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常用的電氣控制原理圖講解

所說的電氣控制原理圖其實就是一種圖紙，主要是提供電路原理示意的圖紙。其實說來，電氣控制原理圖是工程師的好助手，因為只有有了它，工程師才會明白控制系統(tǒng)的原理，才能有效的將工程進行下去。那么工程師是怎樣來解讀電氣控制原理圖的呢？我們一起去看看。

電氣控制原理圖一般是分為主電路和輔助電路兩部分。其中的主電路是電氣控制線路中大電流流過的部分，包括從電源到電機之間相連的電器元件。而輔助電路是控制線路中除了主電路以外的電路，其流過的電流比較小。

電氣控制原理圖：

1.分析主電路：無論線路設(shè)計還是線路分析都是先從主電路入手。主電路的作用是保證機床拖動要求的實現(xiàn)。從主電路的構(gòu)成可分析出電動機或執(zhí)行電器的類型、工作方式，起動、轉(zhuǎn)向、調(diào)速、制動等控制要求與保護要求等內(nèi)容。

   2.分析控制電路：主電路各控制要求是由控制電路來實現(xiàn)的，運用“化整為零”、“順藤摸瓜”的原則，將控制電路按功能劃分為若干個局部控制線路，從電源和主令信號開始，經(jīng)過邏輯判斷，寫出控制流程，以簡便明了的方式表達出電路的自動工作過程。

3.分析輔助電路：輔助電路包括執(zhí)行元件的工作狀態(tài)顯示、電源顯示、參數(shù)測定、照明和故障報警等。這部分電路具有相對獨立性，起輔助作用但又不影響主要功能。輔助電路中很多部分是受控制電路中的元件來控制的。

4.分析聯(lián)鎖與保護環(huán)節(jié)：生產(chǎn)機械對于安全性、可靠性有很高的要求，實現(xiàn)這些要求，除了合理地選擇拖動、控制方案外，在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護和必要的電氣聯(lián)鎖。在電氣控制原理圖的分析過程中，電氣聯(lián)鎖與電氣保護環(huán)節(jié)是一個重要內(nèi)容，不能遺漏。

   5.總體檢查：經(jīng)過“化整為零”，逐步分析了每一局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后，還必須用“集零為整”的方法檢查整個控制線路，看是否有遺漏。特別要從整體角度去進一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系，以達到正確理解原理圖中每一個電氣元器件的作用。

總結(jié)：說實話，要完全了解電氣控制原理圖還是需要很多知識來加強理解和鞏固的，畢竟還是業(yè)內(nèi)人員才能好理解一些。更多精彩內(nèi)容，歡迎大家關(guān)注美樂樂裝修網(wǎng)。

西門子數(shù)控系統(tǒng)故障的維修方法

如果監(jiān)控?zé)糸W爍頻率為1Hz，則EPROM有故障。如果閃爍頻率為2Hz，則PLC有故障。如以4Hz頻率閃爍，則保持電池報警，表示電壓已不足。表示操作面板的接口板03731板有故障或CRT有故障。

1）電源接通后無基本畫面顯示

 （a）電路板03840號板上無監(jiān)控?zé)麸@示
 （b）03840號電路板上監(jiān)控?zé)袅?/span>
 ①監(jiān)控?zé)糸W爍。如果監(jiān)控?zé)糸W爍頻率為1Hz，則EPROM有故障；如果閃爍頻率為2Hz，則PLC有故障；如以4Hz頻率閃爍，則保持電池報警，表示電壓已不足。
 ②監(jiān)控?zé)糇鬁缬伊�。表示操作面板的接口�?3731板有故障或CRT有故障。
 ③監(jiān)控?zé)舫Ａ痢＿@種故障，通常的原因有：CPU有故障；EPROM有故障；系統(tǒng)總線（即背板）有故障、電路板上設(shè)定有誤、機床數(shù)據(jù)錯誤、以及電路板（如存儲器板、耦合板、測量板）的硬件有故障。

 2）CRT上顯示混亂

 （a）保持電池（鋰電池）電壓太低，這時一般能顯示出711號報警。
 （b）由于電源板或存儲曾被拔出，從而造成存儲區(qū)混亂。這是一種軟故障，只要將CNC內(nèi)部程序清除并重新輸入即可排除故障。
 （c）電源板或存儲器板上的硬件故障造成程序顯示混亂。
 （d）如CRT上顯示513號報警，表示存儲器的容量不夠。

