西门子6ES7223-1BF22-0XA8技据

西门子6ES7223-1BF22-0XA8技据

PLC的日常保养
         1、日常准备工作：要的熟悉工艺流程，其次是对PLC各种模块的说明资料的熟悉，再次现场布局的了解，后确保自已的各种检测工具要完好无误。
         2、日常点检工作：定期进行CPU的电池的电压检测，正常常情况下为3V，定期对构成PLC系统的相关设备的点检和维护，如UPS定期维护，利用停机时机，对PLC各控制柜进行人工除尘、降温，PLC程序的定期人工备份和电池备份及各相关坏器件的换等工作。
PLC的故障维修步骤
1.总法则：
      对于PLC系统的故障检测法：一摸、二看、三闻、四听、五按迹寻踪法、六替换法。
      一摸，查CPU的温度高不高，CPU正常运行温度不过60℃，因手能接受的温度为人体温度37～38℃，手感为宜;二看，看各板上的各模块指示灯是否正常;三闻，闻有没有异味，电子元件或线缆有无烧毁;四听，听有无异动，镙丝钉松动、继电器正常工作与否，听现场工作人员的反映情况;五出现故障根据图纸和工艺流程来寻找故障所在地;六对不确定的部位进行部件替换法来确定故障。
2.具体步骤：
       当PLC的软件不正常时，主要看CPU的RUN状态是否正常，不正常则进行CPU后重新下载控制程序。
       当PLC硬件不正常时则要按以下顺序进行检查工作：
       1、查看PLC电源是否有电：有电则测量电压是否在+24V的±5%范围之内，有电且正常，则进行下一步;有电不正常则进行电源模块的输出端与输入端进行，若输出端不正常而输入端正常，则换模块;若输入端不正常，则进行输入端的逆流法则进行相应检查，如进行24V交直流变压器的输入电压端的交流电压220V的±10%检查，正常，则换直流24V变压器。无电则按迹寻踪，借助原理图+现场布置总图+接线图纸，检查给电源模块供电的各种电器器件的输出端的接线是否正确，不正确，重新接线;正确用万用表则检查空气开关的进线端与出线端有无正常供电，无正常供电，查明是外界还是自身原因，若为外界则是电压不足还是根本无电压，或负载过重，又或严重过流等等的分析，一直到将事故排除正常供电为止;若为本身器件坏则换之。
     2、了解过CPU工作模式及级：有S**、HOLDUP、STARTUP（WARMRESTART、COLDRESTART）;低级有：RUN、RUN-P（PG/PC的在线读写程序）。查看CPU是在RUN模式，或是在S**模式，又或是RUN模式的闪烁状态和S**模式兼有的保持模式或叫调试模式。如果仅是RUN模式则CPU和各板为正常进行3步。如果是保持模式出现，可能是运行过程中用户程序出现断点而处于调试程序状态，或在启动模式下断点出现，对此情况重新调试好程序，再次将控制程序下载到CPU中方可。
