emm機(jī)柜介紹簡(jiǎn)單的原理使分析故障更有目的

1、前言1.簡(jiǎn)單的原理介紹，使分析故障更有目的。2.內(nèi)容多為自己理解，不當(dāng)之處大家請(qǐng)多指點(diǎn)。3.講解過(guò)程分3個(gè)部分，每個(gè)部分講完，大家可以批評(píng)指正?；蛘邲](méi)說(shuō)明白的，也可要求重新說(shuō)一遍。EMM機(jī)柜介紹1.工業(yè)上的伺服控制系統(tǒng)及其與EMM的聯(lián)系2.EMM機(jī)柜的運(yùn)動(dòng)控制和安全控制3.EMM主要故障分析工業(yè)上的伺服控制系統(tǒng)直流永磁體無(wú)刷電機(jī)特點(diǎn)：1.轉(zhuǎn)子為永磁體，定子為線圈2.無(wú)刷，線圈不旋轉(zhuǎn)，發(fā)熱少3.多繞組結(jié)構(gòu)，力矩大，速度快電機(jī)是怎樣旋轉(zhuǎn)的？（旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方式）橋式放大電路IGBT：絕緣柵門極晶體管MOSFET：金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管電機(jī)的旋轉(zhuǎn)需要旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。不斷改變ABC處的電壓方向即可改變磁場(chǎng)

2、方向，從而控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)控制晶體管的通斷控制ABC處的電壓的方向和大小IGBT & MOSFET晶體管晶體管控制端和晶體管輸出端電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系通過(guò)不同寬度的脈沖波形施加在晶體管控制端，來(lái)控制晶體管的通斷和電壓，從而使晶體管可以輸出正弦波形用來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)?？刂齐姍C(jī)的旋轉(zhuǎn)就轉(zhuǎn)化為控制晶體管輸入端脈沖波形的寬度。（數(shù)字化）波形的相位偏移對(duì)電動(dòng)機(jī)最大力矩的發(fā)揮有重要作用。這個(gè)值在電機(jī)生產(chǎn)出來(lái)后確定。晶體管的控制脈沖頻率是8KHz。encoder通過(guò)encoder傳出的數(shù)據(jù)，可以解算出電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度，圈數(shù)，速度以及加速度等。其本身也包含有eeprom，用來(lái)儲(chǔ)存電機(jī)的參數(shù)。動(dòng)畫伺服系統(tǒng)的工作過(guò)程 在伺服

3、放大器內(nèi)部，產(chǎn)生不同寬度的脈沖信號(hào)給晶體管，晶體管輸出不同的正弦波形來(lái)控制電機(jī)按要求旋轉(zhuǎn)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度位移等信號(hào)則通過(guò)encoder反饋給伺服放大器，伺服放大器通過(guò)反饋的數(shù)據(jù)來(lái)更精確的控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)。 上位控制器則給出電機(jī)運(yùn)動(dòng)位置，速度，力矩等要求。 整個(gè)伺服系統(tǒng)就是一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng)。在數(shù)控機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人上都有廣泛應(yīng)用。CN1CN2某伺服控制器內(nèi)部電路CN3CN5CN4多臺(tái)伺服電機(jī)的同步問(wèn)題SERCOS(serial real time communication specification,串行實(shí)時(shí)通信協(xié)議)SERCOS接口由一個(gè)主站（Master）和若干個(gè)從站（Slave，1254個(gè)伺

4、服、主軸或PLC-IO）組成，各站之間采用光纜聯(lián)接，構(gòu)成環(huán)形網(wǎng)。SERCOS協(xié)議定義了主站同步電報(bào)MST、伺服電報(bào)AT和主站數(shù)據(jù)電報(bào)MDT三種電報(bào)類型。主站同步電報(bào)MST由主站以固定周期發(fā)向所有從站，表示一次通訊周期開(kāi)始，所有從站都將同時(shí)接收到該電報(bào)，主站通過(guò)它來(lái)控制各個(gè)從站的同步運(yùn)行；伺服電報(bào)AT由各個(gè)伺服從站發(fā)往主站，可將多種伺服信息實(shí)時(shí)反饋給主站，如伺服軸實(shí)際位置、轉(zhuǎn)速、扭矩、報(bào)警信號(hào)、診斷信號(hào)、狀態(tài)應(yīng)答信號(hào)、PLC輸入、伺服參數(shù)和電機(jī)參數(shù)等；主站數(shù)據(jù)電報(bào)MDT由主站發(fā)給從站，向從站發(fā)出控制指令，如：伺服軸指令位置、轉(zhuǎn)速、扭矩、工作方式選擇、PLC輸出、伺服參數(shù)和電機(jī)參數(shù)等，各個(gè)從站均能

