范必鑫

摘要：本文結(jié)合隔離開關(guān)閉合速度測(cè)試裝置維修實(shí)例，闡述了關(guān)于基于PLC運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備的故障處理技巧。

關(guān)鍵詞：PLC；伺服；運(yùn)動(dòng)控制；故障；維修

前言

工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備中，PLC的應(yīng)用十分廣泛，隨著時(shí)間的推移，自動(dòng)化設(shè)備在其壽命周期里也會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障；現(xiàn)如今隨著技術(shù)的進(jìn)步，PLC已發(fā)展的越來(lái)越可靠，穩(wěn)定性也越來(lái)越高，因此基于PLC控制的設(shè)備大部分故障來(lái)自外圍硬件，如信號(hào)輸入傳感器故障、動(dòng)作執(zhí)行模塊故障、電氣線路故障等，較少部分來(lái)自PLC本身故障。本文通過(guò)隔離開關(guān)閉合速度測(cè)試裝置的維修實(shí)例，介紹一些現(xiàn)場(chǎng)工作中可以運(yùn)用到的技巧，快速定位判斷故障；以及對(duì)故障的處理方法。

1故障定位

本例中故障現(xiàn)象為設(shè)備無(wú)法移動(dòng)，且觸摸屏上相關(guān)設(shè)置參數(shù)丟失，設(shè)備驗(yàn)收時(shí)未保留相關(guān)資料，設(shè)備供應(yīng)廠商倒閉，聯(lián)系不到，已無(wú)法索取任何資料，只能從控制要求人手，解讀程序，采用先程序再外圍硬件分析處理故障。

因?yàn)橛|摸屏上運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)參數(shù)丟失顯示星號(hào)，所以需要先排除是否影響到程序從而導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)動(dòng)控制部分出現(xiàn)問(wèn)題，所用PLC型號(hào)為三菱FX1N-24MT，用GX-DEvELOPER或者GX-w0RK2軟件上傳PLC程序，進(jìn)入監(jiān)控模式，看到有數(shù)據(jù)寄存器是大數(shù)值，明顯錯(cuò)誤，分析程序發(fā)現(xiàn)觸摸屏上所需要設(shè)置的運(yùn)動(dòng)定位參數(shù)只與自動(dòng)運(yùn)行模式有關(guān)，而手動(dòng)運(yùn)行模式下，PLC通過(guò)發(fā)送固定頻率的脈沖信號(hào)控制伺服電機(jī)正反轉(zhuǎn)，無(wú)需另外設(shè)置。

接下來(lái)利用手動(dòng)控制模式驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，進(jìn)一步判斷故障原因，因?yàn)槿釬X1N-24MT只有一個(gè)編程口所以無(wú)法連接電腦的同時(shí)連接觸摸屏操作，因此改動(dòng)程序，在自動(dòng)運(yùn)行部分添加空余的輸入點(diǎn)X14、X15讓其替代觸摸屏上快進(jìn)、快退按鈕，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)模式下的快進(jìn)和快退，輪流接通X14、X15，觀察發(fā)現(xiàn)PLC的輸出點(diǎn)Y0、Y2輸出指示燈有亮，監(jiān)控程序手動(dòng)部分確實(shí)有執(zhí)行，監(jiān)控查看D8140數(shù)據(jù)寄存器發(fā)現(xiàn)有數(shù)值變化，據(jù)此初步判斷控制器輸出口Y0雖然有指示燈指示輸出但實(shí)際并沒(méi)有脈沖有輸出，初步判斷故障為硬件輸出點(diǎn)壞，進(jìn)一步確定輸出點(diǎn)是否損壞，這里提供三個(gè)小技巧可以讓維修人員在現(xiàn)場(chǎng)缺少工具的情況下簡(jiǎn)單快速的進(jìn)行判斷晶體管型PLC輸出點(diǎn)是否損壞，a、將一個(gè)2-10K的電阻串聯(lián)led發(fā)光二極管，接在輸出點(diǎn)上，讓輸出點(diǎn)Y輸出，led亮輸出點(diǎn)為好，led不亮輸出點(diǎn)為壞；b、直接將輸出點(diǎn)Y接到輸入點(diǎn)X，讓輸出點(diǎn)Y輸出，看輸入點(diǎn)x是否有輸入，輸入點(diǎn)x有輸入則可以判斷輸出點(diǎn)Y為好，輸入點(diǎn)x無(wú)輸入則壞；C、運(yùn)動(dòng)控制使用的是高速脈沖輸出，且PLC都有高速計(jì)數(shù)器可以調(diào)用，在沒(méi)有示波器的情況下，我們可以將高速脈沖輸出口Y0、Y1接到X0、X1，在程序中對(duì)X0、X1用高速計(jì)數(shù)器（C235-C255）進(jìn)行計(jì)數(shù)，即可判斷是否有高速脈沖實(shí)際輸出；

