1、 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.可編程序控制器可編程序控制器(PLC)(PLC)的的點檢與維護點檢與維護 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 可編程序控制器(PLC)是一種新型的通用自動化控制裝置，它將傳統的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體，具有控制功能強，可靠性高，使用靈活方便，易于維護等優點而獲得廣泛應用。目前馬鋼公司各廠（礦）的各類生產線均采用大型可編程序控制器(PLC)進行自動化控制，單體生產設備采用中、小型可編程序控制器(PLC)進行順序邏輯控制。種類涉及SIEMENSS5

2、S7系列、SchneiderModiconQuanTum系列、GE90-30VersaMax系列、TMEICV-series等。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 盡管可編程序控制器盡管可編程序控制器(PLC)在設計制造時已采取了很多在設計制造時已采取了很多措施，使它對工業環境比較適應，但在使用時由于工業生措施，使它對工業環境比較適應，但在使用時由于工業生產現場的工作環境變化，大功率用電設備的起動或停止引產現場的工作環境變化，大功率用電設備的起動或停止引起電網電壓的波動形成低頻干擾，交、直流傳動裝置在運起電網電壓的波動形成低頻干擾，交、直流傳動

3、裝置在運行過程中的電磁干擾，以及工業粉塵等都會影響行過程中的電磁干擾，以及工業粉塵等都會影響PLC的正的正常工作。為了確保整個自動化系統穩定可靠，應當盡量使常工作。為了確保整個自動化系統穩定可靠，應當盡量使PLC有良好的工作環境條件，并采取必要的抗干擾措施。有良好的工作環境條件，并采取必要的抗干擾措施。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1、PLC在安裝和使用時應注意的問題在安裝和使用時應注意的問題 PLC適用于大多數工業現場，但它對使用場合、環境溫度等還是有一定要求。控制PLC的工作環境，可以有效地提高它的工作效率和壽命。 馬鞍山鋼鐵股份有限公

4、司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1.1 PLC的成套安裝的成套安裝 在PLC成套安裝時，有三種安裝方法，整體式PLC一是用螺釘固定，不同的單元有不同的安裝尺寸；另一種是DIN(德國共和標準)軌道固定。模塊式PLC一是用DIN軌道固定,另一種是機架底板固定。為了使PLC控制系統工作可靠，通常把PLC安裝在有保護外殼的控制柜中，以防止灰塵、油污、水濺。為了保證PLC在工作狀態下其溫度保持在規定環境溫度范圍內，控制柜中應有足夠的通風空間，基本單元和擴展單元之間要有30mm以上間隔?？刂乒耥敳恳惭b軸流風扇，強迫通風。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&am

5、p;STEELCO.,LTD. 為了避免其他外圍設備的電干擾，PLC應盡可能遠離高壓電源線和高壓設備，PLC與高壓設備和電源線之間應留出至少200mm的距離。PLC在成套安裝時，要嚴防導線頭、碎金屬削等從散熱孔掉入PLC內部，造成印刷電路板短路，使其不能正常工作甚至永久損壞。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 1.2 PLC對工作環境的要求：對工作環境的要求： (1)環境溫度控制在050的范圍，最好在有空調的房所內。(2)相對濕度不超過85%或者不能存在露水凝聚(由溫度突變或其他因素所引起的)。(3)不能有腐蝕和易燃的氣體，例如氯化氫、硫化氫等

6、。(4)不能有大量金屬灰塵。(5)不能有頻繁或連續的振動，振動頻率為1055Hz、幅度為0.5mm。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 1.3 PLC供電電源供電電源 PLC供電電源為50Hz、220V10%的交流電。如果電源發生故障，中斷時間少于10ms，PLC工作不受影響。若電源中斷超過10ms或電源下降超過允許值，則PLC停止工作。對于因供電電源波動帶來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力。如果供電電源波動較大，可采用不間斷電源（UPS）供電，或安裝一個變比為400:230的隔離變壓器，以防止因供電電源中性點偏移而產生的供電電源波動，以及

7、減少設備與地之間的干擾。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 1.4 PLC系統的接地系統的接地 良好的接地是保證良好的接地是保證PLC可靠工作的重要條件，可可靠工作的重要條件，可以避免偶然發生的電壓沖擊危害，有效抑制各類電磁以避免偶然發生的電壓沖擊危害，有效抑制各類電磁干擾。接地線應與干擾。接地線應與PLC上的專用接地端相接，主機架、上的專用接地端相接，主機架、擴展機架、遠程站的接地點應接在一起。接地點應與擴展機架、遠程站的接地點應接在一起。接地點應與動力設備動力設備(如電機如電機)的接地點分開。若達不到這種要求，的接地點分開。若達不到這種要求

