可編程控制器模塊的故障診斷與維修課件

第9章可編程控制器模塊的故障診斷與維修9.1概述9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例1ppt課件.9.1概述9.1.1PLC基礎(chǔ)知識(shí)1．PLC的概念國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）于1987年2月頒布了PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第三稿，該草案中對(duì)PLC的定義是：“PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，主要為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)外圍設(shè)備，都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原理設(shè)計(jì)”。

下一頁(yè)返回2ppt課件.9.1概述2．PLC的特點(diǎn)（1）可靠性高，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

PLC有很強(qiáng)的抗干擾能力，能在惡劣的工業(yè)環(huán)境中可靠地工作，這是因?yàn)樵赑LC的硬件和軟件上采取了提高可靠性的措施。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回3ppt課件.9.1概述①硬件措施主要有：屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、聯(lián)鎖、模塊化結(jié)構(gòu)、環(huán)境檢測(cè)與診斷電路等。②軟件措施主要有：自診斷程序、故障檢測(cè)、信息保護(hù)與恢復(fù)等。下一頁(yè)上一頁(yè)返回4ppt課件.9.1概述（2）編程簡(jiǎn)單，易于掌握

PLC采用梯形圖編程，尤其對(duì)從事繼電器控制工作的技術(shù)人員和工人，不必掌握很多復(fù)雜難懂的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的控制技術(shù)，就能在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)使用PLC。根據(jù)用戶需要，在總體方案確定的情況下，選購(gòu)、組裝PLC硬件和編制用戶應(yīng)用軟件可同時(shí)進(jìn)行，使得施工周期短，見(jiàn)效快。下一頁(yè)上一頁(yè)返回5ppt課件.9.1概述（3）控制程序可變，具有很好的柔性在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變PLC的硬件設(shè)備，只需改變用戶程序就可滿足要求。PLC除用于單機(jī)控制外，在FMC、FMS和FA中也被大量采用。

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（4）直接帶負(fù)載能力強(qiáng)與一般微機(jī)控制設(shè)備相比較，PLC的輸出模板有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力，一般都能直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件的線圈，接通和斷開強(qiáng)電電路。下一頁(yè)上一頁(yè)返回7ppt課件.9.1概述

（5）接口簡(jiǎn)單，維護(hù)方便

PLC的輸入輸出接口都設(shè)計(jì)成可直接與現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電相接，有直流24V、48V，交流11V、220V等各種電壓等級(jí)產(chǎn)品，在組成系統(tǒng)時(shí)直接選用，簡(jiǎn)單方便。接口電路一般為模塊式，便于維修更換。特別是有的PLC可以帶電插拔輸入輸出模塊。例如，在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)某個(gè)模塊出現(xiàn)故障，可以不停電，直接帶電取下壞板塊，換上好板塊，大大縮短了故障修復(fù)時(shí)間。

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（6）功能完善現(xiàn)代PLC具有數(shù)字和模擬量輸入輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、功率驅(qū)動(dòng)、通訊、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄和顯示功能，使設(shè)備控制水平大大提高。（7）便于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。由于PLC的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，所以容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。微機(jī)PLC容易裝入儀表中，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。（8）通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)趨于標(biāo)準(zhǔn)化，利于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回9ppt課件.9.1概述3．PLC的分類（1）按結(jié)構(gòu)形式劃分按結(jié)構(gòu)形式PLC分為整體箱式和模塊組合式兩種。整體式PLC是把各組成部分安裝在少數(shù)幾塊印刷電路板上并同電源一起裝配在一個(gè)殼體內(nèi)形成一個(gè)整體。這種PLC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，體積小，通常為小型PLC或低檔PLC。其I/O點(diǎn)數(shù)固定且較少，使用不是很靈活。有時(shí)點(diǎn)數(shù)不夠可再增加一個(gè)只含有輸入輸出部分的擴(kuò)展箱來(lái)擴(kuò)充點(diǎn)數(shù)。與其相應(yīng)，含有CPU主板的部分稱為主機(jī)箱。主機(jī)箱與擴(kuò)展箱之間由信號(hào)電纜相連。下一頁(yè)上一頁(yè)返回10ppt課件.9.1概述

（2）按控制規(guī)模分控制規(guī)模主要指控制開關(guān)量的出入點(diǎn)數(shù)及控制模擬量的模入、模出，或兩者兼而有之（閉路系統(tǒng)）的路數(shù)，但主要以開關(guān)量計(jì)。模擬量的路數(shù)可折算成開關(guān)量的點(diǎn)，大致一路相當(dāng)于8~16點(diǎn)。依這個(gè)點(diǎn)數(shù)，PLC可分為超小型機(jī)、小型機(jī)、中型機(jī)及大型機(jī)四種類型。下一頁(yè)上一頁(yè)返回11ppt課件.9.1概述①超小型機(jī)，其I/O點(diǎn)數(shù)在64以內(nèi)，內(nèi)存容量在256~1000B之間；②小型機(jī)，其I/O點(diǎn)數(shù)在64~256之間，內(nèi)存容量在1~3.6KB之間；③中型機(jī)，其I/O點(diǎn)數(shù)在256~2048之間，內(nèi)存容量在3.6~13KB之間；④大型機(jī)，其I/O點(diǎn)數(shù)在2048以上，內(nèi)存容量在13KB以上。下一頁(yè)上一頁(yè)返回12ppt課件.9.1概述4．PLC的主要功能（1）順序控制功能是指用PLC的與、或、非指令取代繼電器觸點(diǎn)串聯(lián)、并聯(lián)及其它各種邏輯連接，進(jìn)行開關(guān)控制。（2）運(yùn)動(dòng)控制功能是指通過(guò)高速計(jì)數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸控制。（3）過(guò)程控制功能是指通過(guò)PLC的智能PID控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度、流量等流量參數(shù)的閉環(huán)控制。下一頁(yè)上一頁(yè)返回13ppt課件.9.1概述

（4）數(shù)據(jù)處理功能是指PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、逄術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算以及編譯和譯碼等操作。（5）通訊聯(lián)網(wǎng)功能是指通過(guò)PLC之間的聯(lián)網(wǎng)、PLC與上位計(jì)算機(jī)的鏈接等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程I/O控制或數(shù)據(jù)交換，以及完成規(guī)模較大系統(tǒng)的復(fù)雜控制。（6）監(jiān)控功能是指PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行；也可用于在線調(diào)整和修改控制程序中的計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值或強(qiáng)制置I/O狀態(tài)。下一頁(yè)上一頁(yè)返回14ppt課件.9.1概述