     如果是S**模式，目测引起S**的原因分析：A、无电，分析无电原因，是因为供电部门出问题，还是异常掉电（因有有1K3AH的UPS**很少发生异常掉情况），通常情况下为检修拉电了，待检修结束后进行人工送电。再利用PLC的在线功能将CPU的工作模式从S**转换为RUN;B、CPU坏，换新的好的同种类型同版本的CPU;C、有板子坏了，有序进行板子的换。对于硬件换时要注意使用与原来的器件相同的产品同型号、同版本来进行，否则会造成实际的PLC配置与相应编程软件中硬件配置数据库中硬件配置不同而无法进行用户控制程序的正常循环执行。
     3、进行各个主板和扩展板上的通迅电缆检查和各模块各LED灯的检察，看是否有坏模块出现fault灯亮，若有则该模块不正常。对于数字量输出模块上各点其实与现实生活上的电灯开关是一样的功能且为常开点，所以在线检修该模块的任一点时，只要在无接线时且该在控制程序不给输出信号时来其通不通就可以了，若通，则该点不正常，不通则正常;不正常时要进行硬件连接线的另选点重接工作;另外我们也可以用新模块进行换后，对替换下来的模块的点进行测量通断状态，通，则该点坏，不通该点为好。对于数字量输入模块的点当于导通的线圈，为常闭状态，它可以在线或下线检测，用表检测若是坏点的话则是不通的状态，则换点重接线;好点则为通状态。只要对硬件接线重新换点重接后均要用相应编程软件对控制软件进行0X或1X地址替换工作。对于模拟量输入模块是与数字量输入模块相同，每个通道都相当于一根导线形式，也就是说相当于常闭点，所以检测通道好坏的方法为用表的测通断功能来检测，当通状态时为好，断状态时为坏通道;模拟量输出模块的方法与数字量输出模块相同。若坏通道则对硬件接线需要换通道与并同时替换控制程序中的相应3X或4X地址;另外对于模拟量模块则要进行量程块的选择的检查，保险丝是否断开的检查等工作。软件配置是否正常，一般为电压1～5V或电流4～20mA，这根据所用的传感器与智能转换器类型来选择。进行过硬件点或通道换工作后条件允许的话均要S**
         PLC的CPU，再重新下载程序，若条件不允许则直接用新变化来下载变化的程序而不停CPU。对于不用的输入模块的好通道/好点与后一个已用的一好通道/好点进行串联或在软件中进行特别设置。
       4、对大量输出模块的板子上的电源模块在正常生产状态时是不能断电的，因为此时断电的话，将使继电器柜中的常开继电器变为常开状态，容易发生错误，因此要对此类的输出模块，要与现场操作人员进行联系，进行该部分相关设备进行手动操作后，再撤去数字量输出模块的供电线后对模块测点工作。
        5、各类开关类的检测工作：如继电器、接近开关、空气开关等器件的检测工作，是根据开关的类型是常闭型还是常开型来区分，用表来检测其通与不通的状态，其状态与好器件状态相反，则该器件坏了，换之。对于电路大部情况利用常开型，它们是用来人工控制或自动控制电流的接通与断开的;对于常闭型主要用在保护电路中。借此可以知道开关类和保护类器件的正常状态为如何而正常识别器件的好坏。

