西門子6EP1332-1SH43

PLC的故障診斷是一個(gè)十分重要的問題,，是保證PLC控制系統(tǒng)正常,、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。本文對常用的故障診斷方法進(jìn)行了探討,。在實(shí)際工作過程中,，應(yīng)充分考慮到對PLC的各種不利因素，定期進(jìn)行檢查和日常維護(hù),，以保證PLC控制系統(tǒng)安全,、可靠地運(yùn)行
PLC的硬件組成部分都有哪些
PLC的硬件主要由中央處理器(CPU)、存儲器,、輸入單元,、輸出單元、通信接口,、擴(kuò)展接口電源等部分組成,。其中，CPU是PLC的核心,，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場輸入/輸出設(shè)備與CPU之間的接口電路,，通信接口用于與編程器、上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)連接。
 
對于整體式PLC,，所有部件都裝在同一機(jī)殼內(nèi),；對于模塊式PLC，各部件獨(dú)立封裝成模塊,，各模塊通過總線連接,，安裝在機(jī)架或?qū)к壣稀o論是哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC,，都可根據(jù)用戶需要進(jìn)行配置與組合,。
 
盡管整體式與模塊式PLC的結(jié)構(gòu)不太一樣，但各部分的功能作用是相同的,，下面對PLC主要組成各部分進(jìn)行簡單介紹,。
 
1、中央處理單元(CPU)
 
同一般的微機(jī)一樣,，CPU是PLC的核心,。PLC中所配置的CPU 隨機(jī)型不同而不同，常用有三類：通用微處理器(如Z80,、8086,、80286等)、單片微處理器(如8031,、8096等)和位片式微處理器(如AMD29W等) ,。小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；中型PLC大多采用16位通用微處理器或單片微處理器,；大型PLC大多采用高速位片式微處理器,。
 
目前，小型PLC為單CPU系統(tǒng),，而中,、大型PLC則大多為雙CPU系統(tǒng)，甚至有些PLC中多達(dá)8 個(gè)CPU,。對于雙CPU系統(tǒng),，一般一個(gè)為字處理器，一般采用8位或16位處理器,；另一個(gè)為位處理器,，采用由各廠家設(shè)計(jì)制造的芯片。字處理器為主處理器,，用于執(zhí)行編程器接口功能,，監(jiān)視內(nèi)部定時(shí)器，監(jiān)視掃描時(shí)間,，處理字節(jié)指令以及對系統(tǒng)總線和位處理器進(jìn)行控制等,。位處理器為從處理器,，主要用于處理位操作指令和實(shí)現(xiàn)PLC編程語言向機(jī)器語言的轉(zhuǎn)換。位處理器的采用,提高了PLC的速度,，使PLC更好地滿足實(shí)時(shí)控制要求,。
 
在PLC中CPU按系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作,，歸納起來主要有以下幾個(gè)方面：
 
1)接收從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù),。
 
2)診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤等,。
 
3)通過輸入接口接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù),，并存入輸入映象寄有器或數(shù)據(jù)寄存器中。
 
4)從存儲器逐條讀取用戶程序,，經(jīng)過解釋后執(zhí)行,。
 
5)根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容,，通過輸出單元實(shí)現(xiàn)輸出控制,。有些PLC還具有制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。
 
2,、存儲器
 
存儲器主要有兩種：一種是可讀/寫操作的隨機(jī)存儲器RAM,，另一種是只讀存儲器ROM、PROM ,、EPROM 和EEPROM,。在PLC中,，存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序,、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。
 
系統(tǒng)程序是由PLC 的制造廠家編寫的,，和PLC的硬件組成有關(guān),，完成系統(tǒng)診斷、命令解釋,、功能子程序調(diào)用管理,、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能,，提供PLC運(yùn)行的平臺,。系統(tǒng)程序關(guān)系到PLC的性能，而且在PLC使用過程中不會變動,，所以是由制造廠家直接固化在只讀存儲器ROM,、PROM或EPROM中，用戶不能訪問和修改,。
 
用戶程序是隨PLC的控制對象而定的,，由用戶根據(jù)對象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)用程序,。為了便于讀出、檢查和修改,，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中,，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時(shí)不會丟失信息,。為了防止干擾對RAM中程序的破壞,，當(dāng)用戶程序經(jīng)過運(yùn)行正常，不需要改變,，可將其固化在只讀存儲器EPROM中?，F(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶存儲器。

