石家庄西门子直流调速器总代理

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上海庆惜自动化设备有限公司

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• 西门子直流调速器故障分析与工作原理简单介绍及维修，西门子直流调速器故障分析：
  1、电枢电源中的相电压故障
  故障现象：装置不能起动，故障号F004
  可能的故障原因：（1）电枢电压故障；（2）运行中进线接触器断开；（3）
  电枢回路的交流侧的熔断器熔断；（4）功率部件的熔断器熔断。
  2、励磁回路故障
  故障现象：装置不能起动，故障号F005
  可能的故障原因：（1）励磁相电压故障；（2）运行中进线接触器断开；（3）
  励磁回路的熔断器熔断。
  3、驱动堵转
  故障现象：装置起动，但提升机并未转动，故障号F035
  可能的故障原因：负载过重或电机堵转。
  4、无电枢电流流过
  故障现象：装置虽已起动，但没有电枢电流流过，故障号F036
  可能的故障原因：电枢回路开路。
  5、I2t 电动机监控响应
  故障现象：电动机过热，故障号F037
  可能的故障原因：大负荷长时间低速运行或负载过重。
  6、超重
  故障现象：系统在高速时报此故障，或者刚起动或运行中报故障，故障号
  F038
  可能的故障原因：（1）负力过大，高速运行，造成制动力矩不足而超速；
  （2）轴编码器损坏或连线断。
  7、测速机故障
  故障现象：系统检查轴编码器所检测出的速度与其用反电势计算出的速度
  相差很大时，即判断出测速机故障，故障号F042
  可能的故障原因：测速机性能不好，正、反特性不一致，或输出电压不稳。
  处理办法：更换，好采用轴编码器反馈。
  故障现象为西门子6ra70直流调速器不能自整定,一按p键即出现f051报警。
  据客户反映此机运行正常,只是不能作自整定,查故障信息记录为没有励磁电流,故此检修励磁电流检测电路。经检测对比正常,跟正常板对换也不能排除故障,f051故障说明书也没说明,后来试着初始化参数,然后再作自整定,自整定通过,故障排除。
  此类故障应为软件设计时存在缺陷,参数之间没有考虑清楚好配给以致可能进入死循环,初始化参数一般
  另外存储在一块独立的断电保存器件中,不受参数调整的影响,所以初始化后能够解决问题。
  故障现象：
  电源正常， LED 无显示
  故障分析 ： 首先 CPU 是否有正常工作? 用示波器观察，看时钟频率且数据线有脉冲信号，证明 CPU 
  基本正常 , 而至 LED 数码管扫描信号 A 点应为脉冲而现在却为 L 电平
  结果更换 EPROM 后， A 点有脉冲 LED 显示正常。
   

  工作原理简单介绍：
  
    直流调速装置就是调节直流电动机速度的设备，上端和交流电源连接，下端和直流电动机连接，直流调速器将交流电转化成两路输出直流电源，一路输入给直流电机砺磁定子），一路输入给直流电机电枢（转子），直流调速器通过控制电枢直流电压来调节直流电动机转速。同时直流电动机给调速器一个反馈电流，调速器根据反馈电流来判断直流电机的转速情况，必要时修正电枢电压输出，以此来再次调节电机的转速。
    五、直流电机的调速方案一般有下列3种方式：
  1、改变电枢电压；
  2、改变激磁绕组电压；
  3、改变电枢 回路电阻。
  常用的是调压调速系统，即1（改变电枢电压）.
  
     六、一种模块式直流电机调速器，集电源、控制、驱动电路于一体，采用立体结构布局，控制电路采用微功耗元件，用光电耦合器实现电流、电压的隔离变换，电路的比例常数、积分常数和微分常数用PID适配器调整。该调速器体积小、重量轻，可单独使用也可直接安装在直流电机上构成一体化直流调速电机，可具有调速器所应有的一切功能。
  
  为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

                  

  在实际应用过程中，某些时候可能会采用VB/DELPHI/VC等高级语言，自主编程与西门子PLC进行通讯，这类帖子、论文在网上都可以找到，在此总结一下。

      1、Prodave通讯

      Prodave是西门子提供的一个软件包，为高级语言编程和plc通讯提供接口。

      通讯接口：MPI

      因为MPI口是每块cpu的编程口，所以plc不需要另外添加通讯模块，这个方案就比较经济，而且prodave软件包里面附带了example和详细的说明，用起来应该比较简单和方便（本人只匆匆看过文档，没有实验过）。这方面的资料在百度上很多。当然，mpi的速度是有限的，如果采用普通的pcadapter连接pc和plc，速度也就38.4kbps，我不知道prodave能否支持mpi卡（5611之类的话），如果可以的话速度可以达到187.5kbps。

      2、串行通讯

      看到过一些论文，采用串行通讯的方法实现pc和plc通讯。这种情况存在几点要求：

      a、需要为plc添加一块串行通讯模块，比如300的话就需要cp340或者cp341（前者便宜些）；

      b、plc里面需要对串行通讯进行编程，其实也就是接收报文和发送报文，调用fb2/fb3（cp340的话）。

      c、串行通讯的速度是有目共睹的，而且cp340或者cp341的数据吞吐量也是有限的，即报文长度是有限制的，因此个人认为通讯数据量大的话采用串行通讯就不合适了。

      d、报文格式的话就比较自由，但是也应当合理，我虽然没有具体实验过，但是个人认为可以参考modbus的报文结构来编程，甚至就采用modbus的规范，不过这样的话要求编程者对pc和plc侧的modbus编程都要熟悉。

      3、OPC

      Opc是这些年来很流行的东西，其实我很讨厌opc的安全认证的设定。不过采用opc编程来访问plc真的是一件非常轻松惬意的事情。你需要做的就是了解opc的结构和编程，尤其是采用vb来编写opc简直是件傻瓜化的工作当然也牺牲了很多。