（7）步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)有多道加工工序的控制，只有前一道工序完成后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進(jìn)控制器。（8）定時(shí)、計(jì)數(shù)控制功能是指用PLC提供的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或計(jì)數(shù)控制，以取代時(shí)間繼電器和計(jì)數(shù)繼電器。（9）數(shù)模轉(zhuǎn)換功能是指通過(guò)D/A、A/D模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。下一頁(yè)上一頁(yè)返回15ppt課件.9.1概述9.1.2數(shù)控機(jī)床PLC與外部信息的交換

1．機(jī)床至PLC

機(jī)床側(cè)的開關(guān)量信號(hào)通過(guò)I/O單元接口輸入至PLC中，除極少數(shù)信號(hào)外，絕大多數(shù)信號(hào)的含義及所占PLC的地址均可由PLC程序設(shè)計(jì)者自行定義，如在SIEMENS810系統(tǒng)中，機(jī)床側(cè)的某一開關(guān)信號(hào)通過(guò)I/O端子板輸入至I/O模塊中。設(shè)該開關(guān)信號(hào)用I10.2來(lái)定義，在軟鍵功能DIAGNOSIS的PLCSTATUS狀態(tài)下，通過(guò)觀察IB10的第2位“0”或“1”來(lái)獲知該開關(guān)信號(hào)是否有效。下一頁(yè)上一頁(yè)返回16ppt課件.9.1概述2．PLC至機(jī)床

PLC控制機(jī)床的信號(hào)通過(guò)PLC的開關(guān)量輸出接口傳送到機(jī)床側(cè)，所有開關(guān)量輸出信號(hào)的含義及所占用PLC的地址均可由PLC程序設(shè)計(jì)者自行定義。如在SIEMENS810系統(tǒng)中，機(jī)床側(cè)某電磁閥的動(dòng)作由PLC模塊的輸出信號(hào)來(lái)控制，設(shè)該信號(hào)用Q1.4來(lái)定義。該信號(hào)通過(guò)I/O模塊和I/O端子板輸出至中間繼電器線圈，繼電器的觸點(diǎn)又使電磁閥的線圈得電，從而控制電磁閥的動(dòng)作。同樣，Q1.4信號(hào)可在PLCSTATUS狀態(tài)下，通過(guò)觀察QB1的第4位“0”或“1”來(lái)獲知該輸出信號(hào)是否有效。下一頁(yè)上一頁(yè)返回17ppt課件.9.1概述3．CNC至PLCCNC送至PLC的信息可由CNC直接送入PLC的寄存器中，所有CNC送至PLC的信號(hào)含義和地址（開關(guān)量地址或寄存器地址）均由CNC廠家確定，PLC編程者只可使用，不可改變和增刪。如數(shù)控指令的M.S.T功能，通過(guò)CNC譯碼后直接送入PLC相應(yīng)的寄存器中。如在SIEMENS810系統(tǒng)中，M03指令經(jīng)譯碼后，送入FY27.3寄存器中。下一頁(yè)上一頁(yè)返回18ppt課件.9.1概述4．PLC至CNCPLC送至CNC的信息也由開關(guān)量信號(hào)或寄存器完成，所有PLC送至CNC的信號(hào)地址與含義由CNC廠家確定，PLC編程者只可使用，不可改變和增刪。如SINUMERIK810數(shù)控系統(tǒng)中Q108.5為PLC至CNC的進(jìn)給使能信號(hào)。圖9-1為內(nèi)裝式PLC輸入/輸出信息示意圖。下一頁(yè)上一頁(yè)返回19ppt課件.9.1概述9.1.3數(shù)控機(jī)床PLC的功能

1．機(jī)床操作面板控制將機(jī)床操作面板上的控制信號(hào)直接送入PLC，以控制數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行。機(jī)床操作面板上各類控制開關(guān)的功能可以參閱具體的機(jī)床操作說(shuō)明。

2．機(jī)床外部開關(guān)輸入信號(hào)控制將機(jī)床側(cè)的開關(guān)信號(hào)送入PLC，經(jīng)邏輯運(yùn)算后，輸出給控制對(duì)象。這些控制開關(guān)包括各類控制開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、壓力開關(guān)和溫控開關(guān)等。下一頁(yè)上一頁(yè)返回20ppt課件.9.1概述3．輸出信號(hào)控制

PLC輸出的信號(hào)經(jīng)強(qiáng)電柜中的繼電器、接觸器，通過(guò)機(jī)床側(cè)的液壓或氣動(dòng)電磁閥，對(duì)刀庫(kù)、機(jī)械手和回轉(zhuǎn)工作臺(tái)等裝置進(jìn)行控制，另外還對(duì)冷卻泵電動(dòng)機(jī)、潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)及電磁制動(dòng)器進(jìn)行控制。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回21ppt課件.9.1概述4．伺服控制控制主軸和伺服進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置的使能信號(hào)，以滿足伺服驅(qū)動(dòng)的條件，通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)、伺服進(jìn)給電動(dòng)機(jī)和刀庫(kù)電動(dòng)機(jī)等。

5．報(bào)警處理控制

PLC收集強(qiáng)電柜、機(jī)床側(cè)和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的故障信號(hào)，將報(bào)警標(biāo)志區(qū)中的相應(yīng)報(bào)警標(biāo)志位置位，數(shù)控系統(tǒng)便顯示報(bào)警號(hào)及報(bào)警文本以方便故障診斷。下一頁(yè)上一頁(yè)返回22ppt課件.9.1概述6．軟盤驅(qū)動(dòng)裝置控制有些數(shù)控機(jī)床用計(jì)算機(jī)軟盤取代了傳統(tǒng)的光電閱讀機(jī)。通過(guò)控制軟盤驅(qū)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)與數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行零件程序、機(jī)床參數(shù)、零點(diǎn)偏置和刀具補(bǔ)償?shù)葦?shù)據(jù)的傳輸。

7．轉(zhuǎn)換控制有些加工中心的主軸可以立/臥轉(zhuǎn)換，當(dāng)進(jìn)行立/臥轉(zhuǎn)換時(shí)，PLC完成下述工作：（1）切換主軸控制接觸器。（2）通過(guò)PLC的內(nèi)部功能，在線自動(dòng)修改有關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)位。（3）切換伺服系統(tǒng)進(jìn)給模塊，并切換用于坐標(biāo)軸控制的各種開關(guān)、按鍵等。上一頁(yè)返回23ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

9.2.1PLC的結(jié)構(gòu)組成

1．硬件組成

PLC是由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入/輸出單元（模塊）、編程器、擴(kuò)展接口、外設(shè)I/O接口和電源組成。PLC的硬件設(shè)備是通用的，便于用戶按需要組合。

