6ES7222-1HF22-0XA8货期较快

6ES7222-1HF22-0XA8货期较快

一般各型PLC均设计成长期不间断的工作制。但是，偶然有的地方也需要对动作进行修改，迅速找到这个场所并修改它们是很重要的。修改发生在PLC以外的 动作需要许多时间。

查找故障的设备

SR PLC的指示灯及机内设备，有益于对PLC整个控制系统查找故障。编程器是主要的诊断工具，他能方便地插到PLC上面。在编程器上可以观察整个控制系统的状态，当您去查找PLC为核心的控制系统的故障时，作为一个习惯，您应带一个编程器。

基本的查找故障顺序

提出下列问题，并根据发现的合理动作逐个否定。一步一步地更换SR中的各种模块,直到故障全部排除。所有主要的修正动作能通过更换模块来完成。 除了一把螺丝和一个万用电表外，并不需要特殊的工具，不需要示波器，高级精密电压表或特殊的测试程序。

1、PWR（电源）灯亮否？如果不亮，在采用交流电源的框架的电压输入端（98-162VAC或195-252VAC）检查电源电压；对于需要直流电压的框架， 测量+24VDC和0VDC端之间的直流电压，如果不是合适的AC或DC电源，则问题发生在SR PLC之外。如AC或DC电源电压正常，但PWR灯不亮，检查保险丝， 如必要的话，就更换CPU框架。

2、PWR（电源）灯亮否？如果亮，检查显示出错的代码，对照出错代码表的代码定义，做相应的修正。

3、RUN（运行）灯亮否？如果不亮，检查编程器是不是处于PRG或LOAD位置，或者是不是程序出错。如RUN灯不亮，而编程器并没插上，或者编程器处于RUN方式 且没有显示出错的代码，则需要更换CPU模块。

4、BATT（电池）灯亮否？如果亮，则需要更换锂电池。由于BATT灯只是报警信号，即使电池电压过低，程序也可能尚没改变。更换电池以后， 检查程序或让PLC试运行。如果程序已有错，在完成系统编程初始化后，将录在磁带上的程序重新装入PLC。

5、在多框架系统中,如果CPU是工作的,可用RUN`继电器来检查其它几个电源的工作。如果RUN继电器未闭合(高阻态),按上面讲的第一步检查AC或DC电源如AC 或DC电源正常而继电器是断开的,则需要更换框架。

一般查找故障步骤

其他步骤于用户的逻辑知识有关。下面的一些步骤，实际上只是较普通的，对于您遇到的特定的应用问题，尚修改或调整。查找故障的较好工具就是 您的感觉和经验。首先，插上编程器，并将开关打到RUN位置，然后按下列步骤进行。

1、如果PLC停止在某些输出被激励的地方，一般是处于中间状态，则查找引起下一步操作发生的信号（输入，定时器，线川，鼓轮控制器等）。 编程器会显示那个信号的ON/OFF状态。

2、如果输入信号，将编程器显示的状态与输入模块的LED指示作比较，结果不一致，则更换输入模块。入发现在扩展框架上有多个模块要更换， 那么，在您更换模块之前，应先检查I/O扩展电缆和它的连接情况。

3、如果输入状态与输入模块的LED指示指示一致，就要比较一下发光二极管与输入装置（按钮、限位开关等）的状态。入二者不同，测量一下输入 模块，如发现有问题，需要更换I/O装置，现场接线或电源；否则，要更换输入模块。

4、如信号是线川，没有输出或输出与线川的状态不同，就得用编程器检查输出的驱动逻辑，并检查程序清单。检查应按从有到左进行， 找出**个不接通的触点，如没有通的那个是输入，就按*二和第三步检查该输入点，如是线川，就按第四步和第五步检查。要确认使主控继电器步影响逻辑操作。