  一、抽油机使用变频驱动的节能原理

    ，需要明确抽油机的负载特性：恒速运行；由于有配重，因此是变转矩、变功率负载。目前国内油田普遍采用的传统式抽油机系统存在如下特性：运行时间长、“大马拉小车”、效率低下、耗能大、冲程和冲次调节不方便，因此抽油机有必要使用变频器以实现节能、增产的目的。    

    任何平衡良好的抽油机都有发电状态，但是如果变频器运行时，仍采用恒速度运行方式，并保持工频时的抽油次数，即变频器一直输出50Hz的工频频率，并继续保持抽油机在一个冲程中有两次发电状态，将导致变频器因直流桥电压升高出现过电压故障，很明显的，这是不可行的。    

    如果允许变频器变速运行的同时保持原抽油次数，发电状态下变频器输出频率增加，将直流桥电压保持在一定范围内，此时变频器不会过压。为保持恒定的抽油次数，在电动状态下，变频器的运行速度将降低，即其输出频率减小，在转矩不变的情况下，从电网吸收的能量亦将减少；在发电运行状态下，变频器再从电网吸收能量，并有部分能量存储在其直流电容中，这部分能量将用于电动状态下的供能，因此，抽油机从电网吸收的能量将进一步减少。    

    二、传统抽油机变频改造的难点

    随着生产对抽油机产量和节能要求的不断提高，国内对抽油机变频节能改造做了大量的试验，但都不太成功，主要原因是：

    1.游梁式抽油机在一个工作循环中，有两次发电状态运行，如果此时不采取任何有效的措施，将造成变频器过压故障。传统的解决方法是采用四象限、带反馈的变频器，或普通变频器带能耗制动或降频使用或在直流桥上并大容量储能电容。使用四象限、带反馈的变频器将增加系统的造价，延长油田收回成本的时间；使用普通变频器带能耗制动时，不同的油井将选用不同的制动电阻，并且随着油层的变化，制动电阻的大小也将随之变化，否则仍然会产生过压故障，这将大大降低节能的效果；普通变频器降频使用时，很难提高抽油的效率；在变频器的直流桥上并联大电容时，也需要随着油层的变化，改变并联电容的容量，否则仍会造成过压；    

    2.游梁式抽油机的起动需要较大的起动转矩，如果变频器的参数设置不当，将造成过流或不能起动的现象；    

    3.以往的设计方案很少考虑油井的油面、油浓度的变化等情况，在提高产量等方面，并不具备**的效果。    

    三、VACON抽油机变频节能驱动解决方案

    VACON抽油机变频节能驱动解决方案主要基于VACON变频器的BeamPump应用宏软件包。该应用宏由VACON标准应用宏经过简单修改而成，是根据油田实际情况，以及梁式抽油机的机械结构，专门开发的新型智能化电气油田抽油机控制方式，它能自主判断抽油机运行的上下冲程，根据油井的实际情况，实时调节上下冲程的速度，从而在实际抽油时，不改每分钟的抽油次数，但增加每次抽油时的采油量，提高抽油机的产量。    

    Vacon变频节能方案通过调整变频器内部的频率参考值，**抽油时间（SPM）恒定。所有的参考指令都将折算为每分钟的抽油次数。控制的原理是：对正常工作给出合适的电流限制，在电动状态下，电机实际速度参考值；在发电状态下，允许电机速度参考值，从而保持平均的恒定抽油时间。当使用平衡负载应用时对上下冲程使用两种不同的参考频率值。该方案的优点在于：    

    1.节能，增产

    控制器内*的制动电阻，当抽油机处于发电运行状态时，变频器自动提高电机的运行速度，并储存发电运行产生的能量，与传统设计方案相比，减少了不必要的能量损失。    

    2.运行，性能

    驱动控制任何PLC，而是基于变频器的控制程序实现，并且具有工频和变频操作方式，这两种操作方式互锁，并相互立，变频器具有宽广的输入电压范围，因此使系统的运行，性能加。    

    3.人机界面友好，安装方便，操作简单

    变频器的显示面板可以直接显示变频器的输出电压，输出电流，输出频率，电机运行消耗的能量，运行时间，抽油次数等。变频器的运行参考值可直接设置抽油机的抽油次数，从而改善了传统的通过设置电机运行频率进行控制的操作方式。

    上述方案适用于目前常见的游梁平衡式、曲柄平衡式和复合平衡式三种传统的抽油机。实际应用中，当输入的抽油机参数后，控制器将对抽油机进行静态建模，并根据抽油机的实际运行情况，实时修改抽油机的数学模型，以达到增产节能的目的。

   我国折页机制造业从20世纪50年代发展至今，了的成就，50～70年代，我国主要生产式折页机，代表产品有ZY615对开式折页机和ZY1010全开式折页机，折页速度和折页质量不是很高；90年代初期，进入二次开发阶段；90年代中期，进入到自主开发时期；今天，折页机从初的式折页机发展到栅混合式、全栅栏式等类型，折页功能不断完善，平行折、交叉折、风琴折、单联折、32开双联折等，数不胜数，折页速度、折页质量不断提高，机械折页机速度发展到150m/min，电控折页机速度已经达180～300m/min。

    一、折页结构分析

    折页机从构造上可分为式折页机、栅栏式折页机和栅混合式折页机，因栅混合式折页机同时具备式折页机和栅栏式折页机的结构，故以此种机型为例介绍一下折页机的基本结构及性能。