下一頁(yè)返回24ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理1）中央處理器（CPU）中央處理器是PLC的主要部分，是系統(tǒng)的核心。它通過(guò)輸入模塊（板）將現(xiàn)場(chǎng)的外設(shè)狀態(tài)讀入并按照用戶程序去處理，根據(jù)處理結(jié)果通過(guò)輸出模塊去控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。

2）存儲(chǔ)器

PLC的存儲(chǔ)器用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，分以下兩部分：

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（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序，包括系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序，以及對(duì)用戶程序做編譯處理的編譯解釋程序等。（2）用戶存儲(chǔ)器用戶存儲(chǔ)器隨控制器的使用環(huán)境而定，隨生產(chǎn)工藝的不同而變動(dòng)。包括用戶程序存儲(chǔ)區(qū)及工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回26ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理3）輸入/輸出單元（模塊）（I/O模塊）

I/O模塊是CPU與現(xiàn)場(chǎng)用戶I/O設(shè)備之間聯(lián)系的橋梁。PLC的輸入模塊用以接收和采集外設(shè)各類輸入信號(hào)，（如從操作按鈕、各種開關(guān)、數(shù)字拔碼盤開關(guān)等送來(lái)的開關(guān)量；或由電位器、傳感器等提供的模擬量），并將其轉(zhuǎn)換成CPU能接受和處理的數(shù)據(jù)。PLC的輸出模塊則是將CPU輸出的控制信息轉(zhuǎn)換成外設(shè)所需要的控制信號(hào)去驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象（如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)整裝置等）。下一頁(yè)上一頁(yè)返回27ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理4）編程器編程器用于對(duì)用戶程序的編制、編輯、調(diào)試檢查，還可以通過(guò)其鍵盤調(diào)用和顯示PLC內(nèi)部的一些狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，一般編程器上有供編程用的各種功能鍵和數(shù)碼顯示燈，以及編程、監(jiān)控轉(zhuǎn)換開關(guān)等。它通過(guò)接口與CPU聯(lián)系，完成人機(jī)對(duì)話。PLC在正常工作時(shí)可不需編程器，所以編程器設(shè)計(jì)為獨(dú)立部件，一般只在程序輸入和檢修時(shí)使用。因此，一臺(tái)編程器可供多臺(tái)PLC使用。下一頁(yè)上一頁(yè)返回28ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

編程器可分為簡(jiǎn)易型和智能型兩類，前者只能連機(jī)編程，且只能輸入和編輯梯形圖的指令表程序。但簡(jiǎn)易編程器價(jià)格便宜，一般用于小型PLC編程，或者用于PLC控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和檢修。智能型編程器既可連機(jī)編程又可脫機(jī)編程；既可輸入指令表程序又可直接生成和編輯梯形圖程序，使用起來(lái)方便直觀，但價(jià)格較高。下一頁(yè)上一頁(yè)返回29ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理5）擴(kuò)展接口當(dāng)用戶的輸入輸出設(shè)備所需的I/O點(diǎn)數(shù)超過(guò)了主機(jī)（基本單元）的I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，可用I/O擴(kuò)展單元來(lái)加以擴(kuò)展。I/O擴(kuò)展接口就是用于擴(kuò)展單元與基本單元之間的連接，它使得I/O點(diǎn)數(shù)的配置更為靈活。下一頁(yè)上一頁(yè)返回30ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理6）外設(shè)I/O接口（通訊接口）是指PLC主機(jī)與其它PC、上位計(jì)算機(jī)、外部設(shè)備及其它終端的連接口。

7）電源

PLC的電源是指將外部輸入的交流電，經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓等處理后轉(zhuǎn)換成滿足PLC的CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口等內(nèi)部電子電路工作需要的直流電源電路或電源模塊。輸入、輸出接口電路的電源彼此獨(dú)立，以避免或減少電源間的干擾。下一頁(yè)上一頁(yè)返回31ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理2．軟件組成

1）系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件也稱系統(tǒng)程序，是由PLC生產(chǎn)廠家編制并固化在ROM中與相應(yīng)的硬件一起提供給用戶的。系統(tǒng)軟件是可用來(lái)管理、協(xié)調(diào)PLC各部分的工作，以發(fā)揮PLC硬件的功能，方便用戶使用的通用程序。一般系統(tǒng)程序應(yīng)包括以下功能：下一頁(yè)上一頁(yè)返回32ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

（1）系統(tǒng)配置登記及初始化不同的控制對(duì)象，不同的控制過(guò)程其PLC控制系統(tǒng)的配置不同，所以系統(tǒng)程序在PLC上電或復(fù)位時(shí)首先對(duì)各模塊進(jìn)行登記，分配地址。做初始化，為系統(tǒng)的運(yùn)行做好準(zhǔn)備。（2）系統(tǒng)自診斷對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、電源、I/O模塊進(jìn)行故障診斷測(cè)試，若發(fā)現(xiàn)異常則停止執(zhí)行用戶程序，顯示故障代碼，等待處理。下一頁(yè)上一頁(yè)返回33ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

（3）命令識(shí)別與處理操作人員通過(guò)鍵盤操作對(duì)PLC發(fā)出各種工作指令，系統(tǒng)程序不斷地監(jiān)視鍵盤，接收每一個(gè)操作命令并加以解釋，然后按相應(yīng)的指令去完成相應(yīng)的操作，最后將結(jié)果顯示給操作人員。（4）用戶程序編譯用戶使用PLC編寫的工作程序送入PLC后，首先要由系統(tǒng)編譯程序?qū)ζ溥M(jìn)行翻譯，變成CPU可以識(shí)別執(zhí)行的指令碼程序后，才被送入用戶程序存儲(chǔ)器，同時(shí)還要對(duì)用戶輸入的程序進(jìn)行語(yǔ)法檢查，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并返回提示信息。下一頁(yè)上一頁(yè)返回34ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

（5）模塊化程序及調(diào)用管理有些生產(chǎn)廠家為方便用戶編程，向用戶提供一些小程序模塊，每個(gè)模塊都具有一定的功能和調(diào)用條件，用戶需要時(shí)只須按調(diào)用軟件進(jìn)行調(diào)用即可，而不必另行編寫。下一頁(yè)上一頁(yè)返回35ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理2）應(yīng)用軟件（1）PLC的編程語(yǔ)言

