線圈不可能得 電。若 Ｃ０計數值時鐘未到達 ４次，則不能使 Ｍ０線圈得電，因此，從 Ｃ０開始計數 １秒后，Ｔ３的延時時間到，其線圈得電，Ｔ３常 開觸點閉合，繼電器 Ｍ１００線圈得電，電機出現欠速現象。速度 異常故障 ２０秒后，Ｔ２３延時時間到，繼電器 Ｍ１００線圈失電復位， 然后，重新監測。 類似的，在圖 １中，當 １秒內，計數器 Ｃ１的計數值超過 １５ 時，繼電器 Ｍ１線圈得電，其常開觸點閉合使 Ｍ１００線圈得電，電 機出現超速現象。在此程序中，電機正常運行的速度應該介于計 數器 Ｃ０的計數值與 Ｃ１的計數值之間。若在兩個設定值之外，電 機則不能正常運行。
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