8、，也必須做到與其他設備公共接地，禁止與其他設備串也必須做到與其他設備公共接地，禁止與其他設備串聯接地。接地點應盡可能靠近聯接地。接地點應盡可能靠近PLC，接地電阻，接地電阻1。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 1.5 輸入與輸出接線輸入與輸出接線 PLC一般接受控制按鈕、限位開關等輸入的開關量信號，一般接受控制按鈕、限位開關等輸入的開關量信號，以及外部傳感器輸入的模擬量信號。接線端子是以及外部傳感器輸入的模擬量信號。接線端子是PLC與外部與外部信號轉換的端口。輸入接線，一般指外部觸點、傳感器與輸信號轉換的端口。輸入接線，一般指外部觸點、傳感器

9、與輸入端口的接線。輸入器件接通時，輸入端接通，輸入線路閉入端口的接線。輸入器件接通時，輸入端接通，輸入線路閉合，同時輸入指示的發光二極管亮。輸入端的一次電路與二合，同時輸入指示的發光二極管亮。輸入端的一次電路與二次電路之間，采用光電耦合隔離。二次電路帶次電路之間，采用光電耦合隔離。二次電路帶RC濾波器，以濾波器，以防止由于輸入觸點抖動或從輸入線路串入的電噪聲引起防止由于輸入觸點抖動或從輸入線路串入的電噪聲引起PLC誤動作。誤動作。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.輸入接線還應特別注意以下幾點：輸入接線還應特別注意以下幾點： 輸入接線一般不要超過

10、30m。但如果環境干擾較小,電壓降不大時，輸入接線可適當長些。(2)輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。(1)(3)PLC所接受信號的脈沖寬度，應大于掃描周期的時間。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. PLC一般有開關量信號和模擬量信號輸出，開關量信號輸出有繼電器輸出、晶體管輸出2種形式。輸出端接線分為獨立輸出和公共輸出。當PLC的輸出繼電器動作時，相對的兩個輸出端接通。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級的電源。PLC的輸出負載可能產生噪聲干擾，因此要采取措施加以控制。交

11、流輸出線和直流輸出線不要用同一本電纜，輸出線應盡量遠離高壓線和動力線，避免并行。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 此外，對于能使用戶造成傷害的危險負載，除了在控制程序中加以考慮之外，還應設計外部緊急停車電路，使得PLC發生故障時，能將引起傷害的負載電源切斷。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2. PLC的點檢與維護的點檢與維護 為了保障PLC系統的正常運行，定期對PLC系統進行檢查和維護是必不可少的，而且還必須熟悉一般故障診斷和排除方法。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&

12、;STEELCO.,LTD. 2.1 定期檢查定期檢查 PLC是一種工業控制設備，盡管在可靠性方面采取了許多措施，但工作環境對PLC影響還是很大的。所以，通常每個半年時間應對PLC做定期檢查。如果PLC的工作條件不符合表1規定的標準，就要做一些應急處理，以便使PLC工作在規定的標準環境。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.檢查項目檢查項目檢查內容檢查內容標準標準交流電源交流電源1.1.電壓電壓2.2.穩定度穩定度1.1.測量加在測量加在PLCPLC上的電壓是否為額定值上的電壓是否為額定值2.2.電壓電源是否出現頻繁急劇的變化電壓電源是否出現頻繁急

13、劇的變化1.1.電源電壓必須在工作電壓范圍內電源電壓必須在工作電壓范圍內2.2.電源電壓波動必須在允許范圍內電源電壓波動必須在允許范圍內環境條件環境條件溫度濕度溫度濕度振動粉塵振動粉塵溫度和濕度是在相應的范圍內嗎？溫度和濕度是在相應的范圍內嗎？（當（當PLCPLC安裝在控制柜內時，控制柜內安裝在控制柜內時，控制柜內的溫度可以認為是的溫度可以認為是PLCPLC的環境溫度）的環境溫度）050050相對濕度相對濕度85%85%以下以下振幅小于振幅小于0.5mm(1055Hz)0.5mm(1055Hz)無大量灰塵，鹽分和金屬屑無大量灰塵，鹽分和金屬屑安裝條件安裝條件基本單元和擴展單元是否安裝牢固基本單

14、元和擴展單元是否安裝牢固基本單元和擴展單元的聯接電纜是否基本單元和擴展單元的聯接電纜是否完全插好完全插好接線螺釘是否松動接線螺釘是否松動外部接線是否損壞外部接線是否損壞安裝螺釘必須上緊安裝螺釘必須上緊聯接電纜不能松動聯接電纜不能松動聯接螺釘不能松動聯接螺釘不能松動外部接線不能有任何外觀異常外部接線不能有任何外觀異常使用壽命使用壽命1.1.鋰電池電壓是否降低鋰電池電壓是否降低2.2.繼電器輸出觸點繼電器輸出觸點1.1.工作工作5 5年左右年左右2.2.壽命壽命300300萬次（萬次（35V35V以上）以上）表表1 1 周期性檢查一覽表周期性檢查一覽表 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRO

15、N&STEELCO.,LTD.2.3 故障查找與處理故障查找與處理 PLC有很強的自診斷能力，當PLC自身故障或外圍設備故障，都可用編程器和PLC上具有的診斷指示功能的發光二極管的亮滅來診斷。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.表表2 CPU、I/O遠程站故障查找與處理遠程站故障查找與處理序號序號異?，F象異?，F象可能原因可能原因處理處理1POWERLED燈不亮燈不亮1.供電電源丟失供電電源丟失重新送電重新送電2.保險管熔斷保險管熔斷更換保險管更換保險管2保險管多次熔短保險管多次熔短1.電壓選擇開關設定錯誤電壓選擇開關設定錯誤正確設定正確設

16、定2.線路短路或燒壞線路短路或燒壞更換電源單元更換電源單元3RUNLED燈不亮燈不亮1.程序錯誤程序錯誤修改程序修改程序2.RUN開關不在開關不在RUN位位開關撥到開關撥到RUN位位3.存儲卡損壞存儲卡損壞更換存儲卡更換存儲卡4.CPU模板故障模板故障更換更換CPU模板模板4某某I/O遠程站輸入、輸遠程站輸入、輸出信號均無響應出信號均無響應1.遠程站電源開關斷開遠程站電源開關斷開重新送電重新送電2.通訊模板損壞通訊模板損壞更換通訊模板更換通訊模板5各各I/O遠程站的輸入、遠程站的輸入、輸出信號均無響應輸出信號均無響應總線不良總線不良重新連接或更換總線重新連接或更換總線連接器連接器 馬鞍山鋼鐵股

17、份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.表表3 輸入單元查找與處理輸入單元查找與處理序號序號異常現象異常現象可能原因可能原因處理處理1輸入全部不接通（動輸入全部不接通（動作指示燈也滅）作指示燈也滅）1.未加外部輸入電源未加外部輸入電源供電供電2.外部輸入電壓低外部輸入電壓低加額定電源電壓加額定電源電壓3.端子螺釘松動端子螺釘松動擰緊擰緊4.端子板聯接器接觸不良端子板聯接器接觸不良把端子板補充插入、鎖緊。更換端子板聯接器把端子板補充插入、鎖緊。更換端子板聯接器2輸入全部斷開（動作輸入全部斷開（動作指示燈也滅）指示燈也滅）輸入單元損壞輸入單元損壞更換輸入單元更換輸入單

18、元3輸入全部不關斷輸入全部不關斷輸入單元損壞輸入單元損壞更換輸入單元更換輸入單元4特定編號的輸入不接特定編號的輸入不接通通1.輸入器件不良輸入器件不良更換輸入器件更換輸入器件2.輸入配線斷線輸入配線斷線檢查輸入配線檢查輸入配線3.端子螺釘松弛端子螺釘松弛擰緊擰緊5輸入不規則的輸入不規則的ON/OFF動作動作1.外部輸入電壓低外部輸入電壓低使外部輸入電壓在額定范圍使外部輸入電壓在額定范圍2.端子螺釘松動端子螺釘松動擰緊擰緊3.端子板聯接器接觸不良端子板聯接器接觸不良把端子板充分插入、鎖緊。更換端子板聯接器把端子板充分插入、鎖緊。更換端子板聯接器6異常動作的輸入點以異常動作的輸入點以組為單位組為單

19、位1.COM端螺釘松動端螺釘松動擰緊擰緊2.端子聯接器接觸不良端子聯接器接觸不良端子板充分插入、鎖緊。更換端子板聯接器端子板充分插入、鎖緊。更換端子板聯接器 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.表表4-1 4-1 輸出單元查找與處理輸出單元查找與處理序號序號 異?，F象異?，F象可能原因可能原因處理處理1輸出全部不接通輸出全部不接通1.未加負載電源未加負載電源加電源加電源2.負載電源電壓低負載電源電壓低使電源電壓為額定值使電源電壓為額定值3.端子螺釘松動端子螺釘松動擰緊擰緊4.端子板聯接器接觸端子板聯接器接觸不良不良端子板補充插入、鎖緊。端子板補充插入