PLC是專為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制而開發(fā)的通用控制器，使用編程簡(jiǎn)單是它的一個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)。如同普通計(jì)算機(jī)一樣，PLC也有其編譯系統(tǒng)，它可以把一些文字符號(hào)和圖形符號(hào)編譯成機(jī)器代碼，PLC主要的編程語(yǔ)言有梯形圖和語(yǔ)句表，各廠家的編程語(yǔ)言只能在本廠的PLC上使用。下一頁(yè)上一頁(yè)返回36ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

（2）PLC的指令系統(tǒng)

PLC具有豐富的指令集，既可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的操作，又易于編程。這些指令可分為兩類：基本指令和特殊功能指令。其中基本指令是指直接對(duì)輸入、輸出點(diǎn)進(jìn)行操作的指令，包括輸入、輸出和邏輯“與”、“或”、“非”等。

表9-1、9-2分別為SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)中常用的S7-200、S7-300的基本指令。有關(guān)S7-200、S7-300的指令系統(tǒng)請(qǐng)參閱相關(guān)手冊(cè)。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回37ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理9.2.2PLC的工作原理

PLC控制是在硬件的支持下，通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這一點(diǎn)和計(jì)算機(jī)的工作原理是一致的。PLC采用循環(huán)掃描方式。循環(huán)掃描，就是采用對(duì)整個(gè)程序循環(huán)執(zhí)行的工作方式。就是說(shuō)，用戶程序的執(zhí)行不是從頭到尾只執(zhí)行一次，而是執(zhí)行完一次之后，又返回去執(zhí)行第二次、第三次……直至停機(jī)。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回38ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理

下面從PLC工作過(guò)程的角度來(lái)加深認(rèn)識(shí)PLC的工作原理。

PLC的工作過(guò)程基本上是用戶程序的執(zhí)行過(guò)程，是在系統(tǒng)軟件的控制下順序掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶邏輯解算控制邏輯，然后順序向各輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。除此之外，為提高工作可靠性和及時(shí)接收外來(lái)的控制命令，在每個(gè)掃描周期還要進(jìn)行故障自診斷和處理與編程器、計(jì)算機(jī)的通信請(qǐng)求。整個(gè)掃描過(guò)程如圖9-2所示。下一頁(yè)上一頁(yè)返回39ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理1．自診斷自診斷功能可使PLC系統(tǒng)防患于未燃，從而在發(fā)生故障時(shí)能盡快修復(fù)。

2．與外設(shè)通信自診斷正常后PLC即掃描編程器、上位機(jī)等通信接口，如有通信請(qǐng)求便相應(yīng)處理。下一頁(yè)上一頁(yè)返回40ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理3．輸入現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)完成前兩步工作后PLC便掃描各輸入點(diǎn)，讀入各點(diǎn)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，如開關(guān)的通/斷狀態(tài)、A/D轉(zhuǎn)換值、BCD碼數(shù)據(jù)等，并把這些狀態(tài)值和數(shù)據(jù)寫入已定義為輸入狀態(tài)表和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的暫存單元，形成現(xiàn)場(chǎng)輸入的“輸入過(guò)程映像”。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回41ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理4．解算用戶邏輯即執(zhí)行用戶程序。一般是從用戶程序存儲(chǔ)器的最低地址（0000H）存放的第一條程序開始，在無(wú)跳轉(zhuǎn)情況下按存儲(chǔ)器地址遞增的方向順序掃描用戶程序，按用戶程序進(jìn)行邏輯判斷和算術(shù)運(yùn)算，因此稱之為解算用戶邏輯。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回42ppt課件.9.2可編程控制器的結(jié)構(gòu)組成和工作原理5．輸出結(jié)果將本次掃描過(guò)程中解算邏輯的最新結(jié)果送到輸出模塊取代前一次掃描解算的結(jié)果，也稱為輸出刷新。在依次完成上述五步操作后，PLC又從自診斷開始進(jìn)行下一次掃描。如此不斷反復(fù)循環(huán)掃描，以實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程及設(shè)備的連續(xù)控制，直到收到停止命令，或遇到其它如停電、故障等現(xiàn)象時(shí)才停止工作。

上一頁(yè)返回43ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修9.3.1可編程控制器的維護(hù)機(jī)器設(shè)備在一定工作環(huán)境下運(yùn)行，總是要發(fā)生磨損甚至損壞。盡管PLC是由各種半導(dǎo)體集成電路組成的精密電子設(shè)備，而且在可靠性方面采取了很多措施，但由于所應(yīng)用的環(huán)境不同，將對(duì)PLC的工作產(chǎn)生較大的影響。因此，對(duì)PLC進(jìn)行維護(hù)是十分必要的。PLC維護(hù)的主要內(nèi)容有：下一頁(yè)返回44ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修1．供電電源在電源端子處測(cè)量電壓變化是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。一般電壓變化上限不超過(guò)110%供電電壓，下限不低于80%供電電壓。

2．外部環(huán)境溫度在0~550C范圍內(nèi)，相對(duì)濕度在85%以下，振動(dòng)幅度小于0.5mm，振動(dòng)頻率為10~55HZ，無(wú)大量灰塵、鹽分和鐵屑。下一頁(yè)上一頁(yè)返回45ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修3．安裝條件基本單元和擴(kuò)展單元安裝是否牢固，連接電纜的連接器是否完全插入并旋緊，接線螺釘是否有松動(dòng)，外部接線是否有損壞。

4．壽命元件對(duì)于接點(diǎn)輸出繼電器，電器壽命為：阻性負(fù)載壽命一般為30萬(wàn)次，感性負(fù)載則為10萬(wàn)次。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回46ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修

對(duì)于鋰電池，要檢查電壓是否下降。由于存放用戶程序的隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、計(jì)數(shù)器和具有保持功能的輔助繼電器等均用鋰電池保護(hù)，一般鋰電池的的工作壽命為5年左右，當(dāng)鋰電池的電壓逐漸降低到一定的限度時(shí)，PLC基本單元上電池電壓跌落指示燈亮，這就提示由鋰電池支持的電壓還可保留一周左右，必須更換鋰電池。調(diào)換鋰電池的步驟為：下一頁(yè)上一頁(yè)返回47ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修（1）購(gòu)置好鋰電池、做好準(zhǔn)備工作；（2）拆裝之前，先把PLC通電約15s（使作為存儲(chǔ)器備用電源的電容充電，在鋰電池?cái)嚅_后，該電容對(duì)RAM作短暫供電）；（3）斷開PLC交流電源；（4）打開基本單元的電池蓋板；（5）從電池支架上取下舊電池，裝上新電池；（6）蓋上電池蓋板。從取下舊電池到換上新電池的時(shí)間要盡量短，一般不允許超過(guò)3min。如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，用戶程序?qū)⑾?。下一?yè)上一頁(yè)返回48ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修9.3.2可編程控制器故障診斷