5、接收到此電報(bào)，并在指定位置找到各自的數(shù)據(jù)。主站SERCOS光纖總線PLC-IO傳感器等二、EMM機(jī)柜運(yùn)動(dòng)控制1.EMM運(yùn)動(dòng)控制核心(跟工業(yè)上的其它系統(tǒng)相同)三.EMM機(jī)柜的安全控制（RTH）為了driver斷電情況下使降下平臺(tái)，設(shè)計(jì)了RTH。RTH類似于簡(jiǎn)化了主要功能的伺服控制器，是一個(gè)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，主要作用就是控制作動(dòng)筒下降。如伺服控制器的部分電路類似，無(wú)需driver的回饋信號(hào)RTH的剎車電阻可以用來(lái)調(diào)整作動(dòng)筒的降下時(shí)間和速度RTH補(bǔ)充（電容充電電路）在電池未接入RHT工作時(shí)，DriveE的AT bus一直在為所有RTH內(nèi)部電容充電（650V），充電電路上接有兩個(gè)熱敏電阻！很多情況下假的RTH

6、 fault信息都是由于此電容欠壓RTH的工作過(guò)程每一個(gè)腿都有RTH，每個(gè)RTH單獨(dú)工作，互不影響。都是由IFB給出工作的信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)到fault2 錯(cuò)誤時(shí)，IFB切斷IFB EMO繼電器線圈電路，斷開(kāi)所有driver的輸入輸出繼電器。此時(shí)電池驅(qū)動(dòng)的RTH工作電路接通，并判斷homeswitch位置，若不在home位，則啟動(dòng)RTH工作。但只要motion沒(méi)有工作，其電池驅(qū)動(dòng)的工作電路一直處于接通狀態(tài)。（motion工作時(shí)ps fault light燈亮）IFB（安全控制的核心）IFB接口電源輸入：PS1提供24V工作電壓。Battery接口：電池48V檢測(cè)及輸入 (F19)。電池24V檢測(cè)及輸

7、入，檢測(cè)的是BT3，BT4（F20）。F20燒毀故障Driver 接口：監(jiān)控所有driver的輸出端電路。（ 若有輸出driver 啟動(dòng)后自鎖 CR5-7）接受所有driver ready信號(hào)?？刂扑衐river的啟動(dòng)和關(guān)閉。提供所有driver的24V Logic Backup power 電源。監(jiān)控所有driver的剎車電阻是否過(guò)熱。RTH接口：RTH的數(shù)字控制模塊電源輸入?？刂芌TH的啟動(dòng)和關(guān)閉。RTH狀態(tài)監(jiān)測(cè)?？刂芌TH是否接入另一個(gè)剎車電阻。RTH輸入電路熔斷器狀態(tài)監(jiān)控。提供CR1 （RTH電池接入繼電器）和CR4 （RTH電容充電電路繼電器）的輸入電源。driver總輸入電路繼電

8、器CR2B斷開(kāi)，RTH即接入電池電路，電容充電電路斷開(kāi)。ACTUATOR接口：所有腿部阻尼器的壓力監(jiān)控。所有腿部的homeswitch位置監(jiān)控。其它接口：UPS電源的狀態(tài)監(jiān)控以及關(guān)閉控制。與PLC進(jìn)行信息交換,并監(jiān)視PLC的狀態(tài)。（幾乎所有的監(jiān)控信息都會(huì)傳給PLC，同時(shí)接受PLC監(jiān)控到的數(shù)據(jù)）監(jiān)控T1 240VAC輸出。通過(guò)CR3繼電器間接監(jiān)控。接收和控制PLC EMO和IFB EMO繼電器的狀態(tài)。當(dāng)IFB檢測(cè)到class2 fault的時(shí)候，會(huì)斷開(kāi)IFB EMO繼電器的電路，從而斷開(kāi)所有driver的輸入和輸出電路。J15B可接視頻檢測(cè)和控制設(shè)備（show control）。門上的EMO s