經(jīng)以上判斷，故障定位為PLC高速脈沖輸出口Y0、Y1損壞，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法移動(dòng)，且觸摸屏參數(shù)丟失自動(dòng)運(yùn)行模式不正常。

2故障處理

（1）PlJC高速脈沖輸出口Y0、Y1損壞，本例中雖然只用到一臺(tái)伺服電機(jī)做單軸運(yùn)動(dòng)控制，但因Fx1N的2個(gè)高速脈沖輸出口Y0、Y1均損壞，所以無(wú)法通過(guò)更改程序替換輸出口解決，只能更換10板或者更換整臺(tái)PLC，經(jīng)三菱維修報(bào)價(jià)更換10板的價(jià)格和購(gòu)買新的機(jī)子價(jià)格相差不多，所以采用購(gòu)買新的PLC，又FX1N已停產(chǎn)，只能購(gòu)買FX3GA替代；FX3GA雖說(shuō)完美替代FX1N產(chǎn)品，但是需要注意其軟原件地址和接線略有差異，其中軟原件地址所幸原程序中使用的是兩者相同的部分，可以不做處理，只需更改外部接線即可；外部接線更改部分為FX1N輸入端的COM口原來(lái)接的是24v電源的OV，而FX3GA輸入端沒(méi)有COM口，取而代之的是S/S口，這也是FX3GA的改進(jìn)之處，根據(jù)S/S口接+24V或0V可以選擇輸入信號(hào)是漏型還是源型傳感器，因?yàn)橥獠啃盘?hào)輸入部分沒(méi)有需要做更改的地方，所以這里我們只需要將FX3GA的S/S口接到24v電源的+24v，輸出部分各個(gè)Y口所對(duì)應(yīng)的COM口不做更改仍然串接后接電源的0V。另外FX3GA比FX1N多了一個(gè)USB口，該口可以和電腦連接做程序上傳下載監(jiān)控使用，這樣就可以用RS422口接觸摸屏，USB口接電腦監(jiān)控程序使得調(diào)試的時(shí)候變得很方便。

（2）觸摸屏運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)參數(shù)丟失，需要設(shè)置的參數(shù)包括位置基準(zhǔn)（P/MM）、一周脈沖（PR/轉(zhuǎn)）、減速比、絲桿螺距（MM）、速度補(bǔ)償（M/S）、運(yùn)行距離（MM）。其中位置基準(zhǔn)和速度補(bǔ)償可以先設(shè)為0，因?yàn)檫@兩個(gè)參數(shù)是后期微調(diào)使用，其余參數(shù)需要根據(jù)外部硬件查資料確定。伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制需要計(jì)算脈沖當(dāng)量，即單位脈沖移動(dòng)量，根據(jù)脈沖當(dāng)量即可算出移動(dòng)對(duì)應(yīng)位移量所需的脈沖，這里通過(guò)分析程序可知本例中運(yùn)動(dòng)控制主要的兩個(gè)參數(shù)速度和距離計(jì)算公式如下：

速度（脈沖頻率）=（運(yùn)行速度*-周脈沖*減速比）/絲桿螺距

距離（脈沖數(shù)）=（運(yùn)行距離*-周脈沖*減速比）/絲桿螺距

減速機(jī)為BITPASS的HTF80-5-MHMD082，查產(chǎn)品手冊(cè)得知減速比為5；絲桿螺距經(jīng)測(cè)量為5，但是是雙紋絲桿，所以絲桿螺距應(yīng)該設(shè)置為5*2=10MM；伺服電機(jī)為松下MHMJ082P1S查產(chǎn)品型號(hào)為增量式2500P/R，5線制（編碼器分辨率為10000），進(jìn)入伺服控制器查看運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)參數(shù)可得Pr44～Pr4B分別為：2500、0、0、0、0、0、0、600，查使用說(shuō)明書當(dāng)Pr45設(shè)置為0是編碼器分辨率=P44*4=2500*4=10000，當(dāng)Pr48、49設(shè)置為0時(shí)電子分倍頻比率=編碼器分辨率/Pr4B，既每轉(zhuǎn)所需指令脈沖數(shù)=Pr4B=600，所以一周脈沖應(yīng)該設(shè)置為600PR/轉(zhuǎn)。

更換完P(guān)LC，設(shè)置好觸摸屏參數(shù)后，設(shè)備上電，設(shè)置運(yùn)行速度為0.010M/S，運(yùn)行距離10MM，自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，驗(yàn)證移動(dòng)距離和時(shí)間與設(shè)置匹配，故障處理完成。

3結(jié)語(yǔ)

不論是設(shè)備安裝調(diào)試還是后期的設(shè)備維修，在工作現(xiàn)場(chǎng)工具不可能配的很齊全，而諸如1-10K電阻，led發(fā)光二極管等是極為常用的電子元器件再者放在工具箱中也不占位置，設(shè)備維修要靈活利用現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有的東西省時(shí)省力。