20、、鎖緊。更換端子板聯接器更換端子板聯接器5.輸出回路不良輸出回路不良更換輸出單元更換輸出單元2輸出全部不關斷輸出全部不關斷輸出單元損壞輸出單元損壞更換輸出單元更換輸出單元3特定編號的輸出特定編號的輸出不接通（動作指不接通（動作指示燈滅）示燈滅）1.程序中輸出點的控程序中輸出點的控制不是唯一制不是唯一修改程序修改程序2.輸出回路損壞輸出回路損壞更換輸出單元更換輸出單元 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.表表4-2 4-2 輸出單元查找與處理輸出單元查找與處理序號序號異?，F象異?，F象可能原因可能原因處理處理4特定繼電器編號特定繼電器編號的輸出不接通的

21、輸出不接通（動作指示燈亮）（動作指示燈亮）1.輸出單元損壞輸出單元損壞更換輸出單元更換輸出單元2.輸出配線斷線輸出配線斷線檢查輸出線檢查輸出線3.端子螺釘松動端子螺釘松動擰緊擰緊4.端子聯接接觸不良端子聯接接觸不良端子充分插入、擰緊。端子充分插入、擰緊。5輸出出現不規則輸出出現不規則的的ON/OFF現象現象1.電源電壓低電源電壓低調整電壓調整電壓2.程序中輸出點的控制程序中輸出點的控制不是唯一不是唯一修改程序修改程序3.端子聯接接觸不良端子聯接接觸不良端子充分插入、擰緊。端子充分插入、擰緊。6異常動作的輸出異常動作的輸出點以組為單位點以組為單位1.COM端子螺釘松動端子螺釘松動擰緊擰緊2.端子

22、聯接接觸不良端子聯接接觸不良端子充分插入、擰緊。端子充分插入、擰緊。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.4 日常維護及常見故障的判定要點日常維護及常見故障的判定要點 PLC系統的定期檢修維護主要是由專業工程師來完成，PLC系統在正常生產運行過程中其程序是不會發生變化的，PLC系統的程序錯誤和模板硬件故障經常發生在PLC系統停送電時，因此在日常檢修時只需斷開PLC輸入、輸出等外圍工作電源，而PLC主機架及遠程站的通訊電源不易斷開。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 影響PLC控制系統穩定運行的主

23、要原因是外部輸入信號和執行元件，而它們是有變化趨勢的，因此日常的點檢維護就非常重要，除了要保持PLC設備的清潔、接線端子的清潔和接線緊固外，可通過對一些異?，F象的分析來判定可能產生的故障和故障原因。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.4.1 通過通過HMI來分析判定來分析判定 大型PLC控制系統一般都設有HMI對整個生產流程進行操作和監控，大量的溫度、流量、壓力等模擬量信號經過量程轉換后，都將在HMI上顯示和記錄。 當某一模擬量輸入信號發生無序波動時，說明外部輸入回 路出現接線松動等不良現象，要及時緊固接線。 當某一組模擬量輸入信號都發生無序

24、波動時，說明輸入模 板的機架接地或輸入回路電纜的屏蔽接地出現不良現象，要(1)及時檢查接地線。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 當溫度信號超出上限時，說明外部輸入回路或檢 測元件（PT100等）出現開路現象，要及時緊固接 線或更換檢測元件。 當溫度信號超出下限時，說明外部輸入回路或檢 測元件（PT100等）出現短路現象，要及時檢查接 線或更換檢測元件。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 2.4.2 通過數字量輸入模板的發光二極管來分析判定通過數字量輸入模板的發光二極管來分析判定 所有的數字量輸

25、入模板都有輸入指示的發光二極管，輸入端的一次電路與二次電路之間采用光電耦合隔離，當輸入回路閉合時，輸入指示的發光二極管亮。通常輸入電壓為DC24V，1328V為“1”電平。當某一通道的發光二極管發光變暗，說明外部輸入回路的接線端子或觸點出現接觸不良現象，要及時緊固接線或處理觸點當幾組使用同一電源單元的通道的發光二極管發光都變暗，說(1)明其公共電源電壓下降，要及時檢查或更換電源模板。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.4.3 通過記錄正常狀態來進行分析比對通過記錄正常狀態來進行分析比對 PLC控制系統在停產檢修后的重新開機運行往往不是很順利，

26、其主要原因是外部聯鎖條件（水系統、液壓系統、選擇開關等）不滿足。為了盡快確認開機條件，可將PLC控制系統在外部條件具備待機啟動和正常運行時PLC數字量輸入、輸出通道發光二極管的發光狀態（亮、滅、閃爍）標記下來，貼在旁邊，用于快速比對。此法對于以順序邏輯控制為主的中、小型PLC控制系統十分有效。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1. PLC1. PLC的定義是什么？的定義是什么？答：答：PLC“可編程序邏輯控制器可編程序邏輯控制器”是一種數字運算操作的電子裝置，它使用了可是一種數字運算操作的電子裝置，它使用了可編程序的存貯器以儲存指令，用來執行諸

