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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。從主電路的構成可分析出電動機或執行電器的類型、工作方式，起動、轉向、調速、制動等控制要求與保護要求等內容。

   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：輔助電路包括執行元件的工作狀態顯示、電源顯示、參數測定、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.分析聯鎖與保護環節：生產機械對于安全性、可靠性有很高的要求，實現這些要求，除了合理地選擇拖動、控制方案外，在控制線路中還設置了一系列電氣保護和必要的電氣聯鎖。在電氣控制原理圖的分析過程中，電氣聯鎖與電氣保護環節是一個重要內容，不能遺漏。

   5.總體檢查：經過“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節之間的聯系，以達到正確理解原理圖中每一個電氣元器件的作用。

總結：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，畢竟還是業內人員才能好理解一些。更多精彩內容，歡迎大家關注美樂樂裝修網。

西門子數控系統故障的維修方法

如果監控燈閃爍頻率為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號板上無監控燈顯示
 （b）03840號電路板上監控燈亮
 ①監控燈閃爍。如果監控燈閃爍頻率為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監控燈左滅右亮。表示操作面板的接口板03731板有故障或CRT有故障。
 ③監控燈常亮。這種故障，通常的原因有：CPU有故障；EPROM有故障；系統總線（即背板）有故障、電路板上設定有誤、機床數據錯誤、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，從而造成存儲區混亂。這是一種軟故障，只要將CNC內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）如此時產生351號報警，表示CNC系統啟動之后，未進行機床回基準點的操作。
 （b）系統處于自動保持狀態。
 （c）禁止循環啟動。 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發生22號報警，它表示位置環未準備好。
 ⑤測量系統有故障。如產生108，118，128，138號報警，這是測量傳感器太臟引起的。如產生104，114，124，134報警，則位置環有硬件故障。
 ⑥運動軸處于軟件限位狀態。只要將機床軸往相反方向運動即可解除。
 ⑦當發生101，111，121，131號報警時，表示機床處于機械夾緊狀態。
 （b）進給軸運動不連續。
 （c）進給軸顫動。
 ①進給驅動單元的速度環和電流環參數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系統的位控板有故障。
 ③機構磨擦力太大。
 ④數控機床數據有誤，有關機床數據的正確設定如下。
 （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進給驅動單元有故障。
 ④數控機床數據設定錯誤，造成位置控制環路為正反饋。
 ⑤CNC裝置輸至驅動單元的指令線極性錯誤。
 （e）103～133號報警。這是輪廓監控報警。速度環參數沒有最佳化或者KV系數太大。
 （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N230～N233。

 5）主軸故障

 　　如果實際主軸轉速超過所選齒輪的最高轉速，則產生225號報警；如主軸位置環監控發生故障，則發生224號報警。

  6）V·24串行接口報警

 （a）20秒內仍未發送或接收到數據時：
 ①外部設備故障；
 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在關的位置，從而造成紙帶程序不能輸入；
 ②如果0384號板上的數據保護開關不在釋放位置時，不能輸入數據紙帶；
 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”（循環禁止）引起的。
 （c）停止位錯誤。
 ①波特率設定錯誤；
 ②閱讀機有故障；
 ③機床數據錯誤。

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的應用軟件，功能強大，主要用于開發程序，也可用于適時監控用戶程序的執行狀態。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：Windows95以上的操作系統。

計算機配置：IBM486以上兼容機，內存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協議指令：變頻通信用，TP070：觸摸屏的組態軟件Tp Designer V1.0設計師）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，按照安裝向導進行操作，把原來的英文版本的編程軟件轉換為3.11版本。（2）打開“Chinese3.11”目錄；雙擊setup，按安裝向導操作，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，模塊外部設有波特率設置開關，有5種支持PPI協議的波特率可以選擇，分別為：1.2K，2.4K，9.6K，19.2K，38.4K。系統的默認值為9.6K b/s。PC/PPI電纜波特率設置開關（DIP開關）的位置應與軟件系統設置的通信波特率相一致。DIP開關如圖2所示，DIP開關上有5個扳鍵，1、2、3號鍵用于設置波特率，4號和5號鍵用于設置通信方式。通信速率的默認值為9600bit/s，如圖2所示，1、2、3號鍵設置為010，未使用調制解調器時，4、5號鍵均應設置為0。

