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常用的电气控制原理图讲解

所说的电气控制原理图其实就是一种图纸，主要是提供电路原理示意的图纸。其实说来，电气控制原理图是工程师的好助手，因为只有有了它，工程师才会明白控制系统的原理，才能有效的将工程进行下去。那么工程师是怎样来解读电气控制原理图的呢？我们一起去看看。

电气控制原理图一般是分为主电路和辅助电路两部分。其中的主电路是电气控制线路中大电流流过的部分，包括从电源到电机之间相连的电器元件。而辅助电路是控制线路中除了主电路以外的电路，其流过的电流比较小。

电气控制原理图：

1.分析主电路：无论线路设计还是线路分析都是先从主电路入手。主电路的作用是保证机床拖动要求的实现。从主电路的构成可分析出电动机或执行电器的类型、工作方式，起动、转向、调速、制动等控制要求与保护要求等内容。

   2.分析控制电路：主电路各控制要求是由控制电路来实现的，运用“化整为零”、“顺藤摸瓜”的原则，将控制电路按功能划分为若干个局部控制线路，从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制流程，以简便明了的方式表达出电路的自动工作过程。

3.分析辅助电路：辅助电路包括执行元件的工作状态显示、电源显示、参数测定、照明和故障报警等。这部分电路具有相对独立性，起辅助作用但又不影响主要功能。辅助电路中很多部分是受控制电路中的元件来控制的。

4.分析联锁与保护环节：生产机械对于安全性、可靠性有很高的要求，实现这些要求，除了合理地选择拖动、控制方案外，在控制线路中还设置了一系列电气保护和必要的电气联锁。在电气控制原理图的分析过程中，电气联锁与电气保护环节是一个重要内容，不能遗漏。

   5.总体检查：经过“化整为零”，逐步分析了每一局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须用“集零为整”的方法检查整个控制线路，看是否有遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理解各控制环节之间的联系，以达到正确理解原理图中每一个电气元器件的作用。

总结：说实话，要完全了解电气控制原理图还是需要很多知识来加强理解和巩固的，毕竟还是业内人员才能好理解一些。更多精彩内容，欢迎大家关注美乐乐装修网。

西门子数控系统故障的维修方法

如果监控灯闪烁频率为1Hz，则EPROM有故障。如果闪烁频率为2Hz，则PLC有故障。如以4Hz频率闪烁，则保持电池报警，表示电压已不足。表示操作面板的接口板03731板有故障或CRT有故障。

1）电源接通后无基本画面显示

 （a）电路板03840号板上无监控灯显示
 （b）03840号电路板上监控灯亮
 ①监控灯闪烁。如果监控灯闪烁频率为1Hz，则EPROM有故障；如果闪烁频率为2Hz，则PLC有故障；如以4Hz频率闪烁，则保持电池报警，表示电压已不足。
 ②监控灯左灭右亮。表示操作面板的接口板03731板有故障或CRT有故障。
 ③监控灯常亮。这种故障，通常的原因有：CPU有故障；EPROM有故障；系统总线（即背板）有故障、电路板上设定有误、机床数据错误、以及电路板（如存储器板、耦合板、测量板）的硬件有故障。

 2）CRT上显示混乱

 （a）保持电池（锂电池）电压太低，这时一般能显示出711号报警。
 （b）由于电源板或存储曾被拔出，从而造成存储区混乱。这是一种软故障，只要将CNC内部程序清除并重新输入即可排除故障。
 （c）电源板或存储器板上的硬件故障造成程序显示混乱。
 （d）如CRT上显示513号报警，表示存储器的容量不够。

 3）在自动方式下程序不能启动

 （a）如此时产生351号报警，表示CNC系统启动之后，未进行机床回基准点的操作。
 （b）系统处于自动保持状态。
 （c）禁止循环启动。 检查PLC与NC间的接口信号Q64.3。