 3）在自動方式下程序不能啟動

 （a）如此時產(chǎn)生351號報警，表示CNC系統(tǒng)啟動之后，未進行機床回基準(zhǔn)點的操作。
 （b）系統(tǒng)處于自動保持狀態(tài)。
 （c）禁止循環(huán)啟動。 檢查PLC與NC間的接口信號Q64.3。

  4）進給軸運動故障

 （a）進給軸不能運動。造成此故障的原因有：
 ①操作方式不對；
 ②從PLC傳至NC的信號不正常；
 ③位控板有故障（如03350，03325，03315板有故障）。
 ④發(fā)生22號報警，它表示位置環(huán)未準(zhǔn)備好。
 ⑤測量系統(tǒng)有故障。如產(chǎn)生108，118，128，138號報警，這是測量傳感器太臟引起的。如產(chǎn)生104，114，124，134報警，則位置環(huán)有硬件故障。
 ⑥運動軸處于軟件限位狀態(tài)。只要將機床軸往相反方向運動即可解除。
 ⑦當(dāng)發(fā)生101，111，121，131號報警時，表示機床處于機械夾緊狀態(tài)。
 （b）進給軸運動不連續(xù)。
 （c）進給軸顫動。
 ①進給驅(qū)動單元的速度環(huán)和電流環(huán)參數(shù)沒有進行最佳化或交流電機缺相或測速元件損壞，均可引起進給軸顫動。
 ②CNC系統(tǒng)的位控板有故障。
 ③機構(gòu)磨擦力太大。
 ④數(shù)控機床數(shù)據(jù)有誤，有關(guān)機床數(shù)據(jù)的正確設(shè)定如下。
 （d）進給軸失控。
 ①如有101，111，121，131號報警請對夾緊進行檢查。
 ②如有102，112，122，132號報警，則說明指令值太高。
 ③進給驅(qū)動單元有故障。
 ④數(shù)控機床數(shù)據(jù)設(shè)定錯誤，造成位置控制環(huán)路為正反饋。
 ⑤CNC裝置輸至驅(qū)動單元的指令線極性錯誤。
 （e）103～133號報警。這是輪廓監(jiān)控報警。速度環(huán)參數(shù)沒有最佳化或者KV系數(shù)太大。
 （f）105～135號報警。位置漂移太大引起的。移量超過500mv，檢查漂移補償參數(shù)N230～N233。

 5）主軸故障

 　　如果實際主軸轉(zhuǎn)速超過所選齒輪的最高轉(zhuǎn)速，則產(chǎn)生225號報警；如主軸位置環(huán)監(jiān)控發(fā)生故障，則發(fā)生224號報警。

  6）V·24串行接口報警

 （a）20秒內(nèi)仍未發(fā)送或接收到數(shù)據(jù)時：
 ①外部設(shè)備故障；
 ②電纜有誤；
 ③03840板有故障。
 （b）穿孔紙帶信息不能輸入，其原因有：
 ①操作面板上鑰匙開關(guān)在關(guān)的位置，從而造成紙帶程序不能輸入；
 ②如果0384號板上的數(shù)據(jù)保護開關(guān)不在釋放位置時，不能輸入數(shù)據(jù)紙帶；
 ③如果不能輸入L80～L99和L900～L999號子程序，則多是由于PLC與NC接口信號Q64·3為“1”（循環(huán)禁止）引起的。
 （c）停止位錯誤。
 ①波特率設(shè)定錯誤；
 ②閱讀機有故障；
 ③機床數(shù)據(jù)錯誤。

S7-200可編程控制器STEP7-Micro/WIN32編程軟件的安裝

西門子S7-200可編程控制器PLC使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件進行編程。STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，功能強大，主要用于開發(fā)程序，也可用于適時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。加上漢化后的程序，可在全漢化的界面下進行操作。