27、如邏輯、順序、定時、計數與演算編程序的存貯器以儲存指令，用來執行諸如邏輯、順序、定時、計數與演算功能，并通過數字或模擬的輸入和輸出，以控制各種機械或生產過程。是為功能，并通過數字或模擬的輸入和輸出，以控制各種機械或生產過程。是為在工業環境下應用而設計的可編程控制器。在工業環境下應用而設計的可編程控制器。 2. PLC2. PLC與繼電器控制的差異是什么？與繼電器控制的差異是什么？答：答：(1) (1) 組成器件不同：組成器件不同：PLCPLC是采用軟繼電器，繼電器控制由硬件繼電器等元件是采用軟繼電器，繼電器控制由硬件繼電器等元件構成。構成。 (2) (2) 觸點數量不同：觸點數量不同：PLCP

28、LC觸點可無限使用，繼電器控制的觸點是有限的。觸點可無限使用，繼電器控制的觸點是有限的。 (3) (3) 實施控制的方法不同：實施控制的方法不同：PLCPLC采用軟件編程解決，繼電器控制是采用硬接采用軟件編程解決，繼電器控制是采用硬接線解決。線解決。復復 習習 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.3. 3. 輸入、輸出模板的作用是什么？輸入、輸出模板的作用是什么？答：輸入模板是將輸入答：輸入模板是將輸入PLCPLC的各種控制信號轉換成中央處理器的各種控制信號轉換成中央處理器(CPU)(CPU)能夠接收能夠接收和和 處理的數字信號。輸出模板是將中央處

29、理器送出的數字信號轉換成現場處理的數字信號。輸出模板是將中央處理器送出的數字信號轉換成現場需要的模擬信號或電平信號輸出，以驅動電磁閥、接觸器等被控設備的執行需要的模擬信號或電平信號輸出，以驅動電磁閥、接觸器等被控設備的執行元件。元件。4. 4. 輸入模板檢測到輸入模板檢測到PT100PT100信號超出上限值時可能的故障原因？信號超出上限值時可能的故障原因？答：輸入回路或檢測答：輸入回路或檢測PT100 PT100 出現開路現象。出現開路現象。5. 5. 電磁兼容性電磁兼容性(EMC)(EMC)的定義？的定義？答：在電磁環境中，裝置具有令人滿意的抗干擾工作能力，且不會對在這個答：在電磁環境中，裝

30、置具有令人滿意的抗干擾工作能力，且不會對在這個環工作的其它裝置發生電磁故障。環工作的其它裝置發生電磁故障。復復 習習 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.電氣傳動控制裝置電氣傳動控制裝置的點檢與維護的點檢與維護 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 隨著微電子技術的發展，全數字控制的交、隨著微電子技術的發展，全數字控制的交、直流傳動裝置在控制精度、穩定性和網絡通訊上具直流傳動裝置在控制精度、穩定性和網絡通訊上具有無可比擬的優勢而得到廣泛的應用。目前馬鋼公有無可比擬的優勢而得到廣泛的應用。目前馬鋼公司各廠

31、（礦）各類生產線上的交、直流傳動系統均司各廠（礦）各類生產線上的交、直流傳動系統均采用全數字控制的交、直流傳動裝置。品種涉及采用全數字控制的交、直流傳動裝置。品種涉及SIEMENS SIEMENS 、GEGE、ABBABB、TEMICTEMIC等。等。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.1. 交、直流傳動裝置的點檢與維護交、直流傳動裝置的點檢與維護(1)外觀完好、儀表顯示準確、按鈕開關靈活可靠。外觀完好、儀表顯示準確、按鈕開關靈活可靠。(2)線路整齊、規范、絕緣良好，端子接線牢固可靠。線路整齊、規范、絕緣良好，端子接線牢固可靠。(3)接地良好，無

32、松動，未與其它金屬搭接。接地良好，無松動，未與其它金屬搭接。(4)柜內照明良好。柜內照明良好。(5)柜內清潔無雜物、設備整潔干凈。柜內清潔無雜物、設備整潔干凈。(6)功率單元部分要定期清恢，軸流風機是否正常。功率單元部分要定期清恢，軸流風機是否正常。(7)柜底要有防火隔斷。柜底要有防火隔斷。(8)要關閉柜門，嚴防鼠類進入。要關閉柜門，嚴防鼠類進入。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2. 直流傳動裝置的工作原理和故障分析直流傳動裝置的工作原理和故障分析 根據=U-I*R/Ce,直流電動機有三種基本調速方法： 1.改變電樞供電電壓U； 2.改變勵磁