9、witch ready （DS2）燈回路，EMO engaged（DS1）燈回路，以及DC bus on（DS3）回路。檢測(cè)EMO（SW1） 按鈕是否被按下?？偨Y(jié)： IFB和PLC都不參與飛行平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)計(jì)算和控制，他們只監(jiān)視和控制與安全運(yùn)行相關(guān)的某些狀態(tài)信息，以及啟動(dòng)和關(guān)閉driver。IFB主要是內(nèi)部的繼電器和某些設(shè)備的監(jiān)控和控制，并負(fù)責(zé)啟動(dòng)driver和RTH。PLC則主要負(fù)責(zé)監(jiān)控和控制登機(jī)橋，安全回路等外圍設(shè)備的狀態(tài)。 運(yùn)動(dòng)速度超差等故障繼電器CRA-CRF, CR2A, CR2B, CRL, CR1-CR7, CR8作用，及其受到哪些電路控制。CR2A、CR2B是所有drive的480

10、V高壓端輸入繼電器，相互備份，串聯(lián)在一起。CRA-F是每個(gè)drive的高壓輸出端繼電器，這些繼電器都是通過(guò)T1轉(zhuǎn)化的240V電源啟動(dòng)。CRA-CRF, CR2A, CR2B啟動(dòng)電路都并聯(lián)在同一個(gè)240V安全回路中。這個(gè)電路還串聯(lián)有SM1, SM2, SM3安全環(huán)路繼電器，IFB EMO and PLC EMO Relays， A/W &I/L Relay(用于確認(rèn)登機(jī)橋是否升到位的Relay)。因此其都受到這些回路的控制。IFB EMO and PLC EMO Relays的啟動(dòng)電源為24V直流電，PLC或者IFB斷開(kāi)其相應(yīng)的24V直流電即可斷開(kāi)CR2A、CR2B、CRA-F繼電器。（見(jiàn)圖ca

11、71929-005）CRL是測(cè)試?yán)^電器，僅在電池測(cè)試的時(shí)候接通，接在測(cè)試電路中的還有R19，F(xiàn)19。電池充電電路繼電器CR8斷開(kāi)時(shí), CRL接通。（見(jiàn)圖ca71929-002）CR1是將電池接入RTH的控制電路的繼電器，當(dāng)Class II fault以及 actuator not HOME的情況下，CR1接通。由圖ca71929-002可知CR1與CR4和CR2B之間是反向的,當(dāng)CR2B接通時(shí)，CR1繼電器線圈控制的RTH應(yīng)急回路必將斷開(kāi)，常閉繼電器CR4線圈斷開(kāi)，RTH電容開(kāi)始充電。CR3用于告知IFB 240V電源已有輸出。（見(jiàn)圖ca71929-001）CR4為RTH電容充電電路中的繼電器

12、，可用于斷開(kāi)電容充電。CR5啟動(dòng)電路串聯(lián)接在CRA-AUX和CRB-AUX上，隨后與CRC-AUX CRD-AUX CR6線路，CRE-AUX CRF-AUX CR7線路并聯(lián)并連接于一個(gè)240V回路中。其作用是通過(guò)driver的輸出繼電器的閉合來(lái)告知IFB driver A和diver B已經(jīng)啟動(dòng)。CR6和CR7同理。CR8接在電池充電回路上,通過(guò)PLC(S3 OUT15/17)控制,用于斷開(kāi)電池充電。（見(jiàn)圖ca71929-004）主要電源總結(jié)及其供應(yīng)的部分1、主輸入電源，為480VAC 3PHASE 60HZ的電源。通過(guò)FL1后開(kāi)始分配。其提供drive的主電源，在其電路上主要有CR2A、C