1．可編程控制器故障的表現(xiàn)形式數(shù)控機(jī)床可編程控制器故障的表現(xiàn)形式為：

1）從CNC故障報(bào)警可直接找到故障原因這種根據(jù)報(bào)警信息直接找到故障的數(shù)控機(jī)床，要求CNC有非常完善的檢測(cè)功能，CNC與PLC之間的通信功能非常強(qiáng)大，對(duì)數(shù)控維修人員來(lái)說(shuō)，機(jī)床的故障診斷與維修變得越來(lái)越直觀。下一頁(yè)上一頁(yè)返回49ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修2）有CNC故障顯示，但不反映故障的真正原因一些數(shù)控機(jī)床的故障診斷功能不很完善，當(dāng)出現(xiàn)故障，CNC報(bào)警信息只能大概指出故障部位，有時(shí)CNC報(bào)警信息顯示的內(nèi)容與故障部位毫無(wú)關(guān)聯(lián)，可能誤導(dǎo)維修人員，維修人員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和數(shù)控機(jī)床的具體情況綜合分析判斷，才能找出故障的真正原因。下一頁(yè)上一頁(yè)返回50ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修3）出現(xiàn)故障沒(méi)有任何提示因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)沒(méi)有該故障方面的檢測(cè)，CNC沒(méi)有任何提示顯示，維修人員不知從何下手，只能根據(jù)數(shù)控機(jī)床的具體故障現(xiàn)象，綜合理論分析判斷。當(dāng)涉及到線路板級(jí)維修時(shí)，由于沒(méi)有技術(shù)圖紙有時(shí)需要自己繪制草圖，維修難度較大。下一頁(yè)上一頁(yè)返回51ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修2．可編程控制器故障診斷對(duì)于數(shù)控機(jī)床的PLC故障診斷，維修人員應(yīng)充分利用數(shù)控裝置顯示報(bào)警信息，根據(jù)控制對(duì)象的工作原理，結(jié)合PLC梯形圖分析控制對(duì)象動(dòng)作的邏輯關(guān)系，通過(guò)查詢PLC的I/0接口狀態(tài)，分析故障產(chǎn)生的原因，確定故障發(fā)生的部位，做到快速準(zhǔn)確地排除故障。常用的PLC故障診斷的方法有以下幾種：下一頁(yè)上一頁(yè)返回52ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修1）根據(jù)報(bào)警號(hào)診斷故障現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)有豐富的自診斷功能，能在顯示器上顯示故障的報(bào)警信息，為維修人員提供各種機(jī)床的狀態(tài)信息，充分利用這些狀態(tài)信息，就能迅速排除故障。要求維修人員熟悉掌握數(shù)控機(jī)床維修手冊(cè)中故障信息代碼的含義，能夠根據(jù)報(bào)警信息確定故障發(fā)生的部位。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回53ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修2）根據(jù)動(dòng)作順序診斷故障數(shù)控機(jī)床上用于換刀的機(jī)械手及托盤裝置的自動(dòng)交換動(dòng)作，都是按一定的順序來(lái)完成的。因此觀察機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，比較發(fā)生故障時(shí)和正常時(shí)的機(jī)床的狀態(tài)信息，就可發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)，診斷出故障原因。要求維修人員掌握數(shù)控機(jī)床自動(dòng)交換動(dòng)作的順序，機(jī)械機(jī)構(gòu)工作原理。下一頁(yè)上一頁(yè)返回54ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修3）根據(jù)控制對(duì)象的工作原理診斷故障數(shù)控機(jī)床的PLC程序是按照控制對(duì)象的順序控制工作原理編制的，通過(guò)對(duì)控制對(duì)象工作原理的分析，結(jié)合PLC的I/0狀態(tài)，也是診斷故障的有效方法。要求維修人員掌握數(shù)控機(jī)床自動(dòng)交換執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電氣控制原理，熟悉控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須滿足的輸入條件。下一頁(yè)上一頁(yè)返回55ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修

4）根據(jù)PLC的I/0狀態(tài)診斷故障數(shù)控機(jī)床的輸入/輸出信號(hào)通過(guò)PLC的I/O接口來(lái)實(shí)現(xiàn)，只要熟悉控制對(duì)象的PLC的I/O通常狀態(tài)和故障狀態(tài)，可以不必分析梯形圖中的邏輯關(guān)系，通過(guò)對(duì)比PLC的I/O接口狀態(tài)就能找出故障原因。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回56ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修5）通過(guò)PLC梯形圖診斷故障如果PLC、的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)多，邏輯控制復(fù)雜，就要通過(guò)PLC梯形圖來(lái)分析和診斷。采用這種方法診斷機(jī)床故障，首先掌握機(jī)械動(dòng)作執(zhí)行順序，以及互聯(lián)鎖關(guān)系，然后利用CNC系統(tǒng)的自診斷功能或通過(guò)機(jī)外編程器，根據(jù)PLC梯形圖查看相關(guān)的輸入、輸出及標(biāo)志位的狀態(tài)，以確定故障原因。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回57ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修6）動(dòng)態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障有些PLC發(fā)生故障時(shí)，靜態(tài)查看輸入/輸出及標(biāo)志狀態(tài)均為正常，但在運(yùn)行過(guò)程中輸入/輸出及標(biāo)志狀態(tài)已變化，此時(shí)必須通過(guò)PLC動(dòng)態(tài)跟蹤，實(shí)時(shí)跟蹤輸入/輸出及標(biāo)志狀態(tài)的瞬間變化，根據(jù)PLC動(dòng)作原理做出診斷。要求維修人員熟悉PLC基本指令，能夠根據(jù)梯形圖分析動(dòng)作執(zhí)行順序。下一頁(yè)上一頁(yè)返回58ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修

對(duì)于數(shù)控機(jī)床的PLC故障診斷，具體問(wèn)題具體分析，上述的診斷方法可結(jié)合應(yīng)用，故障診斷的關(guān)鍵是：（1）要熟悉控制對(duì)象的各種條件標(biāo)志，特別是輸入/輸出信號(hào)標(biāo)志。（2）熟悉檢測(cè)開關(guān)安裝位置。如限位開關(guān)、接近開關(guān)和壓力開關(guān)等在數(shù)控機(jī)床中具體位置，當(dāng)輸入條件不滿足時(shí)可以很快定位測(cè)量。（3）要了解執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順序過(guò)程和互聯(lián)鎖關(guān)系，熟悉PLC基本指令，能夠分析梯形圖。（4）能夠進(jìn)行PLC動(dòng)態(tài)跟蹤操作，根據(jù)邏輯關(guān)系實(shí)時(shí)跟蹤輸入/輸出及標(biāo)志狀態(tài)的瞬間變化。下一頁(yè)上一頁(yè)返回59ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修3．SIEMENS810系統(tǒng)PLC報(bào)警產(chǎn)生機(jī)理