5、如果信号是定时器，而且停在小于999.9的非零值上，则要更换CPU模块。

6、如果该信号控制一个计数器，首先检查控制复位的逻辑，然后是计数器信号。按上述2到5部进行。

组件的更换，下面是更换SR-211PC系统的步骤

一、更换框架

1、切断AC电源 ；如装有编程器，拔掉编程器 。

2、从框架右端的接线端板上，拔下塑料盖板，拆去电源接线。

3、拔掉所有的I/O模块。如果原先在安装时有多个工作回路的话，不要搞乱IU/O的接线，并记下每个模块在框架中的位置，以便重新插上时不至于搞错。

4、如果CPU框架，拔除CPU组件和填充模块。将它放在安全的地方，以便以后重新安装。

5、卸去底部的二个固定框架的螺丝，松开上部二个螺丝，但不用拆掉。

6、将框架向上推移一下，然后把框架向下拉出来放在旁边。

7、将新的框架 从**部螺丝上套进去，

8、装上底部螺丝，将四个螺丝都拧紧。

9、插入I/O模块，注意位置要与拆下时一致。

如果模块插错位置，将会引起控制系统危险的或错误的操作，但不会损坏模块。 

10、插入卸下的CPU和填充模块。

11、在框架右边的接线端上重新接好电源接线，再盖上电源接线端的塑料盖。

12、检查一下电源接线是否正确，然后再通上电源。仔细地检查整个控制系统的工作，确保所有的I/O模块位置正确，程序没有变化。

二、CPU模块的更换

1、切断电源，如插有编程器的话，把编程器拔掉。

2、向中间挤压CPU模块面板的上下紧固扣，使它们脱出卡口。

3、把模快从槽中垂直拔出。

4、如果CPU上装着EPROM存储器，把EPROM拔下，装在新的CPU上。

5、首先将印刷线路板对准底部导槽。将新的CPU模块插入底部导槽。

6、轻微的晃动CPU模块，使CPU模块对准**部导槽。

7、把CPU模块插进框架，直到二个弹性锁扣扣进卡口。

8、重新插上编程器，并通电。

9、在对系统编程初始化后，把录在磁带上的程序重新装入。检查一下整个系统的操作。

三、I/O模块的更换

1、切断框架和I/O系统的电源。

2、卸下I/O模块接线端上塑料盖。拆下有故障模块的现场接线。

3、拆去I/O接线端的现场接线或卸下可拆卸式接线插座，这要视模块的类型而定。给每根线贴上标签或记下安装连线的标记，以便于将来重新连接。

4、向中间挤压I/O模块的上下弹性锁扣，使它们脱出卡口。

5、垂直向上拔出I/O模块。

随着可编程逻辑控制器(plc)应用领域的不断拓广，常规的开关量逻辑控制以外，在许多应用场合需要用plc对模拟量调节装置进行控制。为适应这一需要，plc制造商推出了plc模拟量接口模块，用户可以按要求进行选配。但总体上讲，这些功能模块的价格都比较贵，对一些简约的plc控制系统而言，成本的增加有时侯难以承受。

数字电位器(dcp)是一种采用数字信号控制中间抽头阻值变化的电位器，具有可编程、可靠性高、体积小等优点。数字电位器的输入是串行数字量，输出是变化的电阻值，如在电位器的两固定端接上稳定的电压，滑动端的输出将是按一定幅度变化的电压信号，从这个角度上讲，dcp又是一种特殊的串行d/a转换器。本文利用数字电位器x9511，设计了一个用于fx1n小型plc的模拟量输出接口，实现了对变频器运行频率的连续调节。

    2  数字电位器x9511简介

2.1 内部结构

x9511是一种低功耗、按键式32抽头的数字电位器，内部结构如图1所示，由控制电路、升／降计数器、译码器、eeprom、传输门阵列和电阻阵列等几大部分组成。电阻阵列由31个相同的电阻串联而成，形成32个节点，每个节点接有一个fet电子开关，开关的另一端连在一起构成滑动端(vw)。为加计数输入端，为减计数输入端。计数器对输入串行脉冲进行加减计数器，经译码器输出控制传输门阵列进行32选1的操作，使滑动端的位置沿电阻阵列移动。当计数器计数到较大值“31”时，输入失效，计数到较小值“0”时，输入失效，避免循环计数，保证电位器调到较大位置时不会跳到零位或调到零位时跳到较大位置。图2为x9511的外形封装与引脚定义。