33、磁通； 3.改變電樞回路電阻R（串電阻）。在基速以下為恒轉矩調速，在基速以上為恒功率調速。 直流傳動裝置由兩部分組成：1.系統調節部分；2.功率單元部分。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.1 系統調節部分的控制原理：系統調節部分的控制原理： 直流調速系統基本上都采用電流內環、速度外環的雙閉環邏輯無環流可逆控制方式。速度調節器的作用是將速度給定與速度反饋的偏差信號進行PI運算后，其輸出作為電流調節器的給定，用來調節直流電動機的轉速。電流調節器的作用是將電流給定值與電流實際值的偏差信號進行PI運算后，其輸出對晶閘管的觸發角進行控制，給直流電動機

34、提供相應的負載電流。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.2功率單元部分的工作原理：功率單元部分的工作原理： 直流傳動裝置的功率單元部分是由晶閘管組成的三相橋式整流電路，其作用是將三相交流電源整流為電壓可調的直流電源，也可將直流電源逆變為交流電源回饋到電網。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 晶閘管的導通條件：晶閘管的導通條件： (1)陽極與陰極之間施加正向電壓；(2)控制極與陰極之間施加觸發電壓；(3)負載電流要大于或等于晶閘管的維持電流； 以上條件缺一不可。以上條件缺一不可。 晶閘管的關斷條

35、件：晶閘管的關斷條件： (1)陽極與陰極之間施加反向電壓；(2)負載電流小于晶閘管的維持電流； 以上條件有一即可。以上條件有一即可。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.3 直流傳動裝置的工作過程直流傳動裝置的工作過程 啟動過程：速度給定信號經斜坡功能發生器（其作用是限制電機加速度）送入速度調節器，此時速度給定與速度反饋存在很大偏差，速度調節器的輸出為飽和值（其輸出限幅的作用是限制電機啟/制動電流和堵轉電流），電流調節器將電流給定值與電流實際值的偏差信號進行運算后，其輸出對晶閘管的觸發角進行控制，使電機在最大允許電流下進行加速。當電機加速到給定

36、速度時，速度給定與速度反饋相等，速度調節器的輸出退出飽和值而輸出為相應的負載電流值，啟動過程結束。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 停車過程：速度給定信號回零后，速度調節器的輸出立刻變為反向飽和值，電流調節器的輸出立刻將工作組的晶閘管觸發角推入min，直流調速系統進行本橋逆變，將電樞回路電感上的能量回饋到電網。當檢測到電樞回路電流為零時，系統封鎖工作組的晶閘管脈沖，經過延時，開放待工作組的晶閘管脈沖，此時直流調速系統進入它橋逆變，電樞電流與電機電勢方向相反，電機進行快速制動，直至停車。這種將直流電源逆變為交流電源回饋到電網稱為有源逆變 馬鞍山

37、鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.2.4有關直流傳動裝置故障的分析有關直流傳動裝置故障的分析 全數字直流傳動裝置在運行時對大多數的硬件故障及控制系統故障（電源過電壓/欠電壓、電樞過電流、缺相、失磁、速度反饋丟失等）均有故障代碼顯示，故障代碼提供故障產生的可能原因及處理方法。下面就一些因參數設置不當而使直流傳動裝置不能滿足生產要求的現象進行分析： 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.(1)三鋼三鋼1#轉爐傾動裝置停車時溜車轉爐傾動裝置停車時溜車 現象：三鋼1#轉爐傾動裝置為SIEMENS全數字直流傳動裝置，當

38、操作工將爐口搖到任一位置進行停車時，直流傳動裝置輸出電壓有一個繼續上升然后再回零的過程，造成傾動電機不能及時停車，嚴重時爐口滑行近一米。分析：造成這一現象的原因是速度環響應慢，查看速度調節器的放大倍數P225=0.4。因速度調節器的放大倍數太小，使得速度調節器的輸入發生變化時，輸出不能立刻響應，還有一個繼續積分的過程。提高P225的值，直流調速系統就產生振蕩。因直流調速系統采用電壓反饋，整流電壓的波形會影響反饋信號,查看速度調節器的反饋濾波時間P200=0ms，電壓反饋信號沒有經過濾波。處理：將P225=4.5P200=20ms，溜車現象消除。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&

39、amp;STEELCO.,LTD.(2) 中板廠原二輥主傳動咬鋼時電機堵轉中板廠原二輥主傳動咬鋼時電機堵轉 現象：中板廠原二輥主傳動在進行全數字直流傳動裝置小拖大改造時，上/下輥主電機空載運行時一切正常，軋鋼時軋棍一咬入板坯，電機即刻堵轉，放大堵轉電流后，現象依舊。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.分析：造成這一現象的原因是系統特性軟，用示波器查看直流傳動裝置輸出的電流波形呈脈動狀，逐點查看調速系統各調節器的輸出波形，發現速度調節器的輸出有被封鎖的現象；檢查整流變壓器輸出的電壓波形，發現整流變壓器輸出電壓在咬鋼瞬間電壓下降超過30%，且C相電壓