SIEMENS810系統(tǒng)的PLC通過(guò)機(jī)床制造廠家編制的用戶程序，可以對(duì)機(jī)床側(cè)的故障進(jìn)行診斷，出現(xiàn)故障后進(jìn)行報(bào)警，在屏幕上顯示報(bào)警信息，并采取相應(yīng)的處理措施。下一頁(yè)上一頁(yè)返回60ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修

若遇到較復(fù)雜的故障最好使用機(jī)外編程器對(duì)PLC程序的運(yùn)行進(jìn)行在線監(jiān)視。

1）SIEMENS810系統(tǒng)的診斷菜單診斷功能（DIAGNOSIS）是SIEMENS810系統(tǒng)非常有用的功能，在任何操作狀態(tài)下，在軟鍵功能中找到DIAGNOSIS功能，按下面的軟鍵后，進(jìn)入診斷菜單，其菜單功能如圖9-3所示。下一頁(yè)上一頁(yè)返回61ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修

診斷菜單可以顯示NC報(bào)警信息、PLC報(bào)警信息、PLC操作信息、PLC狀態(tài)顯示、NC系統(tǒng)版本顯示，按“>”鍵進(jìn)入擴(kuò)展菜單（圖9-4）。在擴(kuò)展菜單內(nèi)可以顯示、修改NC機(jī)床數(shù)據(jù)和PLC機(jī)床數(shù)據(jù)，還可以顯示進(jìn)給軸和主軸的伺服數(shù)據(jù)等。在圖9-3所示的診斷菜單中，按PLCALARM下面的軟鍵，可以查看已發(fā)生的還沒(méi)有被清除的全部PLC報(bào)警（6000~6063和6100~6163范圍內(nèi)的）信息，如圖9-5所示。

下一頁(yè)上一頁(yè)返回62ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修2）PLC報(bào)警產(chǎn)生機(jī)理

SIEMENS810系統(tǒng)的PLC6000~6063故障報(bào)警和7000~7063操作信息顯示的報(bào)警信息來(lái)自機(jī)床廠家編制的報(bào)警文本，該文本格式如下：％PCAN6000=AXESDRIVENOTOKN6063=OILLEVELISLOWN7000=WORNWHEELN7063=BRINGWHEELABOVEVERTICALMASTERM02下一頁(yè)上一頁(yè)返回63ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修SIEMENS810系統(tǒng)的報(bào)警文本只能在編程器或者計(jì)算機(jī)上編制，然后在數(shù)控系統(tǒng)初始化菜單中通過(guò)RS232接口傳入數(shù)控系統(tǒng)，這個(gè)報(bào)警文本在GAl和GA2版本中只能傳入不能傳出，在GA3版本中既可以傳入也可以傳出。出現(xiàn)故障報(bào)警后，報(bào)警號(hào)和報(bào)警信息顯示在屏幕第二行的故障顯示行上。下一頁(yè)上一頁(yè)返回64ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修

那么故障是如何檢測(cè)出來(lái)的，又如何按照機(jī)床廠家編制的報(bào)警文本顯示機(jī)床報(bào)警的呢?這些報(bào)警是PLC系統(tǒng)根據(jù)輸入端子輸入的故障檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)PLC用戶邏輯程序把相應(yīng)的標(biāo)志位置位，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。NC系統(tǒng)與PLC之間有信號(hào)約定，PLC的報(bào)警標(biāo)志位與報(bào)警號(hào)和相應(yīng)的報(bào)警信息是一一對(duì)應(yīng)的。NC系統(tǒng)根據(jù)從PLC傳來(lái)的報(bào)警信號(hào)，把存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的機(jī)床廠家編制的報(bào)警文本的相應(yīng)報(bào)警信息調(diào)出，在屏幕上顯示報(bào)警信息。表9-3是810系統(tǒng)PLC標(biāo)志位與報(bào)警號(hào)的關(guān)系。下一頁(yè)上一頁(yè)返回65ppt課件.9.3數(shù)控機(jī)床可編程控制器的故障診斷與維修3）利用診斷功能實(shí)時(shí)觀察PLC的各種狀態(tài)在診斷菜單中，可以實(shí)時(shí)顯示PLC的各種狀態(tài)，如輸入狀態(tài)、輸出狀態(tài)、標(biāo)志位、數(shù)據(jù)位狀態(tài)，以及定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的狀態(tài)等。這對(duì)故障檢測(cè)是非常有用的。在診斷（DIAGNOSIS）菜單中，按PLCSTATUS下面的軟鍵，進(jìn)入PLC狀態(tài)顯示菜單，如圖9-6所示，按相應(yīng)的軟鍵可以實(shí)時(shí)觀察PLC的輸入、輸出、標(biāo)志位和數(shù)據(jù)位等的狀態(tài)。按“>”按鍵進(jìn)入如圖9-7所示的畫面，可顯示定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的實(shí)時(shí)狀態(tài)。

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例如在圖9-5所示的PLC狀態(tài)顯示菜單中，按IW（輸入字）下面的軟鍵，進(jìn)入PLC輸入狀態(tài)顯示畫面（圖9-8），通過(guò)鍵盤上的方向鍵和翻頁(yè)鍵，可以找到所要觀察的PLC輸入點(diǎn)的狀態(tài)。上一頁(yè)返回67ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

例9-1配備SIEMENS820數(shù)控系統(tǒng)的某加工中心，產(chǎn)生7035號(hào)報(bào)警，查閱報(bào)警信息為工作臺(tái)分度盤不回落。在SIEMENS810/820數(shù)控系統(tǒng)中，7字頭報(bào)警為PLC操作信息或機(jī)床廠設(shè)定的報(bào)警，指示CNC系統(tǒng)外的機(jī)床側(cè)狀態(tài)不正常。處理方法是，針對(duì)故障的信息，調(diào)出PLC輸入/輸出狀態(tài)與拷貝清單對(duì)照。這個(gè)故障的處理方法是，手動(dòng)YV06電磁閥，觀察工作臺(tái)分度盤是否回落，以區(qū)別故障在輸出回路還是在PLC內(nèi)部。