  4）进给轴运动故障

 （a）进给轴不能运动。造成此故障的原因有：
 ①操作方式不对；
 ②从PLC传至NC的信号不正常；
 ③位控板有故障（如03350，03325，03315板有故障）。
 ④发生22号报警，它表示位置环未准备好。
 ⑤测量系统有故障。如产生108，118，128，138号报警，这是测量传感器太脏引起的。如产生104，114，124，134报警，则位置环有硬件故障。
 ⑥运动轴处于软件限位状态。只要将机床轴往相反方向运动即可解除。
 ⑦当发生101，111，121，131号报警时，表示机床处于机械夹紧状态。
 （b）进给轴运动不连续。
 （c）进给轴颤动。
 ①进给驱动单元的速度环和电流环参数没有进行最佳化或交流电机缺相或测速元件损坏，均可引起进给轴颤动。
 ②CNC系统的位控板有故障。
 ③机构磨擦力太大。
 ④数控机床数据有误，有关机床数据的正确设定如下。
 （d）进给轴失控。
 ①如有101，111，121，131号报警请对夹紧进行检查。
 ②如有102，112，122，132号报警，则说明指令值太高。
 ③进给驱动单元有故障。
 ④数控机床数据设定错误，造成位置控制环路为正反馈。
 ⑤CNC装置输至驱动单元的指令线极性错误。
 （e）103～133号报警。这是轮廓监控报警。速度环参数没有最佳化或者KV系数太大。
 （f）105～135号报警。位置漂移太大引起的。移量超过500mv，检查漂移补偿参数N230～N233。

 5）主轴故障

 　　如果实际主轴转速超过所选齿轮的最高转速，则产生225号报警；如主轴位置环监控发生故障，则发生224号报警。

  6）V·24串行接口报警

 （a）20秒内仍未发送或接收到数据时：
 ①外部设备故障；
 ②电缆有误；
 ③03840板有故障。
 （b）穿孔纸带信息不能输入，其原因有：
 ①操作面板上钥匙开关在关的位置，从而造成纸带程序不能输入；
 ②如果0384号板上的数据保护开关不在释放位置时，不能输入数据纸带；
 ③如果不能输入L80～L99和L900～L999号子程序，则多是由于PLC与NC接口信号Q64·3为“1”（循环禁止）引起的。
 （c）停止位错误。
 ①波特率设定错误；
 ②阅读机有故障；
 ③机床数据错误。

S7-200可编程控制器STEP7-Micro/WIN32编程软件的安装

西门子S7-200可编程控制器PLC使用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程。STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件，功能强大，主要用于开发程序，也可用于适时监控用户程序的执行状态。加上汉化后的程序，可在全汉化的界面下进行操作。

1. 安装条件

操作系统：Windows95以上的操作系统。

计算机配置：IBM486以上兼容机，内存8MB以上，VGA显示器，至少50MB以上硬盘空间。

通信电缆：用一条PC/PPI电缆实现可编程控制器与计算机的通信。

2. 编程软件的组成

STEP7-Micro/WIN32编程软件包括Microwin3.1；Microwin3.1的升级版本软件Microwin3.1 SP1；Toolbox（包括Uss协议指令：变频通信用，TP070：触摸屏的组态软件Tp Designer V1.0设计师）工具箱；以及Microwin 3.11 Chinese（Microwin3.11 SP1和Tp Designer的专用汉化工具）等编程软件。

3. 编程软件的安装

按Microwin3.1→Microwin3.1 SP1→Toolbox→Microwin 3.11 Chinese的顺序进行安装。

首先安装英文版本的编程软件：双击编程软件中的安装程序SETUP.EXE，根据安装提示完成安装。接着，用Microwin 3.11 Chinese软件将编程软件的界面和帮助文件汉化。步骤如下：（1）在光盘目录下，找到“mwin_service_pack_from V3.1 to3.11”软件包，按照安装向导进行操作，把原来的英文版本的编程软件转换为3.11版本。（2）打开“Chinese3.11”目录；双击setup，按安装向导操作，完成汉化补丁的安装。（3）完成安装。

4. 建立S7-200 CPU的通信

图1 PLC与计算机的连接

可以采用PC/PPI电缆建立PC机与PLC之间的通信。这是典型的单主机与PC机的连接，不需要其他的硬件设备。如图1所示。PC/PPI电缆的两端分别为RS-232和RS-485接口，RS-232端连接到个人计算机RS-232通信口COM1或COM2接口上，RS-485端接到S7-200 CPU通信口上。PC/PPI电缆中间有通信模块，模块外部设有波特率设置开关，有5种支持PPI协议的波特率可以选择，分别为：1.2K，2.4K，9.6K，19.2K，38.4K。系统的默认值为9.6K b/s。PC/PPI电缆波特率设置开关（DIP开关）的位置应与软件系统设置的通信波特率相一致。DIP开关如图2所示，DIP开关上有5个扳键，1、2、3号键用于设置波特率，4号和5号键用于设置通信方式。通信速率的默认值为9600bit/s，如图2所示，1、2、3号键设置为010，未使用调制解调器时，4、5号键均应设置为0。