13、R2B繼電器，控制所有drive輸入，CRA-F六個(gè)繼電器則控制每個(gè)drive到作動(dòng)筒間電流的輸出。2、240VAC變壓器T1提供的電源，輸入為480VAC電源，其主要輸出為UPS（為電腦和PLC供電）, Battery Chargers (BC1, BC2),Cooling Fans 110, Contactors(CR1-CR7, CRA-CRF CR2A, CR2B, CRL), Door Locks(C Model Cabinets).3、24V電源PS1，其主要輸入也為480VAC電源，其輸出主要為Drive Assembly Logic，Drive Assembly Fans，RT

14、H Logic，PWA Interface Board，Settled Switches(Home)，Snubber Pressure Switches，PLC IO。4、4個(gè)蓄電器，蓄電器作為RTH的應(yīng)急電源，通過(guò)240VAC電源接入的兩個(gè)電源適配器（BC1、BC2）和繼電器CR8給電池充電。CR8為控制充電的開(kāi)關(guān)，在電池檢測(cè)的時(shí)候可斷開(kāi)充電。蓄電器其主要提供IFB 和 RTH Control的備用24V電源。以及RHT主要電源用于應(yīng)急情況下降下motion。5、24V電源PS5，它由240VAC供電，其主要供給的是SM3光柵的信號(hào)電源，以及安全回路和safety relay。(sheet

15、15)PS1PS1的24V電路主要通過(guò)IFB分配。除了driver的風(fēng)扇（F10，F(xiàn)11，F(xiàn)12）battery （見(jiàn)圖ca71929_002）蓄電池包括充電電路，測(cè)試電路，RHT工作電路，IFB應(yīng)急供電電路。（見(jiàn)圖ca71929_002）充電電路：蓄電器作為RTH的應(yīng)急電源，通過(guò)T1的240VAC電源接入的兩個(gè)電源適配器（BC1、BC2）和繼電器CR8給電池充電。CR8為控制充電電路的開(kāi)關(guān)，由PLC控制。在電池檢測(cè)的時(shí)候?qū)嚅_(kāi)充電。充電路有過(guò)故障測(cè)試電路：CRL是測(cè)試?yán)^電器，僅在電池測(cè)試的時(shí)候接通，接在測(cè)試電路中的還有R19，F(xiàn)19（其也接在48V電壓監(jiān)控電路中）。 由PLC發(fā)出測(cè)試信號(hào)，此

16、時(shí)測(cè)試電路接通，充電電路斷開(kāi)，IFB直接得到測(cè)試結(jié)果。RTH工作電路：CR1控制電池接入RTH電路，在Class II fault以及 actuator not HOME的情況下IFB切斷driver的輸入輸出電路， CR1接通，電容充電電路自動(dòng)斷開(kāi)。IFB供電電路：F20是接入IFB供電電路的保險(xiǎn)絲。（24V）PLC主要作用：信息中介。 moogPC、IFB和PLC之間信息相互傳遞與共享?？刂?。moogPC通過(guò)PLC給出控制命令。監(jiān)控安全回路，safety relay狀態(tài)等。具體如下：控制電池測(cè)試電路。檢測(cè)SW10 enable key的位置。接收reset switch 和 alarm m

17、ute 按下的信息。檢測(cè)PLC EMO和IFB EMO繼電器的狀態(tài)。（任何一個(gè)觸發(fā)，都會(huì)檢測(cè)到）檢測(cè)SM1，SM2，SM3的狀態(tài)。（重要，見(jiàn)圖）檢測(cè)F/C gate safety SW，A/W down limit SW，A/W MAT， A/W up limit SW ，A/W at reset SW ，A/W battery monitor（通過(guò)VM1）狀態(tài)等。（A/W的狀態(tài)和控制通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)）給出A/W up，down，enable（RM2-1， RM2-2， RM2-3）控制信號(hào)。給出A/W warning，motion warning燈的啟動(dòng)信號(hào)，以及聲音告警信號(hào)。接通RM1 -7