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例9-2某數(shù)控機(jī)床的換刀系統(tǒng)在執(zhí)行換刀指令時(shí)不動(dòng)作，機(jī)械臂停在行程中間位置上，CRT顯示報(bào)警號(hào)，查手冊(cè)得知該報(bào)警號(hào)表示換刀系統(tǒng)機(jī)械臂位置檢測(cè)開關(guān)信號(hào)為“0”及“刀庫(kù)換刀位置錯(cuò)誤”。根據(jù)報(bào)警內(nèi)容，可診斷故障發(fā)生在換刀裝置和刀庫(kù)部分，由于相應(yīng)的位置檢測(cè)開關(guān)無(wú)信號(hào)送至PLC接口，從而導(dǎo)致機(jī)床中斷換刀。造成開關(guān)無(wú)信號(hào)輸出的原因有兩個(gè)：一是由于液壓或機(jī)械上的原因造成動(dòng)作不到位而使開關(guān)得不到感應(yīng)；二是電感式接近開關(guān)失靈。下一頁(yè)上一頁(yè)返回69ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

例9-3某數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)防護(hù)門關(guān)不上，自動(dòng)加工不能進(jìn)行的故障，而且無(wú)故障顯示。該防護(hù)門是由氣缸來(lái)完成開關(guān)的，關(guān)閉防護(hù)門是由PLC輸出Q2.0控制電磁閥YV2.0來(lái)實(shí)現(xiàn)。檢查Q2.0的狀態(tài)，其狀態(tài)為“1”，但電磁閥YV2.0卻沒(méi)得電，由于PLC輸出Q2.0是通過(guò)中間繼電器KA2.0來(lái)控制電磁閥YV2.0的，檢查發(fā)現(xiàn)，中間繼電器損壞引起故障，更換繼電器，故障排除。下一頁(yè)上一頁(yè)返回70ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

對(duì)上述問(wèn)題還有一種比較簡(jiǎn)單實(shí)用的方法，就是將數(shù)控機(jī)床的輸入/輸出狀態(tài)列表，通過(guò)比較通常狀態(tài)和故障狀態(tài)，就能迅速診斷出故障的部位。下一頁(yè)上一頁(yè)返回71ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

例9-4故障現(xiàn)象為機(jī)床不能啟動(dòng)，但無(wú)報(bào)警信號(hào)，這種情況大多由于機(jī)床側(cè)的準(zhǔn)備工作沒(méi)有完成，如潤(rùn)滑準(zhǔn)備、冷卻液準(zhǔn)備等。查閱PLC有關(guān)的輸入/輸出接口，發(fā)現(xiàn)I3.1為“1”，其余均正常，從接口表9-4看，正常狀態(tài)是I3.1為“0”。檢查壓力開關(guān)SP92，找到故障原因是濾油閥臟堵造成油壓增高。下一頁(yè)上一頁(yè)返回72ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

例9-5機(jī)床同上，故障現(xiàn)象為分度臺(tái)旋轉(zhuǎn)不停，但無(wú)報(bào)警號(hào)。查閱輸出接口，發(fā)現(xiàn)輸出Q0.4為“1”，Q0.7為“1”，從接口表看，Q0.4為“1”表明分度臺(tái)無(wú)制動(dòng)，Q0.7為‘1“表明分度臺(tái)處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。再檢查輸入接口，發(fā)現(xiàn)I15.7為“0”，其余正常，其原因是限位開關(guān)SQ12損壞。更換后，PLC輸入/輸出均恢復(fù)正常，故障排除。下一頁(yè)上一頁(yè)返回73ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

例9-6配備SIEMENS810系統(tǒng)的加工中心，出現(xiàn)分度工作臺(tái)不分度的故障且無(wú)故障報(bào)警。根據(jù)工作原理，分度時(shí)首先將分度的齒條與齒輪嚙合，這個(gè)動(dòng)作是靠液壓裝置來(lái)完成的，由PLC輸出Q1.4控制電磁閥YV14來(lái)執(zhí)行，PLC梯形圖如圖9-9所示。下一頁(yè)上一頁(yè)返回74ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的DIAGNOSIS自診斷功能中的“STATUSPLC”軟鍵，實(shí)時(shí)查看Q1.4的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其狀態(tài)為“0”，由PLC梯形圖查看F123.0也為“0”。按梯形圖逐個(gè)檢查，發(fā)現(xiàn)F105.2為“0”導(dǎo)致F123.0也為“0”，根據(jù)梯形圖，查看STATUSPLC中的輸入信號(hào)，發(fā)現(xiàn)I10.2為“0”，從而導(dǎo)致F105.2為“0”。I9.3、I9.4、I10.2和I10.3為四個(gè)接近開關(guān)的檢測(cè)信號(hào)，以檢測(cè)齒條和齒輪是否嚙合。分度時(shí)，這四個(gè)接近開關(guān)都應(yīng)有信號(hào)，即I9.3、I9.4、I10.2和I10.3應(yīng)閉合，現(xiàn)I10.2未閉合，處理方法是：（1）檢查機(jī)械傳動(dòng)部分。（2）檢查接近開關(guān)是否損壞。下一頁(yè)上一頁(yè)返回75ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

例9-7某臥式加工中心出現(xiàn)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)不旋轉(zhuǎn)的故障。根據(jù)故障對(duì)象，用機(jī)外編程器調(diào)出有關(guān)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的梯形圖，如圖9-10所示。下一頁(yè)上一頁(yè)返回76ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

根據(jù)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的工作原理，旋轉(zhuǎn)時(shí)首先將工作臺(tái)氣動(dòng)浮起，然后才能旋轉(zhuǎn)，氣動(dòng)電磁閥YV12受PLC輸出Q1.2的控制。因加工工藝要求，只有當(dāng)兩個(gè)工位的分度頭都在起始位置，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)才能滿足旋轉(zhuǎn)的條件，I9.7、I10.6檢測(cè)信號(hào)反映兩個(gè)工位的分度頭是否在起始位置，正常情況下，兩者應(yīng)該同步，F(xiàn)122.3是分度頭到位標(biāo)志位。故障診斷的結(jié)論是，兩個(gè)工步分度頭不同步。處理方法：（1）檢查兩個(gè)工位分度頭的機(jī)械裝置是否錯(cuò)位。（2）檢查檢測(cè)開關(guān)I9.7、I10.6是否發(fā)生偏移。

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例9-8配備SIEMENS810系統(tǒng)的雙工位、雙主軸數(shù)控機(jī)床，如圖9-11所示。故障現(xiàn)象是，機(jī)床在AUTOMATIC方式下運(yùn)行，工作在一工位加工完，一工位主軸還沒(méi)有退到位且旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)正要旋轉(zhuǎn)時(shí)，二工位主軸停轉(zhuǎn)，自動(dòng)循環(huán)中斷，并出現(xiàn)報(bào)警且報(bào)警內(nèi)容表示二工位主軸速度不正常。下一頁(yè)上一頁(yè)返回78ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