2.2 两种特殊功能

x9511数字电位器还具有以下两种特殊的功能：

(1)单次和连续计数。  

    和输入端均有去抖动电路，当输入脉冲宽度小于40ms时，计数器将其视为干扰信号不进行计数，防止误触发。当输入负脉冲宽度小于250ms时为单次计数方式，即一个脉冲计数器就加1(或减1)；当脉冲宽度大于250ms时为连续计数方式：在1秒钟以内以250ms的速率低速连续计数，大于1秒后则以50ms的速速递增或递减，直到滑动端滑到较高或较低抽头位置。

(2)自动/手动存储。芯片掉电时，如检测自动贮存使能端为低电平，便自动将计数器的值(滑动端的位置)贮存到eeprom存贮器中，并在下次上电时自动将eeprom中的数据恢复到计数器中，掉电时若  为高电平则不执行自动贮存操作。x9511得电状态下，且  为高电平，执行一次拉低  电平后再恢复到高电平的操作，可完成一次对滑动端位置的手动存储。

    3  串行d／a转换接口设计及应用

图3给出了基于x9511的plc串行d／a转换电路，plc选用fx1s-20mr，控制对象为变频器，型号：fr-s520s-0.75k。plc的开关量输出y0、y1接x9511的  

  、，则电位器滑动端(vw)的位置依y0、y1的输出串行脉冲信号而变化，从而实现了plc数字量串行输出的模拟转换。这里，x9511的vh、vw、vl分别接变频器的频率设定电源端(端子10)、频率设定端(端子2)、频率设定公共端(端子5)，调节滑动端的位置即可改变变频器的设定频率。

用数字电位器构建d/a转换接口，简单实用，但也有几个问题在设计过程中需要注意：

4.1 分辨率  

分辨率是d/a转换单元的重要技术指标。数字电位器用作d/a电压转换器件时，分辨率是施加在电位器两固定端的电压除以其电阻阵列的电阻数。本例中vh与vl间电压为5v，电阻阵列的电阻数为31，则d/a转换的电压分辨率为5/31v。从上面的分析可知，x9511的d/a转换分辨率仅相当于5位d/a转换器，分辨率较低，只适合应用在调节精度要求不高的场合。要提d/a转换分辨率，必须选用抽头数更高的数字电位器。目前已有256、1024抽头的产品。

 4.2 自动存储功能的选择  

在工业控制系统中，机械式电位器是一个常用的电子器件，常用作模拟量调节。但在实际应用中也一直有个无法解决的难题，即设备开机时若电位器不在零位就会产生一定的冲击，甚至引发事故。数字电位器分易失性和非易失性两种，区别在于芯片是否能在掉电时自动保存滑动端的位置并在下次上电时自动恢复存储数据。采用数字电位器作d/a转换单元时，选用易失性数字电位器或将数字电位器设定为非自动存储状态，可有效避免冲击性启动。

4.3 端点电压

端点电压就是加在数字电位器两固定端的电压。数字电位器与传统的d/a转换器不同，其输出量不是电流或电压，而是电阻变化值。数字电位器作d/a电压转换器，变化的是滑动端的分压值。因此，端点电压性能的好坏直接影响d/a转换的输出，在设计时应予以考虑，尽量利用已有的基准电压源。本例中的端点电压取变频器的频率设定用电源。

4.4 抗干扰能力  

数字电位器的输入是串行脉冲数字信号，输出是模拟信号，相对而言输入端的抗干扰能力更强。使用时将d/a转换单元就近连接或直接安装在被控模拟调节装置上，缩短模拟信号的传输距离，可有效提高转换电路的抗干扰能力。