5. 通信参数的设置

硬件设置好后，按下面的步骤设置通信参数。

（1）在STEP7-Micro/WIN32运行时单击通信图标，或从“视图（View）”菜单中选择“通信（Communications）”，则会出现一个通信对话框。

（2）对话框中双击PC/PPI电缆图标，将出现PC/PG接口的对话框。

（3）单击“属性（Properties）”按钮，将出现接口属性对话框，检查各参数的属性是否正确，初学者可以使用默认的通信参数，在PC/PPI性能设置的窗口中按“默认（Default）”按钮，可获得默认的参数。默认站地址为2，波特率为9600b/s。

6. 建立在线连接

在前几步顺利完成后，可以建立与S7-200 CPU的在线联系，步骤如下：

（1）在STEP7-Micro/WIN32运行时单击通信图标，或从“视图（View）”菜单中选择“通信（Communications）”，出现一个通信建立结果对话框，显示是否连接了CPU主机。

（2）双击对话框中的刷新图标，STEP7-Micro/WIN32编程软件将检查所连接的所有S7-200CPU站。在对话框中显示已建立起连接的每个站的CPU图标、CPU型号和站地址。

（3）双击要进行通信的站，在通信建立对话框中，可以显示所选的通信参数。

7. 修改PLC的通信参数

计算机与可编程控制器建立起在线连接后，即可以利用软件检查、设置和修改PLC的通信参数。步骤如下：

（1）单击浏览条中的系统块图标，或从“视图（View）”菜单中选择“系统块（System Block）”选项，将出现系统块对话框。

（2）单击“通信口”选项卡，检查各参数，确认无误后单击确定。若须修改某些参数，可以先进行有关的修改，再单击“确认”。

（3）单击工具条的下载按钮，将修改后的参数下载到可编程控制器，设置的参数才会起作用。

8. 可编程控制器的信息的读取

选择菜单命令“PLC”，找“信息”，将显示出可编程控制器RUN/STOP状态，扫描速率，CPU的型号错误的情况和各模块的信息。

西门子PLC有源导轨

一.SIEMENS   PLC控制系统关于热插拔功能的定义：
    1．带电插拔模块时，确保不造成模块的硬件损坏；
    2．带电插拔模块时，CPU不停机，并产生报警；
    3．带电插拔模块时，该模块I/O通道的数值保持不变，而其他模块的运行不受影响；
    4．带电插拔模块时，CPU中触发中断组织块或通过DP诊断程序块，得到模块拔出或插入的事件信息，在用户程序或中断组织块OB**中进行相应控制逻辑和I/O通道的处理；
二.SIEMENS的PLC控制系统中：
   1. S7-200系列PLC不支持热插拔功能；
   2. S7-300 CPU直接带I/O模块的方式不支持热插拔；
   3. S7-300作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS，支持热插拔功能；（ET200M作从站时需要使用有源总线底板，如下说明）
   注：采用S7-300作为主站的软冗余系统无法实现热插拔全部功能，不具备以上所列第3，4条目中的功能。当您将ET200M从站上的模块拔出时，CPU 不停机，主CPU、备用CPU上的SF灯亮，BUSF灯闪烁，ET200M从站上的2块IM153-2模块的SF灯亮，BF灯闪烁，该ET200M从站上所有模块的I/O值被清0，S7-300主站失去对该ET200M从站的控制能力。当您再次将模块插入到ET200M站上时，系统从主CPU切换到备用 CPU，SF、BUSF、BF灯熄灭，软冗余系统重新回到正常运行状态。
   若要在软冗余系统中实现热插拔的4项功能，必须使用S7-400作为软冗余系统的主站。
   4. S7-400作为PROFIBUS DP主站下挂DP从站ET200M、ET200S、ET200iS，支持热插拔功能；（ET200M作从站时需要使用有源总线底板，如下说明）
   5.S7-400 CPU直接带I/O模块的方式支持热插拔。
    S7-400系统由于很好的电磁兼容性和抗冲击、耐震动性能，因而能最大限度的满足各种工业标准，模板能够带电插、拔，当S7-400机架上插入或取出模板时，都会在CPU中产生一个中断信息，供客户在用户程序中对模板更换的动作进行相应的处理。
三. ET200M的有源总线底板配置与说明：
    ET200M是在工业现场经常使用的PROFIBUS DP分布式从站，一个ET200M从站一般由导轨（S7-300系列通用导轨）、IM153接口模块、若干块S7-300系列的模块（PS电源模块、I/O模块、CP通讯模块、FM功能模块）组成：

