西门子V90电机1FL6062-1AC61-2LB1

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1 前言

    2004年以来,鸡西北钢带钢厂相继投产了两座畜热式加热炉。由于畜热炉与传统加热炉的供热和排烟方式有很大不同,所以其控制过程也不一样,畜热炉比传统炉增加了自动换向控制和气化冷却控制两部分。操作工们在很长时间内都无法掌握操作要领和控制工作原理,往往因为一个小故障手足无措足,导致停炉甚至停产。为此,对加热炉的常见故障进行分析和研究,总结出工艺与电气知识相结合的方法来判断仪表故障,使其能在较短的时间内查明故障原因并排除故障,维护正常生产。

    2 我厂畜热式加热炉控制系统组成

    畜热式加热炉控制系统由燃烧过程控制、换向控制和气化冷却控制三部分组。我厂先投入的通道式集中换向畜热式加热炉（2号炉）,之后又建一座外置烧嘴式分段换向式畜热式加热炉（3号炉）。都采用的是德国西门子的S7300PLC可编程序控制器作为下位机来实现所有信号的采集、运算和调解,以S7300CP5611与工控机的通讯接口卡,中国台湾研华工控机IPC610作监控及编程调试之用,以bbbbbbs2000中文平台作为操作系统,2号*处理模块为CPU314,以组态王软件进行监控，3号*处理模块为模块CPU315,以WINCC软件进行监控。

    2.1燃烧过程控制

    (1)工艺要求

    燃烧过程控制主要通过对温度、流量和压力检测,来调节一些阀门开度大小，以便控制燃料的多少、排烟量的大小。

    (2)控制原理

    温度信号的采集是通过一次仪表热电偶或热电阻来完成的，流量、压力是通过差压、压力变送器来完成的。其检测及控制过程如下:

    热电偶（热电阻）的毫伏（电阻）信号，差压、压力变送器的毫安信号→S7300PLC的模拟量输入模块SM331→通讯卡CP5611用软件在上位工控机中显示→(以3号炉为例,)经过CPU315模块的PID运算→模拟量输出模块SM332→对阀门进调解,以达到控制炉温的确。

    (3)判断和处理故障的方法

    在生产过程中,有经验的操作工目测炉墙、钢的颜色可知炉温,误不大于±20℃,由此可知计算机显示的数据是否准确。（炉子外部的光线阴暗的情况下,观察的火色会亮些,外部光线充足的情况下观察的火色会亮些。）

    金属颜色与温度对照表

    颜色温度,℃颜色温度,℃

    暗褐色530～580亮红色830～880

    赤褐色580～650橘黄色880～1050

    ①温度常见故障的判定与处理方法：

    如果电脑显示的温度与操作工观察的钢温不一致，如0℃是线路有短路的地方，或热偶极性接反(铂铑热电偶正极较硬)；

Φl60卧式镗铣床的数控系统SINUMERIK810M由CPU模块、位置控制模块、存储器模块、文字图形处理模块、CRT显示器、接口模块、I/O模块及操作面板等组成，它是一种通道式结构的CNC系统，通过RS232C接口进行。

1 西门子SINUMERIK 810K系统常见故障的分析和排除

(1)CPU 监控报警。如果此报亮，则系统不能被启动，CNC系统处于故障状态，这可以从以下几个方面查找故障原因：CPU模块中的跨接端子接错；EPROM存储器故障；总线板损坏；机床参数错误；启动芯片损坏。如果CPU监控报警发生在运行过程中，则多数是模块硬件故障或是CPU循环工作出错；

(2)EPEOM存储器的自诊断报警。出现此报警时，EPROM存储器真正损坏的情况并不多见，而多是由于存储器模块或EPROM芯片插接不良及插错位置引起的；

(3) 数据存储器子模声电池电压低报警。出现此报警时，必需在系统上电的情况下更换电池否则会引起机床数据和PiE控制程序丢失，为此在机床调整完毕后将机床数据和PiE控制程序作备份，存储在软磁盘上，一旦发生机床数据和PLC控制程序丢失，利用传输软件将计算机与SINUMERIK 810K的串口联网传送；