      前面我实验了用vb通过opc（以太网）来访问300，包括用西门子的simaticnet提供的opc接口和第三方的kepserver。

      采用opc接口编程的优点：通讯速度快，编程简单。

      4、以太网编程

      采用以太网编程访问plc，其实又可以分为两种：

      一种是socket接口，需要在plc里面编程进行收/发，大概是fc5/fc6吧，印象不深了，当然plc里面要定义一个connection，填好地址、端口号之类的信息，这个对于熟悉西门子工业通讯的人是很easy的事情。Pc侧采用socket接口编程，Z简单的就是vb里面的wisock控件，当然这掩盖了很多细节。Socket编程本来就是一门艺术，讲究说学逗唱:)

      这个方法的优点应该是pc侧编程稍微简单点（相对于后一种），而且可以不局限于windows平台，因为socket接口被诸如unix支持的更好。

      第二种是采用西门子的sapi接口函数，这样plc里面不需要过多的编程了，当然pc侧的编程难度就比较高了，ms只能用c来写，所以我望而却步鸟。看过相关帖子和论文，有高人在项目里面就这么干的，而且数据量很大，看来高人很多很多啊，向他们致敬！关于sapi的资料其实都在simaticnet软件光盘里面，有兴趣的可以去找来看看。

  西门子S7-300/400的PLC用户程序结构与S7-200有明显的不同，可以使用线性化结构以及功能调用式结构与结构化编程。

      采用调用式结构与结构化编程时，程序以组织块(OB)、程序块(FC)、功能块(FB)、系统程序块( SFC)、系统功能块(SFB)、数据块(DB)等形式出现，其中，组织块(OB)、程序块(FC)、功能块(FB)统称为“逻辑块(Logic Block)”；系统程序块(SFC)、系统功能块(SFB)统称为“系统块”。

      (1)组织块(OB)

      组织块（Organization Blocks，简称OB）提供了PLC内部CPU操作系统与用户程序间的接口，它是由CPU操作系统直接进行调用的逻辑块，用来管理PLC程序中各组成部分的调用和执行中断。OB决定了PLC用户程序的结构与块的调用顺序，起到了“管理”用户程序的作用。

      S7-300/400不同的CPU类型，可以选择、支持不同的OB块，但OB1是所有PLC用户程序的循环控制块，它是运行PLC用户程序的前提条件，因此，任何PLC程序、任何CPU都不可以缺少OB1。

      OB块的调用条件被称为“触发事件”，根据“触发事件”的不同，OB块可以分为若干级别，各个级别有不同的优先级，高优先级的OB可以中断低优先级OB的执行。如果需要，S7系列PLC除OB1外，还可以使用多个OB块。

       (2)程序块(FC)

      程序块(Function，简称FC)是由用户编写的、不需要专门数据块的常用逻辑块。

      FC块在程序中一般不可以重复调用，在大多数场合，FC块应直接使用PLC的“地址”或“符号地址”进行编程，但根据需要，可以定义部分程序变量。

      与S7-200 -样，FC块的“临时变量”同样存储在局部变量数据堆栈(L)中，这一区域为全部程序块所公用，只可以用于FC块内部使用的中间运算结果寄存（这些中间运算结果不可以用于FC块外部）；程序块执行完成后，局部变量数据堆栈内的数据将被其他块所需要的内容所替代。如果需要保存可以用于其他逻辑块的状态，应使用PLC的内部标志寄存器M或使用“数据块DB”。

      在程序块FC中，有部分为PLC生产厂家所提供的、集成在S7 CPU操作系统中的逻辑块，称为系统程序块（System Function，简称SFC）。系统程序块SFC属于PLC内部操作系统的一部分，用户不需要编写，也不可以对其进行编辑，但可以根据需要直接调用。

      (3)功能块(FB)

      功能块（Function Blocks，简称FB块）是由用户编写的、需要专用数据块(Instance Data Blocks，称为“即时数据块”或“背景数据块”，简称DI)支持的常用逻辑块。

      FB块与FC块的作用基本相同，但FB中除可以使用“地址”或“符号地址”进行编程外，在结构化编程时必须使用“程序变量”进行编程，因此，FB必须配套的、独立的数据存储区域——“即时数据块DI”。DI -方面可以为调用FB提供执行程序所需要的“程序变量”赋值与其他数据，另一方面，功能块FB也能通过DI给调用它的逻辑块返回所需要的数据。

      与功能调用块FC -样，功能块FB中也有部分为PLC生产厂家所提供的、集成在S7 CPU操作系统中的功能块，称为系统功能块（System Function Blocks，简称SFB）。系统功能块SFB同样属于PLC内部操作系统的一部分，用户不需要编写，也不可以对其进行编辑，但可以根据需要直接调用。

      (4)数据块(DB)

      数据块(Data Blocks，简称DB)是用来存放执行用户程序时所需的数据与存储程序执行结果的数据存储区，其作用与标志寄存器类似，但数量更多。数据块DB按不同的用途可以分为即时数据块(Instance DataBlocks，又称背景数据块，简称DI)和通用数据块(Data Blocks，又称共享数据块，简称DB)两类。

      即时数据块( DI)用于传递功能块的参数，只能被指定的功能块FB访问。调用功能块FB时，必须同时指定用于该功能块的即时数据块DI，即时数据块内的数据可以自动生成，它们可以是FB变量声明表中的数据（不含临时变量）。

      通用数据块(DB)用于存储PLC的全局数据，所有的FB、FC或OB都可以对通用数据块进行读写操作，因此，又被称为共享数据块。通用数据块内的数据不会因用户程序的结束而删除。