    5  结束语

数字电位器是为了克服传统机械式电位器滑动片磨损、数字接口性能差等不足而推出的一种新型电子器件，目前多应用于智能仪器仪表、消费类电子产品等领域。本文利用数字电位器x9511设计的plc模拟量输出接口，实现了plc数字信号的模拟转换。选择非自动存储状态使d/a转换单元具有上电输出自动回零的功能，有效解决了传统机械式电位器设定的启动冲击问题。另外，结合器件特点而采取的抗干扰措施提高了接口电路的可靠性。实际应用表明这种方案不但价廉，而且还简单实用，可靠性高。

伺服系统在机电设备中具有重要的地位，高性能的伺服系统可以提供灵活、方便、准确、快速的驱动。随着技术的进步和整个工业的不断发展，拖动系统的发展趋势是用交流伺服驱动取代传统的液压、直流、步进和AC变频调速驱动，以便使系统性能达到一个全新的水平，包括更短的周期、更高的生产率、更好的可靠性和更长的寿命。

      一、伺服系统的发展过程

      伺服系统的发展经历了由液压到电气的过程。电气伺服系统根据所驱动的电机类型分为直流（DC）和交流（AC）伺服系统。20世纪50年代，无刷电机和直流电机实现了产品化，并在计算机外围设备和机械设备上获得了广泛的应用，20世纪70年代则是直流伺服电机的应用较广泛的时代。但直流伺服电机存在机械结构复杂、维护工作量大等缺点，在运行过程中转子发热，影响了与其连接的其他机械设备的精度，难以应用到高速及大容量的场合，机械换向器则成为直流伺服驱动技术发展的瓶颈。

      从20世纪70年代后期到80年代初期，随着微处理器技术、大功性能半导体功率器件技术和电机永磁材料制造工艺的发展及其性能价格比的日益提高，交流伺服技术——交流伺服电机和交流伺服控制系统逐渐成为主导产品。交流伺服电机克服了直流伺服电机存在的电刷、换向器等机械部件所带来的各种缺点，特别是交流伺服电机的过负荷特性和低惯性体现出交流伺服系统的优越性。

      交流伺服系统按其采用的驱动电动机的类型来分，主要有两大类：永磁同步（SM型）电动机交流伺服系统和感应式异步（IM型）电动机交流伺服系统。其中，永磁同步电动机交流伺服系统在技术上已趋于完全成熟，具备了十分优良的低速性能，并可实现弱磁高速控制，拓宽了系统的调速范围，适应了高性能伺服驱动的要求。随着永磁材料性能的大幅度提高和价格的降低，其在工业生产自动化领域中的应用将越来越广泛，目前已成为交流伺服系统的主流。感应式异步电动机交流伺服系统由于感应式异步电动机结构坚固，制造容易，价格低廉，因而具有很好的发展前景，代表了将来伺服技术的方向。但由于该系统采用矢量变换控制，相对永磁同步电动机伺服系统来说控制比较复杂，而且电机低速运行时还存在着效率低、发热严重等有待克服的技术问题，目前并未得到普遍应用。

      系统的执行元件一般为普通三相鼠笼型异步电动机，功率变换器件通常采用智能功率模块IPM。为进一步提高系统的动态和静态性能，可采用位置和速度闭环控制。三相交流电流的跟随控制能有效提高逆变器的电流响应速度，并且能限制暂态电流，从而有利于IPM的安全工作。速度和位置环可使用单片机控制，以使控制策略获得更高的控制性能。电流调节器若为比例形式，三个交流电流环都用足够大的比例调节器进行控制，其比例系数应该在保证系统不产生振荡的前提下尽量选大些，使被控异步电动机三相交流电流的幅值、相位和频率紧随给定值快速变化，从而实现电压型逆变器的快速电流控制。电流用比例调节，具有结构简单、电流跟随性能好以及限制电动机起制动电流快速可靠等诸多优点。