18、（reset RM1） 和RM1 -8（PLC fault） 。SM1、SM2、SM3是moog機(jī)柜的安全回路，當(dāng)所有安全回路閉合后，才能開(kāi)啟motion，當(dāng)任何一個(gè)安全回路在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中斷開(kāi)，motion通過(guò)RTH降下來(lái)。SM1的安全回路主要包括Enable Key switch (SW10), EMO, Interlocks 0-6，F(xiàn)/C door，F(xiàn)/C safety relay等，其包括兩個(gè)回路。如圖所示。SM2主要檢測(cè)Flight Compartment Gate（駕駛艙門）的狀態(tài)。SM3主要監(jiān)測(cè)safety light curtains。（公司模擬機(jī)沒(méi)有配SM3）SM1、SM2、S

19、M3在機(jī)柜側(cè)板的接頭如圖所示：（其中側(cè)板的J1J25用于客戶自己加裝安全回路，如J1為登機(jī)橋的回路。以保證所有的回路滿足接通或者斷開(kāi)要求后才能開(kāi)啟motion，Gate和safety light curtains也屬于客戶要求的回路。）SM1、SM2、SM3的狀態(tài)可以通過(guò)SM1、SM2、SM3的安全繼電器查看，正常運(yùn)行條件下，除了SM3的Fault LED外，所有的LED燈都應(yīng)該是綠色的。SM1SM2SM3PLC實(shí)際檢測(cè)的就是這3個(gè)safety raley 的狀態(tài)，并報(bào)告錯(cuò)誤狀態(tài)。當(dāng)這些安全回路沒(méi)有滿足的時(shí)候， safety raley 無(wú)法閉合，CR2A、CR2B、CRA-F繼電器的240V

20、啟動(dòng)電源電路就處于斷開(kāi)狀態(tài)，因此drive的480V高壓輸入和輸出都無(wú)法閉合。圖RM2圖1Motion工作時(shí)：RM2-3和RM2-4燈亮Motion不工作時(shí)：都不亮圖2RM1模擬機(jī)降下情況下：RM1的6個(gè)燈亮。有故障信息時(shí)按下reset，reset燈會(huì)亮。當(dāng)關(guān)閉登機(jī)橋門時(shí)，RM2-3亮，登機(jī)橋收起后RM2-4亮。T1IFB EMO和PLC EMOIEB EMO和PLC EMO電路圖05 其它安全回路24V電源典型故障分析A:320#9 DR#232現(xiàn)象： Motion cant ready IOS show RTH interlock msg and cant reset. RTH F pow

21、er on led was unilluminated.解決： RTH F 有問(wèn)題。S76 DR#595現(xiàn)象：motion fail with SM2 fault. Cant reset. Restart moogPC software, no use.解決：repower EMM and reload MCLPC, back to normal.A320#7 DR#394（查看一下）現(xiàn)象：SM1 loop open. Driver(F) Home switch not stale. 解決： Swaped the home switch of JACK#6 with JACK#1, norma

22、l.A320#5 DR#325現(xiàn)象： The motion could not engage. The accessway was down.The IOS and MOOG PC displayed a “RTH interlock fail” message.解決：3號(hào)作動(dòng)筒的home switch 工作不穩(wěn)定。A:320#6 DR#739現(xiàn)象： When motion down, IOS always display error message: RTH interlock failure. Can reset then can engage motion again. But when

23、 motion off, message still.解決： home switch of jack#4 responded slower than other home switches.A320#6 DR#766現(xiàn)象：motion cant on. RTH Status Fault, IFB Fault: RTH Interlock SUM Fault, IFB to PLC watchdog Fault. Repower EMM DR still.解決： thermistor resistance has burnt.NG#4 DR#438現(xiàn)象：motion can not up. RT

24、H interlock fail解決： found the thermistor assembly was burnt.A320#7 DR#338現(xiàn)象: Motion can not up with message on IOS: Battery testing fail.解決： the fuse of F24 found defective. And three battery were defectiveF24是充電電路上的保險(xiǎn)，在電池?fù)p壞后經(jīng)常燒毀。A320#8 DR#165（典型的driver故障）現(xiàn)象：jack#2 cannot rise up. heard driver of jack#2 zzzz noise while engaged motion, showed drive track error and it cannot rise up. 解決：. the drive was de