(4)轮廊监控报警。说明坐标轴的实际移动速度**规定的轮廊监控门槛速度的允许值，或是在高速或制动时，相应作标轴不能在规定时间内达到要求的速度。这多数是由于KV系数设定不当造成。或是位置反馈电缆及脉冲编码器不良。或由于机械间隙过大造成；

(5)位置反馈回路硬件故障。表示检测到的位置反馈信号相位错误或接地短路或信号完全没有．可以检测到的位置回路电缆是否断路；检测判断位置模块是否有故障；用示波器测量位置反馈信号的相位，判断电缆与位置传感器是否有问题。

2 Φl60卧式镗铣床上的故障引起机床故障

(1)机床失控(即飞车)。这类故障在安装调整机床时出现，原因多数是位置或速度信号不正常，或是断线或是极性接反，变成正反馈。如果在机床运行时突然出现，则多数是信号反馈线因机床移动而被拉断，或是数控系统的控制板及进给伺服速度控制单元的故障造成；

(2) 机床振动。造成振动的原因，除了机械间隙大或液压润滑不良等之外，应检查位置控制和速度控制单元的设定是否正确，分析机床振动周期是否与进给速度有关，如与进给速度无关，多数是由于该轴的速度环增益太高造成。若与进给速度有关，多数是因为位置检测增益太高引起的，须进行位置检测增益的调整；

(3)零件加工精度差。这主要是各轴之间的进给动态跟踪误差值对称度没有调到较佳状态，或是机床经一段时间使用后，机床各轴传动链有变化。

3 数控机床故障诊断的方法

(1)Φl60卧式镗铣床PLC控制程序针对机床设置一百多条报警处理信息，SINUMERIK 810M设有数百条报警信息，根据报警内容的提示来寻找故障的根源；

(2)原理分析不当。根据数控系统的组成原理，可从逻辑析各点的应有特征，并进行测量比较从而对故障定位；

(3)等效代换法。利用现有的备板等效代换，再维修代换下的坏板；

(4)分部隔离法。此方法的思想是将机床看作是由一块块“积木”搭成，各块“积木”既相独立又相联系，控制系统的组成也类似，去除一部份，观察所发生的现象，因为发生故障部位的信号没有或不正常，从改变的现象中，判断出故障点；

(5)测量比较法。数控系统的印刷线路板一般设有用于检测的端子，测量端子的电压和波形，结台工作原理，分析故障原因及故障的所在位置。

三菱PLC有F1与F2系列小型机，FX系列与FX2系列整体式高功能小型机，A系列、QnA系列、Q系列大中型机等，其中FX2N系列则是FX系列中功能较强、速度较高的微型可编程序控制器之一。

一、FX2N系统配置 

1.  FX2N基本构成 

1）FX2N型号标注
FX2N系列PLC型号标注型式为：
FX2N- ??    ?     ?  -   ?
  ①    ②    ③     ④
①  表示输入输出总点数；
②  表示单元类型（M—基本单元、E—输入输出混合扩展单元与扩展模块、EX—输入**扩展模块、EY—输出**扩展模块）；
③  表示输出形式（R—继电器输出、T—晶体管输出、S—双向晶闸管输出）
④  表示特殊品种的区别，见表1。

表1 FX2N型号特殊品种位标注含义

例如型号为FX2N- 48MR- D的PLC属于FX2N系列，有48个I/O点的基本单元，继电器输出型，使用DC24V电源。
2）FX2N基本单元
FX2N系列基本单元按输入输出点数有16点、32点、48点、64点、80点与128点，用户存储器容量可扩展到16k步，FX2N各基本单元规格见表2。

表2  FX2N系列基本单元（AC电源DC输入）

图1是FX2N-64MR基本单元外形，基本单元由内部电源、内部CPU、内部输入输出接口及程序存储器（RAM）组成，其中动作指示灯1有5个，分别为POWER—电源指示灯、RUN—运行指示灯、BATT.V—电池电压下降指示灯、PROG-E—程序出错指示闪烁灯及CPU-E—CPU出错指示亮灯。