    栅混合式折页机主要由输纸机构、栅栏折页机构、折折页机构、收纸机构和电气控制系统组成。

    1、输纸机构

    输纸机构主要分为平张纸堆输纸装置和连续式输纸装置两种。

    目前，平张纸堆输纸装置在我国应用为广泛。其自动升降平台式输纸机结构分为纸张分离系统（飞达），纸台升降系统和输纸过桥系统。飞达大多采用具有全自动跟踪功能的“TERMAT”纸张分离系统，并可根据印张的不同自动升降，速度在35000张/小时左右。纸台升降系统采用以减速电机提供电力，通过蜗轮蜗杆组合，带动给纸平台上下运动的结构，并且具有纸台上升快慢速、纸台上限开关检测、纸台下限位停等功能。印张运送采用电磁阀与吸轮配合结构。输纸过桥系统由输纸皮带和侧挡规板等组成，输纸皮带的运动方向，一个是与规矩边平行的运动方向，一个是与规矩边垂直向里的运动方向，使印张紧贴规矩边向前运动，从而达到定位的目的；各种折页机在输纸过桥部位均安装有双张检测开关和计数开关。这种结构的输纸方式对印张的适应范围广，输纸稳定，适应印张定量范围为40～200g/m2，且占地面积小，但缺点是印张折完后需停机重新加纸后再工作。

    连续式输纸装置又称为单张回转式给纸机构，这种机构配有鳞片式给纸飞达，上纸无须停机，提高了工作效率，纸张定量为40～180g/m2，但这种装置占地面积较大，调整费时，在我国印刷厂应用较少。

    2、栅栏折页机构

    栅栏折页机构是利用栅栏与相对运转的折页辊和转向挡板配合完成折页的机构，主要由折页辊和折页栅栏组成，并有手动无级变速装置（电控式和全栅栏式不用此装置，只有凸轮传动的机械带）。

    （1）折页辊

    折页辊是折页机的重要部件。无论是栅栏式折页机、式折页机，还是混合式折页机，折页辊都是的部件，且以混合式折页辊和螺旋纹折页辊为主。混合式折页辊，或称为组合式折页辊，由钢质辊芯和聚酯套环组成直纹折页辊，每节宽度因设计的不同而不同，折页辊的表面区域有30～50%的聚酯。螺旋纹折页辊由钢质螺旋纹辊芯和包覆在螺旋槽里的橡胶或聚酯条组成，无论是混合式折页辊，还是螺旋纹折页辊，其折页精度主要由折页辊精度控制。折页辊本身精度越高，其折页精度越高。印张由折页辊送出后，要经过输纸压轮部位，纸张在这里可进行打孔、分切与压痕。

    （2）折页栅栏

    折页栅栏也是折页机上的主要部件之一，其精度直接影响折页精度。折页辊传动齿轮、胶辊轴座、滚轴承是栅栏折页机构的主要部件。为**传动平稳，我国大多数折页机都采用斜齿轮进行传动。胶辊轴座的精度对折页精度的影响很大，胶辊轴座精度的高低可影响相邻两折页辊的平行度，从而影响折页精度。国内绝大多数的折页机制造厂家在折页辊两轴端采用轴承定位，轴承的特点是转动平稳，轴承的质量可直接影响折页精度，如果折页轴两端的轴承转动不平稳，必然会造成折页辊跳动，降低折页精度，大多数厂家均采用德国或日本产轴承。    （3）无级变速装置

    无级变速装置是机械折页机为调整印张幅面大小而专门配备的装置。此装置主要是调节折频率与折页辊速度之间的关系，以适应不同幅面印张。无级变速装置在折页机上的应用分两种形式：一种是将成套标准无级变速部件安装在机器上，另一种是自己加工零件然后装配到机器上。成套标准无级变速装置稳定性能和寿命相对差一些。据调查，使用3年以上的折页机，成套无级变速装置的维修率为1%，而加工装配的无级变速装置的维修率为20%～30%。