1. 安裝條件

操作系統(tǒng)：Windows95以上的操作系統(tǒng)。

計算機配置：IBM486以上兼容機，內(nèi)存8MB以上，VGA顯示器，至少50MB以上硬盤空間。

通信電纜：用一條PC/PPI電纜實現(xiàn)可編程控制器與計算機的通信。

2. 編程軟件的組成

STEP7-Micro/WIN32編程軟件包括Microwin3.1；Microwin3.1的升級版本軟件Microwin3.1 SP1；Toolbox（包括Uss協(xié)議指令：變頻通信用，TP070：觸摸屏的組態(tài)軟件Tp Designer V1.0設(shè)計師）工具箱；以及Microwin 3.11 Chinese（Microwin3.11 SP1和Tp Designer的專用漢化工具）等編程軟件。

3. 編程軟件的安裝

按Microwin3.1→Microwin3.1 SP1→Toolbox→Microwin 3.11 Chinese的順序進行安裝。

首先安裝英文版本的編程軟件：雙擊編程軟件中的安裝程序SETUP.EXE，根據(jù)安裝提示完成安裝。接著，用Microwin 3.11 Chinese軟件將編程軟件的界面和幫助文件漢化。步驟如下：（1）在光盤目錄下，找到“mwin_service_pack_from V3.1 to3.11”軟件包，按照安裝向?qū)нM行操作，把原來的英文版本的編程軟件轉(zhuǎn)換為3.11版本。（2）打開“Chinese3.11”目錄；雙擊setup，按安裝向?qū)Р僮鳎�完成漢化補丁的安裝。（3）完成安裝。

4. 建立S7-200 CPU的通信

圖1 PLC與計算機的連接

可以采用PC/PPI電纜建立PC機與PLC之間的通信。這是典型的單主機與PC機的連接，不需要其他的硬件設(shè)備。如圖1所示。PC/PPI電纜的兩端分別為RS-232和RS-485接口，RS-232端連接到個人計算機RS-232通信口COM1或COM2接口上，RS-485端接到S7-200 CPU通信口上。PC/PPI電纜中間有通信模塊，模塊外部設(shè)有波特率設(shè)置開關(guān)，有5種支持PPI協(xié)議的波特率可以選擇，分別為：1.2K，2.4K，9.6K，19.2K，38.4K。系統(tǒng)的默認值為9.6K b/s。PC/PPI電纜波特率設(shè)置開關(guān)（DIP開關(guān)）的位置應(yīng)與軟件系統(tǒng)設(shè)置的通信波特率相一致。DIP開關(guān)如圖2所示，DIP開關(guān)上有5個扳鍵，1、2、3號鍵用于設(shè)置波特率，4號和5號鍵用于設(shè)置通信方式。通信速率的默認值為9600bit/s，如圖2所示，1、2、3號鍵設(shè)置為010，未使用調(diào)制解調(diào)器時，4、5號鍵均應(yīng)設(shè)置為0。

5. 通信參數(shù)的設(shè)置

硬件設(shè)置好后，按下面的步驟設(shè)置通信參數(shù)。

（1）在STEP7-Micro/WIN32運行時單擊通信圖標(biāo)，或從“視圖（View）”菜單中選擇“通信（Communications）”，則會出現(xiàn)一個通信對話框。

（2）對話框中雙擊PC/PPI電纜圖標(biāo)，將出現(xiàn)PC/PG接口的對話框。

（3）單擊“屬性（Properties）”按鈕，將出現(xiàn)接口屬性對話框，檢查各參數(shù)的屬性是否正確，初學(xué)者可以使用默認的通信參數(shù)，在PC/PPI性能設(shè)置的窗口中按“默認（Default）”按鈕，可獲得默認的參數(shù)。默認站地址為2，波特率為9600b/s。

6. 建立在線連接

在前幾步順利完成后，可以建立與S7-200 CPU的在線聯(lián)系，步驟如下：

（1）在STEP7-Micro/WIN32運行時單擊通信圖標(biāo)，或從“視圖（View）”菜單中選擇“通信（Communications）”，出現(xiàn)一個通信建立結(jié)果對話框，顯示是否連接了CPU主機。

（2）雙擊對話框中的刷新圖標(biāo)，STEP7-Micro/WIN32編程軟件將檢查所連接的所有S7-200CPU站。在對話框中顯示已建立起連接的每個站的CPU圖標(biāo)、CPU型號和站地址。

（3）雙擊要進行通信的站，在通信建立對話框中，可以顯示所選的通信參數(shù)。

7. 修改PLC的通信參數(shù)