40、低50V。SIEMENS全數字直流傳動裝置對輸入電壓的檢測及處理的缺省方式是：電源下降超過20%，系統立刻封鎖速度調節器，0.2S內沒有恢復將立刻報電源故障，系統跳閘。因此當咬鋼瞬間產生大的電流沖擊時，整流變壓器輸出電壓將瞬時下降，系統檢測到后立刻封鎖速度調節器和電流調節器，直流傳動裝置的輸出電流回零，電流減少后，整流變壓器輸出電壓恢復正常，如此反復，系統并不報故障，但電機輸出轉矩上不去，無法滿足生產要求。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 處理：將整流變壓器C相電壓分節頭調至正常位，將欠電壓脫扣值由P351=-20%設定為P351=-50%，

41、故障消除。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.3. 交流傳動裝置的工作原理和故障分析交流傳動裝置的工作原理和故障分析隨著科技進步，交流調速已逐漸取代直流調速。中小容量的異步電動機一般采用通用變頻器調速；繞線式異步電動機可采用串級調速；中大容量的異步電動機一般采用中壓變頻器（MV）調速；大容量的同步電動機一般采用交交、LCI、大功率IEGT變頻裝置等進行調速。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.3.1 交流調速的控制方式交流調速的控制方式 (1)交流電機的同步轉速n。與電源頻率f成正比，即（P為電機極

42、對數），所以改變電源頻率f即可實現變頻調速。另外，電機調速時，磁通太弱，沒有充分利用電機的鐵芯，是一種浪費；磁通太強，會使鐵芯飽和導致過大的勵磁電流，嚴重時會使繞組過熱而損壞電機。因此，可根據異步電動機的電勢方程：E=4.44fwk忽略定子壓降，得：（C1=1/4.44kw）因此在電動機調速時，保持V/f為恒定，即實現恒磁調速。對與控制對象為多臺電機并聯運行，應采用恒磁調速。Pfn600fVC1 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.(2)根據電機統一理論，對交流電機實行矢量控制，即對電動機的磁通分量和轉矩分量分別進行控制，可以獲得與直流電機相同的轉

43、矩和控制精度、響應速度。對與控制對象為單臺電機運行，應采用矢量控制方式。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.3.2同步電動機的控制同步電機的所有矢量（磁動勢、電壓和電流等等）都在空間以同步速度旋轉，它們在定子靜止坐標系的各分量，即在定子繞組中的物理量，都是交流量，相互耦合，控制和計算非常困難。借助于坐標變換，使電機各矢量進入同步旋轉坐標系后就變成了靜止矢量，它們在坐標系上的各分量都是直流量，可以方便地分析轉矩和被控矢量（電壓、電流等）各分量間地關系，實時計算獲得轉矩控制所需的被控矢量的各分量（直流設定值）。如圖所示，首先定義兩個同步旋轉坐標系，第

44、一個坐標系為轉子坐標系，它的橫坐標與轉子磁極方向重合，稱為直軸（D_SM軸），與之垂直的縱坐標稱為交軸（Q_SM軸）；第二個坐標系為磁通坐標系，它的橫坐標與電機合成主磁通方向重合，稱為虛軸（D軸），與之 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.垂直的縱坐標稱為實軸（Q軸）。由于電樞反應，合成主磁通不在轉子磁極方向，兩者之間的角度為，它同時反映了同步電機負載的大小。因此，兩個坐標系之間以內部相差角在空間以同步轉速旋轉，內部相差角可以通過磁通模擬器計算電流反饋值獲得。D軸也稱為磁通軸，它表示由定子電流磁化分量和轉子勵磁電流共同產生的合成主磁通的空間位置，Q

45、軸也稱為轉矩軸，它表示由定子電流產生的轉矩分量的空間位置。由于D、Q軸相互垂直，位于兩軸上的物理量完全解耦，因此可以模仿直流電動機的控制方法分別對合成主磁通和定子電流轉矩分量加以控制，在基速以下維持主磁通恒定，進行恒轉矩調速；在基速以上弱磁，進行恒功率調速。定子電流空間矢量設定值I1_R在兩個坐標系的各分量及相互關系如下： 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.-ID_R_SM= -ID_R*cos()+IQ_R*sin()IQ_R_SM= ID_R*sin()+IQ_R*cos()I1_R= sqrt(ID_R+IQ_R)= sqrt(ID_R_S