5. 通信參數的設置

硬件設置好后，按下面的步驟設置通信參數。

（1）在STEP7-Micro/WIN32運行時單擊通信圖標，或從“視圖（View）”菜單中選擇“通信（Communications）”，則會出現一個通信對話框。

（2）對話框中雙擊PC/PPI電纜圖標，將出現PC/PG接口的對話框。

（3）單擊“屬性（Properties）”按鈕，將出現接口屬性對話框，檢查各參數的屬性是否正確，初學者可以使用默認的通信參數，在PC/PPI性能設置的窗口中按“默認（Default）”按鈕，可獲得默認的參數。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的在線聯系，步驟如下：

（1）在STEP7-Micro/WIN32運行時單擊通信圖標，或從“視圖（View）”菜單中選擇“通信（Communications）”，出現一個通信建立結果對話框，顯示是否連接了CPU主機。

（2）雙擊對話框中的刷新圖標，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、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。

7. 修改PLC的通信參數

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、設置和修改PLC的通信參數。步驟如下：

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

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

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

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，掃描速率，CPU的型號錯誤的情況和各模塊的信息。

西門子PLC有源導軌

一.SIEMENS   PLC控制系統關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，并產生報警；
    3．帶電插拔模塊時，該模塊I/O通道的數值保持不變，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**中進行相應控制邏輯和I/O通道的處理；
二.SIEMENS的PLC控制系統中：
   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無法實現熱插拔全部功能，不具備以上所列第3，4條目中的功能。當您將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。當您再次將模塊插入到ET200M站上時，系統從主CPU切換到備用 CPU，SF、BUSF、BF燈熄滅，軟冗余系統重新回到正常運行狀態。
   若要在軟冗余系統中實現熱插拔的4項功能，必須使用S7-400作為軟冗余系統的主站。
   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標準，模板能夠帶電插、拔，當S7-400機架上插入或取出模板時，都會在CPU中產生一個中斷信息，供客戶在用戶程序中對模板更換的動作進行相應的處理。
三. ET200M的有源總線底板配置與說明：
    ET200M是在工業現場經常使用的PROFIBUS DP分布式從站，一個ET200M從站一般由導軌（S7-300系列通用導軌）、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整，通用導軌更換成帶有有源總線模板的導軌，下圖向您展示了1個有源總線導軌和5個有源總線模板組裝后的情形：
 

下圖比對了有源總線導軌與S7-300通用導軌的區別
 

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

STEP1：在STEP7的硬件組態窗口的PROFIBUS DP目錄中選擇相應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模塊對應使用的有源總線底板的訂貨號；
除了以上的硬件組態之外，還要向S7-400中下載OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等組織塊。當ET200M從站上進行模塊的熱插拔時，中斷組織塊OB83 ，OB85，OB122被調用。
    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模塊組態成DP從站，并雙擊IM153，打開它的屬性窗口，進行設置。否則您在STEP7的硬件組態窗口中直接將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，當你從右側的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，無法實現熱插拔的全部功能，只能實現第1、2兩條，不能實現第3、4條功能。
 

添加IM153-2模塊到PROFIBUS總線上，設置熱插拔選項
 

設置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，當您進行ET200M站上模塊的拔出或插入，系統都會調用 OB82、OB86，您可以獲取OB86和OB82中的參數返回值，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, 您可以根據系統控制邏輯的需要，在組織塊OB82，OB86中編寫用戶程序，調整I、O的數值，確保進行模塊熱插拔時，生產機構處于安全運行狀態。
您可以在S7-300的用戶程序中循環調用SFC13（DP總線診斷功能塊），不斷獲取DP網絡的診斷信息，當ET200M從站上進行模塊的熱插拔時，可以從SFC13的返回數據（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，進行相應的邏輯控制和I/O處理，使生產機構處于安全運行狀態；
如果您在ET200M站中使用了參數化的模塊（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化和配置。當您帶電拔掉可參數化的模塊，再插入后，模塊原有的參數就會丟失。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運行。