兩個(gè)主軸分別由B1、B2兩個(gè)傳感器來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)速，通過(guò)對(duì)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)的檢查，沒(méi)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。用機(jī)外編程器觀察梯形圖的狀態(tài)，如圖9-12所示。在圖中，F(xiàn)112.0為二工位主軸起動(dòng)標(biāo)志位，F(xiàn)111.7為二工位主軸起動(dòng)條件，Q32.0為二工位主軸起動(dòng)輸出，I21.1為二工位主軸刀具卡緊檢測(cè)輸入，F(xiàn)115.1為二工位刀具卡緊標(biāo)志位。下一頁(yè)上一頁(yè)返回79ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

在編程器上觀察梯形圖的狀態(tài)，出現(xiàn)故障時(shí)，F(xiàn)112.0和Q32.0狀態(tài)都為“0”，因此主軸停轉(zhuǎn)，而F112.0為“0”是由于B1、B2檢測(cè)主軸速度不正常所致。動(dòng)態(tài)觀察Q32.0的變化，發(fā)現(xiàn)故障沒(méi)有出現(xiàn)時(shí)，F(xiàn)112.0和F111.7都閉合，而當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，F(xiàn)111.7瞬間斷開，之后又馬上閉合，Q32.0隨F111.7瞬間斷開其狀態(tài)變?yōu)椤?”，在F111.7閉合的同時(shí)，F(xiàn)112.0的狀態(tài)也變成了“0”，這樣Q32.0的狀態(tài)保持為“0”，主軸停轉(zhuǎn)。B1、B2由于Q32.0隨F117.0瞬間斷開測(cè)得速度不正常而使F112.0狀態(tài)變?yōu)椤?”。

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主軸起動(dòng)的條件F111.7受多方面因素的制約，從梯形圖上觀察，發(fā)現(xiàn)F111.6的瞬間變“0”引起F111.7的變化，向下檢查梯形圖PB8.3，發(fā)現(xiàn)刀具卡緊標(biāo)志F115.1瞬間變“0”，促使F111.6發(fā)生變化，繼續(xù)跟蹤梯形圖PB13.7，觀察發(fā)現(xiàn)，在出現(xiàn)故障時(shí)，I21.1瞬間斷開，使F115.1瞬間變“0”，最后使主軸停轉(zhuǎn)。I21.1是刀具液壓卡緊壓力檢測(cè)開關(guān)信號(hào)，它的斷開指示刀具卡緊力不夠，由此診斷故障的根本原因是刀具液壓卡緊力波動(dòng)，調(diào)整液壓使之正常，故障排除。下一頁(yè)上一頁(yè)返回81ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

例9-9圖9-13為某立式加工中心自動(dòng)換刀控制示意圖。故障現(xiàn)象為，換刀臂平移至C時(shí)，無(wú)拔刀動(dòng)作。

ATC動(dòng)作的起始狀態(tài)是： （1）主軸保持要交換的舊刀具。 （2）換刀臂在B位置。 （3）換刀臂在上部位置。 （4）刀庫(kù)已將要交換的新刀具定位。下一頁(yè)上一頁(yè)返回82ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例

自動(dòng)換刀的順序是：換刀臂左移（B→A）→換刀臂下降→（從刀庫(kù)中拔刀）→換刀臂右移（A→B）→換刀臂上升→換刀臂右移→（B→C，抓住主軸中刀具）→主軸液壓缸下降（松刀）→換刀臂下降（從主軸拔刀）→換刀臂旋轉(zhuǎn)1800（兩刀具交換位置）→換刀臂上升（裝刀）→主軸液壓缸上升（抓刀）→換刀臂左移（C→B）→刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)（找出舊刀具位置）→換刀臂左移（B→A，返回舊刀具給刀庫(kù)）→換刀臂右移（A→B）→刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)（找下把刀具）換刀臂平移至C位置時(shí)，無(wú)拔刀動(dòng)作，出現(xiàn)此故障，原因有以下幾種可能：下一頁(yè)上一頁(yè)返回83ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例①SQ2無(wú)信號(hào)，使松刀電磁閥YV2未激磁，主軸仍處抓刀狀態(tài)，換刀臂不能下移；②松刀接近開關(guān)SQ4無(wú)信號(hào)，使換刀臂升降電磁閥YV1狀態(tài)不變，換刀臂不下降；③電磁閥有故障，給予信號(hào)也不能動(dòng)作。逐步檢查，發(fā)現(xiàn)SQ4未發(fā)出信號(hào)，進(jìn)一步對(duì)SQ4檢查，發(fā)現(xiàn)感應(yīng)間隙過(guò)大，導(dǎo)致接近開關(guān)無(wú)信號(hào)輸出，產(chǎn)生動(dòng)作障礙。

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例9-10一臺(tái)配備SIEMENS810系統(tǒng)的數(shù)控淬火機(jī)床經(jīng)常出現(xiàn)3號(hào)報(bào)警。這臺(tái)機(jī)床在正常加工過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)3號(hào)“PLCStop”（PLC停止）報(bào)警，關(guān)機(jī)再開還可以正常工作。仔細(xì)觀察故障現(xiàn)象，每次出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，都是一工位淬火能量過(guò)低時(shí)發(fā)生，如果不出現(xiàn)PLC停止的報(bào)警，應(yīng)該出現(xiàn)一工位能量低的報(bào)警，并且出現(xiàn)3號(hào)報(bào)警時(shí)還有“6105MissingMC5Block”（MC5塊丟失）的PLC報(bào)警信息，指示控制程序調(diào)用的程序塊不可用。根據(jù)電氣原理圖，一工位能量低信號(hào)連接到PLC的輸入I5.1，如圖9-14所示。檢查PLC有關(guān)輸入I5．1的控制程序，這部分的程序在PBl2塊5段中，具體如下：下一頁(yè)上一頁(yè)返回85ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例AI5.1JCPB21BE

在檢測(cè)到一工位的能量低的輸入15.1為“1”時(shí)，跳轉(zhuǎn)到程序塊PB21，但檢查控制程序根本沒(méi)有這個(gè)程序塊，所以出現(xiàn)了3號(hào)報(bào)警，說(shuō)明程序設(shè)計(jì)有問(wèn)題，修改PLC程序如下:AI5.1SF106.0AI6.4RF106.0BE下一頁(yè)上一頁(yè)返回86ppt課件.9.4可編程控制器故障診斷與維修實(shí)例