    3、折折页机构

    折折页机构是利用折将印张压入相对旋转的一对折页辊中间，再由折页辊送出，完成一次折页过程。折折页机构主要是由折和折页辊及折页辊盖板、规矩部件组成。折和折页辊为本结构主要部件，折刃口的直线度影响下部打孔精度，折页辊盖板与规矩的精度也直接或间接影响折处的折页精度。

    折折页机构的驱动方式分机械驱动和电子驱动两种。机械驱动通称机械，是利用凸轮转动带动导杆沿固定滑道上下做往复运动，带动折完成折页；电子由电气元件配合机械驱动折做上下往复运动完成折页。电子又分为电磁离合器控制和伺服电机控制两种。机械由于用凸轮驱动，机器运动时受冲击载荷，不适合高速折页，而且在速度稍高的状态下噪声也较大，，电子因不受冲击载荷的影响，适合高速折页，而且噪声也小，因伺服电机在各类性能方面均电磁离合器，所以安装伺服电机的电子折页机均电磁离合器控制的电子折页机。

    4、收纸机构

    收纸机采用可移动式收纸小车形式，收纸小车可根据折纸样式调整高低和角度，并具有立的无级调速功能，可根据折页速度进行调整。

    5、电气控制系统

    电气控制系统大多采用可编程控制器（PLC）对整机进行控制，PLC具有稳定性能好、寿命长、故障率低等优点；调速采用变频调速形式，调速稳定；折页机新机型操作面板上全部装有人机界面显示屏，方便参数的设置及查询，并具有故障点显示功能。

    二、折页机的应用及发展

    目前，折页技术正向两个方向发展：即单机全套自动化，联机在线处理自动化。我国市场上销售的主要有栅混合式折页机和全栅栏式折页机。

    栅混合式折页机在栅栏部位一般配备2～4块折页栅栏，可进行1～4次平行折页；折部位配备1～3把折，可进行三次垂直折页，三把折可分正反折页；有些机器还在把下面安装一块栅栏，以便进行32开双联折页。而全栅栏式折页机各种折页均由折页栅栏来完成，其组合样式很多，折法也较栅混合式折页机多。

    在现阶段，以书刊装订为主的小型印刷企业很多，由于资金有限，再加上书刊装订利润微薄，企业不愿意花“重金”或者没有足够的资金用于购买自动化程度高的折页机。而机械化栅混合式折页机正适应这一群体，它的优点是折页范围广泛，占地面积小，价格低廉，缺点是折页速度和精度相对较低，印张大小变化时调纸距比较繁琐。所以机械化栅混合式折页机在我国应用为广泛，栅混合式折页机在市场上占的比重约为80%～。全栅栏式折页机因其纸张适应范围略窄（我国目前印刷用纸张定量偏低，全栅栏式折页机印张适用范围为52～180g/m2，为70g/m2以上），对印张要求较高，再加上其占地面积大、价格高等，因此国内印刷厂少有问津。

    从产品质量和性能上看，现有的国产折页机与世界水平还有一定差距，面对我国印刷业高速、、一体化的发展，现有的国产折页机产品将满足不了市场的需求，我们应吸取的技术和制造经验，改进现有产品性能，相信在不久的将来，我国的折页机制造质量会处于世界行列。