      从伺服驱动产品当前的应用来看，直流伺服产品正逐渐减少，交流伺服产品则日渐增加，市场占有率逐步扩大。在实际应用中，精度更高、速度更快、使用更方便的交流伺服产品已经成为工厂自动化等各个领域中的主品。

      二、伺服驱动产品概况

      由于伺服驱动产品在工业生产中的应用十分广泛，市场上的相关产品种类很多，从普通电机、变频电机、伺服电机、变频器、伺服控制到运动控制器、单轴控制器、多轴控制器、可编程控制器、上位控制单元乃至车间和厂级监控工作站等一应俱全。

      （一）伺服电机

      随着永磁材料制造工艺的不断完善，新一代的伺服电机大都采用了较新的Nd2Fe14b1（铷铁硼）材料，该材料的剩余磁密、矫顽力和较大磁能积均好于其他永磁材料，再加上合理的磁较、磁路及电机结构设计，大大地提高了电机的性能，同时又缩小了电机的外形尺寸。新一代的伺服电机大都采用了新型的位置编码器，这种位置编码器的信号线数量从9根减少到5根，并支持增量型和**值型两种类型，通信速率达4M/s，通信周期为62.5μs，数据长度为12位，编码器分辨率为20bit/rev，即每转生成100万个脉冲，较高转速达6000r/min，编码器电源电流仅为16μA。伺服电机按照容量可以分为**小型（MINI型）、小容量型、中容量型和大容量型。**小容量型的功率范围为10W到20W，小容量型的功率范围为30W～750W，中容量型的功率范围为300W～15KW，大容量型的功率范围为22KW～55KW。伺服电机的供电电压范围从100V～400V（单三相）。

      （二）伺服控制单元

      传统的模拟控制虽然具有连续性好、响应速度快及的优点，但也有难以克服的缺点，如系统调试困难，容易受到环境温度变化的影响而产生漂移，难以实现柔性化设计，缺乏实现复杂计算的能力，无法实现现代化控制理论指导下的控制算法等。所以现代伺服控制均采用全数字化结构，伺服控制系统的主要理论也采用了现代矢量控制思想，它实现了电流向量的幅值控制和相位控制。为了提高产品的性能，新一代的伺服控制器采用了多种新技术、新工艺，主要体现在以下几个方面：

      1．在电流环路中采用了d-q轴变换电流单元，在新的控制方式中，主CPU的运算量得以减少，通过硬件来进行电流环控制 ，即将控制算法固化在LSI专用硬件环路中。通过采用高速的d-q轴变换电流单元，使电流环的转矩控制精度有了进一步的提高，实现了在稳态运行及瞬态运行时均能保持良好的性能。

      2．采用了脉冲编码器倍增功能，新的控制算法使位置控制的整定时间缩短为原来的三分之一。

      3．速度控制环采用速度实时控制算法，是电机的低速性能得到进一步提高，速度波动和转矩波动降到较低。采用在线自动锁定功能，使伺服系统的调试时间缩短，操作更加简化。

      4．采用主回路与控制回路进行电气隔离的结构，使操作及故障检测更加方便安全，供电电源电压从100V扩展到400V（单相/三相）。

      5．伺服控制一般均采用从电机轴端的位置编码器采集位置信号进行反馈，在受控执行机械部分没有反馈采样信号，即半闭环的控制方式。目前的新产品则采用全闭环的控制方式，使机械加工误差、齿轮间隙、结构受力弹性变形等误差所造成的影响在伺服控制器中通过计算完成修正。