46、M+IQ_R_SM) 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.3.3 同步電動機控制裝置的故障分析同步電動機控制裝置的故障分析二燒1#燒結機主抽風機同步電動機空載運行定子電流過大現象：二燒1#燒結機主抽風機同步電動機在2004年中修期間，同時更換了同步電動機勵磁裝置。勵磁裝置做空投實驗時勵磁電壓、勵磁電流等參數均正常，將勵磁裝置上的功率因數調節選擇到自動調節，啟動同步電動機，當勵磁投勵后，勵磁裝置上(1) 的功率因數顯示為1，但定子電流已達到額定值。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.分析：同步電動機運行

47、時的定子電流和勵磁電流軌跡與功率因數的關系如圖所示。當同步電動機空載運行時定子電流達到額定值，實際檢測勵磁電流也超過額定值，說明實際的功率因數已不為1。手動將勵磁電流調下來，同步電動機的定子電流值也隨即下降。說明功率因數檢測回路接線有錯誤。處理：將功率因數檢測回路恢復正確接線，故障消除。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.(2) 新區熱軋新區熱軋R2機架上輥功率柜爆快熔機架上輥功率柜爆快熔現象：新區熱軋R2軋機的同步電動機由TM-70變頻裝置驅動，在軋制過程中，上輥勵磁柜爆快熔并有一只晶閘管損壞，更換元件后，空載運行正常，咬鋼后整流器直流輸出過電

48、壓，故障復位后再次咬鋼時，逆變柜爆快熔并損壞多只IEGT功率組件。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.分析：整流器直流輸出過電壓的主要原因是電機制動時的能量沒有及時消耗在制動電阻上或沒有及時回饋到電網；逆變柜爆快熔并損壞多只IEGT功率組件，說明逆變柜的輸出電流發生劇烈波動，電流環失控；從同步電動機矢量控制的原理可知，當勵磁電流發生波動時，為維持同步電動機的合成磁勢，定子電流將快速調整。用示波器查看勵磁電流波形，發現缺兩個波頭，進一步檢查，+C相脈沖丟失，原因是逆變控制系統的觸發控制板損壞。處理：更換觸發控制板ARND-3677A，更換快熔、IE

49、GT功率組件及電容器。裝置回復正常。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.復習1.晶閘管的導通條件是什么？答：(1)陽極與陰極之間施加正向電壓；(2)控制極與陰極之間施加觸發電壓；(3)負載電流要大于或等于晶閘管的維持電流；以上條件缺一不可。2.晶閘管二端并接阻容吸收電路可起哪些保護作用?答：(1)吸收尖峰過電壓；(2)限制加在晶閘管上的du/dt值；(3)晶閘管串聯應用時起動態均壓作用。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.實現有源逆變的條件是什么？答：實現有源逆變須同時具備下述兩個條件：(1)變流電

50、路直流側必須外接與直流電流Id同方向的直流電源Ed,其值要略在于Ud，才能提供逆變能量；(2)變流電路必須工作在90（即90）區域，使Ud0,才能把直流功率逆變成為交流功率。4.速度調節器的作用是什么？答：速度調節器的作用是將速度給定與速度反饋的偏差信號進行PI運算后，其輸出作為電流調節器的給定，用來調節直流電動機的轉速。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.5.矢量控制的基本原理是什么？答：矢量控制也稱磁場定向控制。它的基本原理是通過測量和控制交流電動機定子電流矢量，根據磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電

51、動機轉矩的目的。具體是將交流電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和產生轉矩的電流分量(轉矩電流)分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD.控制柜的點檢與維護控制柜的點檢與維護 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 隨著現代化大生產的進行，在生產車間內分布著大量的隨著現代化大生產的進行，在生產車間內分布著大量的控制柜，包括：繼電柜、儀表柜、低壓配電柜、控制柜，包括：繼電柜、儀表柜、低壓配電

52、柜、MCC柜、端柜、端子分配箱。按照控制功能，各類電氣控制柜一般布置在以下子分配箱。按照控制功能，各類電氣控制柜一般布置在以下房所：房所： 主電室：低壓配電柜、主電室：低壓配電柜、PLC柜、主傳動柜等。柜、主傳動柜等。 電磁站：低壓配電柜、電磁站：低壓配電柜、MCC柜、繼電柜、輔助傳動柜等。柜、繼電柜、輔助傳動柜等。 操作室：操作臺、儀表柜等。操作室：操作臺、儀表柜等。 生產現場：端子分配箱、電源分配箱。生產現場：端子分配箱、電源分配箱。 馬鞍山鋼鐵股份有限公司MAANSHANIRON&STEELCO.,LTD. 對各類電氣控制柜進行日常的點檢與維護，其目的是對各類電氣控制柜進行日常的點檢