計算機與可編程控制器建立起在線連接后，即可以利用軟件檢查、設(shè)置和修改PLC的通信參數(shù)。步驟如下：

（1）單擊瀏覽條中的系統(tǒng)塊圖標(biāo)，或從“視圖（View）”菜單中選擇“系統(tǒng)塊（System Block）”選項，將出現(xiàn)系統(tǒng)塊對話框。

（2）單擊“通信口”選項卡，檢查各參數(shù)，確認無誤后單擊確定。若須修改某些參數(shù)，可以先進行有關(guān)的修改，再單擊“確認”。

（3）單擊工具條的下載按鈕，將修改后的參數(shù)下載到可編程控制器，設(shè)置的參數(shù)才會起作用。

8. 可編程控制器的信息的讀取

選擇菜單命令“PLC”，找“信息”，將顯示出可編程控制器RUN/STOP狀態(tài)，掃描速率，CPU的型號錯誤的情況和各模塊的信息。

西門子PLC有源導(dǎo)軌

一.SIEMENS   PLC控制系統(tǒng)關(guān)于熱插拔功能的定義：
    1．帶電插拔模塊時，確保不造成模塊的硬件損壞；
    2．帶電插拔模塊時，CPU不停機，并產(chǎn)生報警；
    3．帶電插拔模塊時，該模塊I/O通道的數(shù)值保持不變，而其他模塊的運行不受影響；
    4．帶電插拔模塊時，CPU中觸發(fā)中斷組織塊或通過DP診斷程序塊，得到模塊拔出或插入的事件信息，在用戶程序或中斷組織塊OB**中進行相應(yīng)控制邏輯和I/O通道的處理；
二.SIEMENS的PLC控制系統(tǒng)中：
   1. S7-200系列PLC不支持熱插拔功能；
   2. S7-300 CPU直接帶I/O模塊的方式不支持熱插拔；
   3. S7-300作為PROFIBUS DP主站下掛DP從站ET200M、ET200S、ET200iS，支持熱插拔功能；（ET200M作從站時需要使用有源總線底板，如下說明）
   注：采用S7-300作為主站的軟冗余系統(tǒng)無法實現(xiàn)熱插拔全部功能，不具備以上所列第3，4條目中的功能。當(dāng)您將ET200M從站上的模塊拔出時，CPU 不停機，主CPU、備用CPU上的SF燈亮，BUSF燈閃爍，ET200M從站上的2塊IM153-2模塊的SF燈亮，BF燈閃爍，該ET200M從站上所有模塊的I/O值被清0，S7-300主站失去對該ET200M從站的控制能力。當(dāng)您再次將模塊插入到ET200M站上時，系統(tǒng)從主CPU切換到備用 CPU，SF、BUSF、BF燈熄滅，軟冗余系統(tǒng)重新回到正常運行狀態(tài)。
   若要在軟冗余系統(tǒng)中實現(xiàn)熱插拔的4項功能，必須使用S7-400作為軟冗余系統(tǒng)的主站。
   4. S7-400作為PROFIBUS DP主站下掛DP從站ET200M、ET200S、ET200iS，支持熱插拔功能；（ET200M作從站時需要使用有源總線底板，如下說明）
   5.S7-400 CPU直接帶I/O模塊的方式支持熱插拔。
    S7-400系統(tǒng)由于很好的電磁兼容性和抗沖擊、耐震動性能，因而能最大限度的滿足各種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，模板能夠帶電插、拔，當(dāng)S7-400機架上插入或取出模板時，都會在CPU中產(chǎn)生一個中斷信息，供客戶在用戶程序中對模板更換的動作進行相應(yīng)的處理。
三. ET200M的有源總線底板配置與說明：
    ET200M是在工業(yè)現(xiàn)場經(jīng)常使用的PROFIBUS DP分布式從站，一個ET200M從站一般由導(dǎo)軌（S7-300系列通用導(dǎo)軌）、IM153接口模塊、若干塊S7-300系列的模塊（PS電源模塊、I/O模塊、CP通訊模塊、FM功能模塊）組成：

    這樣的ET200M從站是不支持熱插拔功能的。為了實現(xiàn)ET200M從站的熱插拔功能，我們需要對ET200M的硬件配置進行一些調(diào)整，通用導(dǎo)軌更換成帶有有源總線模板的導(dǎo)軌，下圖向您展示了1個有源總線導(dǎo)軌和5個有源總線模板組裝后的情形：
 