 控制硬件选购目前市场上的PLC产品众多。国产有：永宏、和利时、凯迪恩等；国外有：日本的 OMRON、MITSUBISHI、松下；德国的SIEMENS，韩国的LG等。近几年，PLC产品的价格有较大的下降，其性价比越来越高，这是众多技术人员选用PLC的重要原因。但各的PLC在性能指标上都有着较大的差异。所以如何选购PLC产品成为了系统设计和系统功能要求的重要环节。
    1．系统规模应确定系统用 PLC单机控制，还是用PLC形成网络，由此计算PLC输入、输出点数，并且在选购PLC时要在实际需要点数的基础上留有一定余量(10%)。
    2．确定负载类型根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。
    3．存储容量与速度尽管国外各厂家的PLC产品大体相同，但也有一定的区别。目前还未发现各公司之间兼容的产品。各个公司的开发软件都不相同，而用户程序的存储容量和指令的执行速度是两个重要指标。一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高，但应该根据系统的大小合理选用PLC产品。
    4．编程器的选购 PLC编程可采用三种方式：
    一是用一般的手持编程器编程，它只能用商家规定语句表中的语句编程。这种方式效率低，但对于系统容量小，用量小的产品比较适宜，并且体积小，易于现场调试，造价也较低。
    二是用图形编程器编程，该编程器采用梯形图编程，方便直观，一般的电气人员短期内就可应用自如，但该编程器价格较高。
    三是用个人计算机加PLC软件包编程，这种方式是效率的一种方式。基于电脑笔记本的普及和PLC软件编程的方便性，并且易于现场调试。这种方式是用户喜欢用的一种方式。
    因此，应根据系统的大小与难易，开发周期的长短以及资金的情况合理选购PLC产品。
     5．尽量选用大公司的产品其质量，且技术支持好，一般售后服务也较好，还有利于你的产品扩展与软件升级。
    输入回路的设计
    1．电源回路 PLC供电电源一般为 AC85—240V(也有DC24V)，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件(如电源滤波器、1：1隔离变压器等)。
    2．PLC上DC24V电源的使用，各公司 PLC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时要注意容量，同时作好防短路措施(因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行)。
    3. 外部DC24V电源 若输入回路有 DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PLC上DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源；但该电源的“—”端不要与 PLC的 DC24V的“—”端以及“COM”端相连，否则会影响PLC的运行。
    4．输入的灵敏度各厂家对PLC的输人端电压和电流都有规定，如日本三菱公司FX系列PLC的输入值为：DC24V、7mA，启动电流为4．5mA，关断电流小于1．5mA，因此，当输入回路串有二管或电阻(不能启动)，或者有并联电阻或有漏电流时(不能切断)，就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于PLC的大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用输人为共漏型输入的 PLC，输入元件的公共点电位相对为负，电流是流出 PLC的输入端。
输出回路的设计
    1．各种输出方式之间的比较
    (1)继电器输出：优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A／点；但继电器输出方式不适用于高频动作的负载，这是由继电器的寿命决定的。其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在几十万次至几百万次之间，有的公司产品可达1000万次以上，响应时间为10ms
    (2)晶闸管输出：带负载能力为0．2A／点，只能带交流负载，可适应动作，响应时间为1ms.
    (3)晶体管输出：大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0．2ms左右，但它只能带 DC 5—30V的负载，大输出负载电流为0．／点，但每4点不得大于0．8A。
当你的系统输出频率为每分钟6次以下时，应继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。当频率为10次／min以下时，既可采用继电器输出方式；也可采用PC输出驱动达林顿三管(5—10A)，再驱动负载(见图2)，可大大减小
    2．抗干扰与外部互锁当 PLC输出带感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。
当两个物理量的输出在PLC内部已进行软件互锁后，在PLC的外部也应进行互锁，以加强系统的性。
    3．“COM“点的选择不同的 PLC产品，其“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“COM”点带1—2个输出点的 PLC产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“COM”点带4—8个输出点的PLC产品，这样会对电路设计带来很多方便。每个“COM”点处加一熔丝，1—2个输出时加2A的熔丝，4—8点输出的加5—10A的熔丝，因 PLC内部一般没有熔丝。
    4．PLC外部驱动电路对于 PLC输出不能直接带动负载的情况下，在外部采用驱动电路：可以用三管驱，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路，且每路有显示二管(LED)指示。印制板应做成插拔式，易于维修。
    PLC的输入输出布线也有一定的要求，请看各公司的使用说明书。
    扩展模块的选用
    对于小的系统，如80点以内的系统．一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块的数量都有限制，当扩展仍不能满足要求时，可采用网络结构；同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请关的技术手册。