      6．用RICS（精简指令计算机系统）技术，使CPU的数据处理能力由8位、16位提高到32位，微处理器的主频提高到百兆以上。

      （三）上位控制

      随着工业机械化设备对高速化、高精度化和小型化以及多品种小批量化、高可靠性、免维护性能要求的提高，上位机控制群得以广泛应用。从上层的可编程控制器（PLC）、运动控制器、机床CNC控制器，可一直连到底层的通用输入/输出（I/O）控制单元和视觉传感系统。编程语言有梯形图、NC语言、SFC语言、运动控制语言等，均可按照用户要求灵活配置。系统可控制轴数从单轴到可支持多达44轴，控制器可以连接从模拟信号到网络信号的各种信号类型，可广泛应用于半导体制造设备、加工机械、搬运机械、卷扬机械等，具有很高的性能价格比。

      三、伺服系统的发展趋势

      从的讨论可以看出，数字化交流伺服系统的应用越来越广，用户对伺服驱动技术的要求也越来越高。总的来说，伺服系统的发展趋势可以概括为以下几个方面：

      （一）交流化

      伺服技术将继续迅速地由DC伺服系统转向AC伺服系统。从目前国际市场的情况看，几乎所有的新产品都是AC伺服系统。在工业发达的国家，AC伺服电机的市场占有率已**过80%，在国内生产AC伺服电机的厂家也越来越多，正在逐步**过生产DC伺服电机的厂家。可以预见，不久的将来，除了在某些微型电机领域之外，AC伺服电机将完全取代DC伺服电机。

      （二）全数字化

采用新型高速微处理器和专用数字信号处理机（DSP）的伺服控制单元将全面取代模拟电子器件为主的伺服控制单元，从而实现完全数字化的伺服系统。全数字化的实现，将原有的硬件伺服控制变成了软件伺服控制，从而使在伺服系统中应用现代控制理论的先进方法成为可能。

      （三）高度集成化

新的伺服系统产品改变了将伺服系统划分为速度伺服单元与位置伺服单元两个模块的做法，代之以单一的、高度集成化、多功能的控制单元。同一个控制单元，只要通过软件设置系统参数，就可以改变其性能，既可以使用电机本身配置的传感器构成半闭环调节系统，又可以通过接口与外部的位置或速度或力矩传感器构成高精度的全闭环调节系统。

      （四）智能化

      智能化是当**切工业控制设备的流行趋势，伺服驱动系统作为一种高级的工业控制装置当然也不例外。较新数字化的伺服控制单元通常都设计为智能型产品，他们的智能化特点表现在以下几个方面：

      1）具有参数记忆功能。系统的所有参数都可以通过人机对话的方式由软件来设置，保存在伺服单元内部，通过通信接口，这些参数甚至可以在运行途中由上位计算机加以修改；

      2）具有故障自诊断与分析功能。无论什么时候，只要系统出现故障，就会将故障的类型以及可能引起故障的原因通过用户面板清楚地显示出来，这就简化了维修与调试的复杂性；（3）具有参数自整定的功能。众所周知，闭环调节系统的参数整定是保证系统性能指标的重要环节，带有自整定功能的伺服单元可以通过几次试运行自动将系统的参数整定出来，并自动实现其较优化。

      （五）模块化和网络化 

      在国外，以工业局域网技术为基础的工厂自动化（Factory Automation简称FA）工程技术在较近十年来得到了长足的发展，并显示出良好的发展势头。为适应这一发展趋势，较新的伺服系统都配置了标准的串行通信接口（如RS—232C接口等）和专用的局域网接口。这些接口的设置，显著增强了伺服单元与其它控制设备的互联能力，从而与CNC系统间的连接也因此变得十分简单，只需要一根电缆或光缆，就可以将数台，甚至数十台伺服单元与上位计算机连接成为整个数控系统。

      综上所述，伺服系统将向两个方向发展：一个是满足一般工业应用的要求，对性能指标要求不是很高的应用场合，追求、少维护、使用简单等特点的驱动产品，如变频电机、变频器等；另一个就是代表着伺服系统发展水平的主导产品——伺服电机、伺服控制器，追求高性能、高速度、数字化、智能化、网络化的驱动控制，以满足用户较高的要求