如果可接入正余弦編碼器的伺服驅(qū)動器能夠?yàn)橛脩籼峁腃,、D中獲取的單圈位置信息,，則可以考慮：1.用一個(gè)直流電源給電機(jī)的UV繞組通以小于額定電流的直流電，U入,，V出,，將電機(jī)軸定向至一個(gè)平衡位置;2.利用伺服驅(qū)動器讀?！　〉?，步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)控制無法避免步進(jìn)電機(jī)本身所固有的缺點(diǎn)，即共振,、振蕩,、失步和難以實(shí)現(xiàn)高速。另一方面,，開環(huán)控制的步進(jìn)電機(jī)的精度要高于分級是很困難的,，其定位精度比較低。因此,，在精度和性要求比較高的中,，就必須果用閉環(huán)控制?！　∷俣雀?、功能更新的新一代微處理機(jī)不斷涌現(xiàn)，硬件費(fèi)用會變得很便宜,。體積小,、重量輕、耗能少是它們的共同優(yōu)點(diǎn),。（2）可顯著控制的可靠性,。集成電路和大規(guī)模集成電路的平均*時(shí)（MTBF）大大長于分立元件電子電路?！　≈饕蛴校涸O(shè)定的允差范圍??；伺服增益設(shè)置不當(dāng)；位置檢測裝置有污染,；進(jìn)給傳動鏈累計(jì)誤差過大等,；（6）電動機(jī)不轉(zhuǎn)：數(shù)控到伺服驅(qū)動器除了聯(lián)結(jié)脈沖+方向信 外，還有使能控制信 ,，一般為DC+24V繼電器線圈電壓,。6結(jié)語綜上所述，數(shù)控機(jī)床伺服驅(qū)動器的正確使用除按用戶手冊正確設(shè)置參數(shù)外,，還應(yīng)結(jié)合使用現(xiàn)場和負(fù)載情況,，靈活操作。

如FANUC6ME的Nc出現(xiàn)090.091,，原因可能是：①主電路故障和進(jìn)給速度太低引起,；②脈沖編碼器不良；③脈沖編碼器電源電壓太低(此時(shí)電源15V電壓,，使主電路板的+5V端子上的電壓值在4.95-5.10V內(nèi)),；④沒有輸人脈沖編碼器的一轉(zhuǎn)信 而不能正常執(zhí)行參考點(diǎn)返回?！　×硗?，值編碼器還有一個(gè)方向的問題，置零后,，如果方向不對,，是從0跳到大，然后由大變小的,。一些進(jìn)口的編碼器盡管帶有外部置零功能,，但建議還是不要用此功能。（我們碰到很多用進(jìn)口值編碼器會碰到這樣的困惑,，不要就進(jìn)口的）,?！　∠旅娼榻B速度-動態(tài)轉(zhuǎn)矩（dynamictorque）特性的測量法,。步進(jìn)電機(jī)的動態(tài)轉(zhuǎn)矩有大失步轉(zhuǎn)矩與起動轉(zhuǎn)矩。這兩種轉(zhuǎn)矩隨驅(qū)動的增加而下降,，原因是由于線圈的電抗增加,，電流減少造成的。在低速運(yùn)行時(shí),，其運(yùn)行在振動帶區(qū)域,，轉(zhuǎn)矩會突然下降，此為轉(zhuǎn)子的自然振動與驅(qū)動共振產(chǎn)生的現(xiàn)象,；或者,，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向突然發(fā)生改變,，同時(shí)接收到驅(qū)動指令脈沖，也會產(chǎn)生此現(xiàn)象,?！　∠旅孢M(jìn)一步分析負(fù)載對佳傳動比的影響。初速度不為零時(shí)佳傳動比的選擇在機(jī)動飛行時(shí),舵機(jī)要接受2種控制信 ,種是導(dǎo)引頭來的指令信 ,它是較低而幅度大的信 ;第二種是自動駕駛儀來的控制彈體姿態(tài)的信 ,它是高頻小幅度信 ,要求舵機(jī)能快速響應(yīng),?！　∪魏坞姍C(jī)都會，只是程度不同罷了,。對于步進(jìn)電機(jī)而言,，內(nèi)部都是由鐵芯和繞組線圈組成的。銅損和鐵損都會以的形式出來,，從而影響電機(jī)的效率,。步進(jìn)電機(jī)一般追求定位精度和力矩輸出，效率比較低,，電流一般比較大,，且諧波成分高，電流交變的也隨轉(zhuǎn)速而變化,，因而步進(jìn)電機(jī)普遍存在情況,，且情況比一般交流電機(jī)嚴(yán)重?！　∫虼?，保持恒定的電流增益是驅(qū)動精度的一種。值得注意的是,，由于電機(jī)電樞繞組參數(shù)可能相互之間有一定的差別,，因此這里所提的增益恒定是一個(gè)綜合性指標(biāo)。電流增益誤差對微動步距角誤差的影響比較大,。小的電流增益誤差可以微動步距角誤差,。　　2.電壓輸出接線方式如下圖所示：接線方式描述：編碼器的褐線接工作電壓正極,，藍(lán)線接工作電壓負(fù)極,，輸出線依次接入PLC的輸入com端，再從電源負(fù)拉根線接入PLC的輸入com端,。4.線性驅(qū)動輸出接線方式描述：輸出線依次接入后續(xù)設(shè)備相應(yīng)的輸入點(diǎn),，褐線接工作電壓的正極，藍(lán)線接工作電壓的負(fù)極