    这样的ET200M从站是不支持热插拔功能的。为了实现ET200M从站的热插拔功能，我们需要对ET200M的硬件配置进行一些调整，通用导轨更换成带有有源总线模板的导轨，下图向您展示了1个有源总线导轨和5个有源总线模板组装后的情形：
 

下图比对了有源总线导轨与S7-300通用导轨的区别
 

下图展示有源总线导轨、有源总线模板和2个IM153-2接口模块组装后的情形：
 

关于ET200M站 target=_blank>

关于ET200M站"Module change during operation"（运行中更换模块）功能实现的说明： 
 

STEP1：在STEP7的硬件组态窗口的PROFIBUS DP目录中选择相应IM153模块，可以看出该模块支持“module exchange in opration”（热插拔）；
STEP2：将IM153模块拖到PROFIBUS总线上；
STEP3：选择I/O模块，插入到ET200M站的各个槽位中；
STEP4：双击ET200M站，打开属性窗口，选中“Replace modules during operation“(热插拔)选项；
STEP5：属性窗口中提供了ET200M站热插拔功能所需的有源总线导轨的订货号；
STEP6：属性窗口中提供了该型号IM153，插入的I/O模块对应使用的有源总线底板的订货号；
除了以上的硬件组态之外，还要向S7-400中下载OB82、OB83、OB84、OB85、OB86、OB87、OB121、OB122等组织块。当ET200M从站上进行模块的热插拔时，中断组织块OB83 ，OB85，OB122被调用。
    如果你采用S7-300 CPU 或 CP 342-5作为DP主站，那么您只能够通过安装GSD文件的方式将IM153模块组态成DP从站，并双击IM153，打开它的属性窗口，进行设置。否则您在STEP7的硬件组态窗口中直接将PROFIBUS DP目录ET200M文件夹下IM153模块挂在PROFIBUS总线上，如下图：
 

     从上图可以看出，当你从右侧的PROFIBUS DP树型目录中将IM153-2模块拖到PROFIBUS总线上后，双击点开IM153的属性，“Repalce modules during operation”(热插拔功能)选项为灰色，所以在这种方式下，无法实现热插拔的全部功能，只能实现第1、2两条，不能实现第3、4条功能。
 

添加IM153-2模块到PROFIBUS总线上，设置热插拔选项
 

设置IM153-1模块的热插拔功能选项
除了以上的硬件配置之外，还要向S7-300的CPU中下载OB82、OB86、OB121、OB122等组织块,才能保证当您在ET200M站上进行模块热插拔时，S7-300的CPU保持运行，而ET200M站上其他模块的工作不受影响。同时，当您进行ET200M站上模块的拔出或插入，系统都会调用 OB82、OB86，您可以获取OB86和OB82中的参数返回值，得知什么时间是哪一个主站下的哪一个从站上的模块被插拔, 您可以根据系统控制逻辑的需要，在组织块OB82，OB86中编写用户程序，调整I、O的数值，确保进行模块热插拔时，生产机构处于安全运行状态。
您可以在S7-300的用户程序中循环调用SFC13（DP总线诊断功能块），不断获取DP网络的诊断信息，当ET200M从站上进行模块的热插拔时，可以从SFC13的返回数据（在DB块中）获取插拔模块的信息，在用户程序中对返回的诊断信息进行判断、评估后，进行相应的逻辑控制和I/O处理，使生产机构处于安全运行状态；
如果您在ET200M站中使用了参数化的模块（如FM354，CP340等非输入输出的模块），在DP主站通电初始化过程中会对这些模板进行参数化和配置。当您带电拔掉可参数化的模块，再插入后，模块原有的参数就会丢失。除非重新启动DP主站，在主站进行初始化过程中，对这些模块在进行一次参数化和配置，否则这类模块在被拔掉，再插入后，只能够以它的默认参数运行。