下圖比對了有源總線導(dǎo)軌與S7-300通用導(dǎo)軌的區(qū)別
 

下圖展示有源總線導(dǎo)軌、有源總線模板和2個IM153-2接口模塊組裝后的情形：
 

STEP1：在STEP7的硬件組態(tài)窗口的PROFIBUS DP目錄中選擇相應(yīng)IM153模塊，可以看出該模塊支持“module exchange in opration”（熱插拔）；
STEP2：將IM153模塊拖到PROFIBUS總線上；
STEP3：選擇I/O模塊，插入到ET200M站的各個槽位中；
STEP4：雙擊ET200M站，打開屬性窗口，選中“Replace modules during operation“(熱插拔)選項；
STEP5：屬性窗口中提供了ET200M站熱插拔功能所需的有源總線導(dǎo)軌的訂貨號；
STEP6：屬性窗口中提供了該型號IM153，插入的I/O模塊對應(yīng)使用的有源總線底板的訂貨號；
除了以上的硬件組態(tài)之外，還要向S7-400中下載OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等組織塊。當(dāng)ET200M從站上進行模塊的熱插拔時，中斷組織塊OB83 ，OB85，OB122被調(diào)用。
    如果你采用S7-300 CPU 或 CP 342-5作為DP主站，那么您只能夠通過安裝GSD文件的方式將IM153模塊組態(tài)成DP從站，并雙擊IM153，打開它的屬性窗口，進行設(shè)置。否則您在STEP7的硬件組態(tài)窗口中直接將PROFIBUS DP目錄ET200M文件夾下IM153模塊掛在PROFIBUS總線上，如下圖：
 

     從上圖可以看出，當(dāng)你從右側(cè)的PROFIBUS DP樹型目錄中將IM153-2模塊拖到PROFIBUS總線上后，雙擊點開IM153的屬性，“Repalce modules during operation”(熱插拔功能)選項為灰色，所以在這種方式下，無法實現(xiàn)熱插拔的全部功能，只能實現(xiàn)第1、2兩條，不能實現(xiàn)第3、4條功能。
 

添加IM153-2模塊到PROFIBUS總線上，設(shè)置熱插拔選項
 

設(shè)置IM153-1模塊的熱插拔功能選項
除了以上的硬件配置之外，還要向S7-300的CPU中下載OB82、OB86、OB121、OB122等組織塊,才能保證當(dāng)您在ET200M站上進行模塊熱插拔時，S7-300的CPU保持運行，而ET200M站上其他模塊的工作不受影響。同時，當(dāng)您進行ET200M站上模塊的拔出或插入，系統(tǒng)都會調(diào)用 OB82、OB86，您可以獲取OB86和OB82中的參數(shù)返回值，得知什么時間是哪一個主站下的哪一個從站上的模塊被插拔, 您可以根據(jù)系統(tǒng)控制邏輯的需要，在組織塊OB82，OB86中編寫用戶程序，調(diào)整I、O的數(shù)值，確保進行模塊熱插拔時，生產(chǎn)機構(gòu)處于安全運行狀態(tài)。
您可以在S7-300的用戶程序中循環(huán)調(diào)用SFC13（DP總線診斷功能塊），不斷獲取DP網(wǎng)絡(luò)的診斷信息，當(dāng)ET200M從站上進行模塊的熱插拔時，可以從SFC13的返回數(shù)據(jù)（在DB塊中）獲取插拔模塊的信息，在用戶程序中對返回的診斷信息進行判斷、評估后，進行相應(yīng)的邏輯控制和I/O處理，使生產(chǎn)機構(gòu)處于安全運行狀態(tài)；
如果您在ET200M站中使用了參數(shù)化的模塊（如FM354，CP340等非輸入輸出的模塊），在DP主站通電初始化過程中會對這些模板進行參數(shù)化和配置。當(dāng)您帶電拔掉可參數(shù)化的模塊，再插入后，模塊原有的參數(shù)就會丟失。除非重新啟動DP主站，在主站進行初始化過程中，對這些模塊在進行一次參數(shù)化和配置，否則這類模塊在被拔掉，再插入后，只能夠以它的默認參數(shù)運行。