更換模塊后,，只需將連接器插入相同類型的新模塊中,，并保留原來的布線。前端連接器的編碼可避免發(fā)生錯(cuò)誤,。

快速連接

連接SIMATICTOP更加簡單,、快速（不是緊湊CPU的板載I/O）,。可使用預(yù)先裝配的帶有單個(gè)電纜芯的前端連接器,，和帶有前端連接器模塊,、連接線纜和端子盒的完整插件模塊化系統(tǒng)。

高組裝密度

模塊中為數(shù)眾多的通道使S7-300實(shí)現(xiàn)了節(jié)省空間的設(shè)計(jì),?？墒褂妹總€(gè)模塊中有8至64個(gè)通道（數(shù)字量）或2至8個(gè)通道（模擬量）的模塊。

簡單參數(shù)化

使用STEP 7對這些模塊進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)化,，并且不需要進(jìn)行不便的轉(zhuǎn)換設(shè)置,。數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲，如果更換了模塊,，數(shù)據(jù)會自動傳輸?shù)叫碌哪K,，避免發(fā)生任何設(shè)置錯(cuò)誤。使用新模塊時(shí),，無需進(jìn)行軟件升級,。可根據(jù)需要復(fù)制組態(tài)信息,，例如用于標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器,。

設(shè)計(jì)和功能

許多不同的數(shù)字量和模擬量模塊根據(jù)每一項(xiàng)任務(wù)的要求，準(zhǔn)確提供輸入/輸出,。

數(shù)字量和模擬量模塊在通道數(shù)量,、電壓和電流范圍、電氣隔離,、診斷和警報(bào)功能等方面都存在著差別,。在這里提到的所有模塊范圍中，SIPLUS組件可用于擴(kuò)展的溫度范圍-25… 60°C和有害的空氣/冷凝,。

CU 在多種可以選擇的操作模式下對 PM 和連接的電機(jī)進(jìn)行控制和監(jiān)視,。通過控制單元，可與本地控制器以及監(jiān)視設(shè)備進(jìn)行通訊,。電源模塊的功率范圍為 0.37 kW 至 250 kW,。

西門子6EP1332-1SH43

局部變量(Local variables)指在程序中只在特定或函數(shù)中可以訪問的變量。局部變量是相對于全局變量而言的,。在PLC中局部變量應(yīng)用不是很多,，西門子PLC則引入局部變量，成為PLC中特色的功能,。

局部變量是分配給每個(gè)子程序的臨時(shí)存貯區(qū)。當(dāng)子程序被調(diào)用時(shí),，分配局部變量區(qū)給子程序;子程序執(zhí)行完成后,，該局部變量區(qū)被釋放,。釋放時(shí)其中存貯的值也同時(shí)丟失，不能再下一掃描周期再被子程序使用,。

局部變量區(qū)的大小為64個(gè)字節(jié),，其4個(gè)字節(jié)被所占用，實(shí)際可供子程序使用的為60個(gè)字節(jié),。由于局部變量區(qū)的數(shù)據(jù)不能帶到下一掃描周期,，因此只能用于存儲程序運(yùn)算中的中間值，可以對全局變量區(qū)的占用,。

應(yīng)用

CM 1243?2 是 SIMATIC S7?1200 的 12xx CPU 的 AS-Interface 主站接口,。通過連接到 ASInterface，S7?1200 的可用數(shù)字量輸入和輸出的數(shù)目大大增加（在每個(gè)連接模塊的 ASInterface 上,，多有 496 個(gè)數(shù)字量輸入 / 496 個(gè)數(shù)字量輸出）,。

借助于集成式模擬值處理，也可通過 S7?1200 的 ASInterface 來提供模擬值,。每個(gè)通信模塊可以有多 31 個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)地址的模擬量從站（每個(gè)從站多有四個(gè)通道）或多 62 個(gè)帶 A/B 地址的模擬量從站（每個(gè)從站多有兩個(gè)通道）,。

運(yùn)行條件：

CM 1243?2 通信模塊以 10 ms 循環(huán)時(shí)間與 S7?1200 CPU 交換數(shù)據(jù)。

AS?i 循環(huán)時(shí)間取決于 AS?i 總線容量,，在有 31 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從站地址的情況下長 5 ms

  西門子（SIEMENS）直流伺服電機(jī)它包括定子,、轉(zhuǎn)子鐵芯、電機(jī)轉(zhuǎn)軸,、伺服電機(jī)繞組換向器,、伺服電機(jī)繞組、測速電機(jī)繞組,、測速電機(jī)換向器,所述的轉(zhuǎn)子鐵芯由矽鋼沖片疊壓固定在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上構(gòu)成,。

　　西門子（SIEMENS）直流伺服電機(jī)的驅(qū)動原理：伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解,，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖,，就會旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移,，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度,，都會發(fā)出對應(yīng)數(shù)量的脈沖,，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng),，或者叫閉環(huán),，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來,，這樣,，就能夠很**的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)**的定位,，可以達(dá)到0.001mm