plc教案5.docx
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plc教案5.docx
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plc教案5
任务3回答下列应知应会问题,进行自我知识和技能测试
5.3.1应知技术知识
1.机床电气设备发生故障后,一般应进行哪些检查和分析?
答:
(1)了解故障发生的经过情况,了解故障前的工作情况及故障后的症状。
(2)认真分析故障产生的原因或范围,找到故障的原因或分析故障的范围。
(3)进行外表检查,主要检查熔断器、继电器、接触器和行程开关等的固定螺钉和接线螺钉是否松动?
有无断线的地方?
有没有钱圈烧坏或触点熔焊等现象?
电器的活动机构是否灵活?
等等。
对明显的故障及时排除。
(4)断电检查,主要是查找隐含的故障。
一般用万用表的电阻档检查故障区域的元件及电路是否有开路、短路或接地现象。
有时还可借助摇表及其他装置进行检查。
断电检查如找不到故障原因,则可以进行通电检查。
(5)通电检查,主要是查找不易发现的故障。
通电检查应在不带负载下进行,以免发生事故。
2.机床电气故障常采用的检测方法有那些?
答:
机床电气故障常采用的检测方法主要有电压法、电阻法、短路法、开路法和电流法等等。
(1)电压法
利用仪表测量线路上某点的电压值来判断确定机床电气故障点的范围或元器件故障的方法叫电压法或电压测量法。
(2)电阻法
利用仪表测量线路上某点或某个元器件的通断来确定故障点的方法叫电阻法。
(3)短路法
用导线将机床上两等电位点短接起来,来确定故障点的范围或故障点的方法叫短路法。
(4)开路法
在检修机床电路中,有时为了检测特殊需要,必须将电路断开进行检查,这种方法叫做开路法。
(5)电流法
用测量通过某线路上的电流是否正常的方法来确定故障点的方法叫电流法。
3.机床电气故障常采用的检修步骤有那些?
答:
机床电气故障检修一般可分为以下几个步骤:
(1)准备工作
准备工作包括准备必须的工具、仪表、机床电路图和其他资料等
(2)读图
对于要检修的机床,首先必须读懂电路原理图。
(3)通过“一问、二看、三摸、四听、五操作”,弄清楚故障现象和故障发生前后的情况。
一问:
向机床操作者询问了解故障发生的前后情况;故障是突然发生的还是经常发生的?
有什么异常现象出现?
有什么失常现象?
等等。
这样准确掌握初始的第一手资料,有利于判断故障发生的部位,迅速找出故障点。
二看:
认真观察机床电器或线路的表面情况。
三听:
启动机床,听电动机、控制变压器、接触器、继电器等是否有异常声和闭合声。
四摸:
当机床运行一段时间后,切断电源,用手模有关电器的外壳或电磁线圈,检查是否有不止常的发热现象等。
五操作:
从启机开始,对机床的所有功能进行一一操作演示,在一步一步的操作中仔细观察操作过程,从中查找发现机床的电气故障,以利于迅速准确无误地确定机床的电气故障范围。
(4)根据故障现象结合电路图分析故障大致范围
由以上“问、看、听、摸、操作”等过程基本弄清楚故障的现象后,这时即可结合电路图分析故障的大致范围,然后采用相应的检测方法,找出故障点。
(5)更换元器件
故障点找出后,需要更换元器件。
4.典型机床常见故障的类型有那些?
答:
以CA6140车床为例,典型机床常见故障的类型有:
(1)漏电自动开关合不上;
(2)三台电动机均不能起动;
(3)主轴电动机不能起动;
(4)按下主轴电动机起动按钮SBl,电动机发出嗡嗡声,不能起动;
(5)主轴电动机起动后,松开起动按钮,电动机停止;
(6)按下停止按钮,主轴电动机M1不停止;
(7)冷却泵电动机M2不能起动;
(8)快移电动机不能起动;
(9)照明灯不亮;
(10)指示灯不亮。
等等。
5.PLC控制系统调试前应进行那些准备工作?
答:
(1)技术资料准备
技术资料是调试与维修工作的指南,它在调试与维修工作中起着至关重要的作用,借助于技术资料可以大大提高调试与维修工作的效率。
常用的技术资料有:
①设备的控制要求汇总表;
②设备电气与PLC控制原理图;
③设备电气与PLC接线图;
④设备电气元件与PLC布置图;
⑤PLC使用手册、编程手册
⑥设备PLC程序清单(初稿);
⑦PLC特殊功能模块、专用控制装置(如变频器、驱动器等)的使用说明书等。
但是,设备到达生产现场(用户)后,PLC控制系统的调试工作有可能不是由设计者本人承担,因此,调试人员需要有对设备、生产现场的控制要求、系统设计思想的了解与熟悉过程,为此,现场调试人员应在以上资料的基础上增加以下资料:
①设备的操作手册(包括设备的控制要求与动作过程);
②设备主要部件的结构原理示意图;
③设备液压、气动、润滑系统图;
④设备最终的PLC程序清单等。
(2)调试与维修工具准备
合格的调试、维修工具是进行PLC系统调试与维修的基本条件.PLC控制系统常用的调试与维修工具主要有以下几种:
1)数字万用表;
2)PLC编程器;
3)示波器。
6.PLC控制系统调试前应进行那些检查工作?
答:
为了保证调试上作的顺利进行,在进行系统调试前,应根据系统设计规定的要求,认真对照系统、设备的设计要求与图纸,进行各项检查。
尽可能排除设备在安装、制造过程中存在的各类问题,改正控制系统在安装、连接等过程中可能存在的不合理、不正确因素。
(1)设备基本状况检查
设备基本状况检查通常包括如下内容:
1)机械部件检查
①设备的机械、液压、气动部件是否已经安装就绪?
设备的工作条件是否均已经符合运行的要求?
②设备的可动部件是否均已经可以自由移动?
可动部件的停止位置是否恰当?
③设备的各种检测开关、传感器是否能够可靠发信?
位置的调整是否合适?
是否已经可靠安装与固定?
2)外部条件检查
①设备的进线电源电压、频率、接地线、接地电阻是否满足设备要求?
②设备的工作环境(温度、湿度等)是否满足PLC工作条件。
电气柜、操纵台等部件的安装位置是否受到阳光的直射?
③设备的周围是否有强烈振动或者其他强电磁干扰设备?
如果有,是否已经对设备采取了有效的减振、电磁屏蔽与防护措施?
④设备的周围是否有足够的维修空间?
(2)电气检查
1)部件安装检查
①电气柜安装、固定、密封是否良好?
是否能够有效防止切削液或粉末进入柜内?
空气过滤器(如果安装)清洁状况是否良好?
②电气拒内部的风扇、热交换器等部件是否可以正常工作?
PLC上的防尘罩(防尘纸)是否已经取下?
③电气柜内部的PLC模块、其他控制装置的表面、内部是否有线头、螺钉、灰尘、金属粉末等异物进入?
④控制系统各模块、部件的数量是否齐全?
模块、部件的安装是否牢固、可靠?
⑤系统的总线、扩展电缆是否已经正确连接?
连接器插头是否完全插入、拧紧?
模块地址设置(如需要)是否正确?
⑥系统操作面板上的按钮有无破损?
安装是否可靠?
设定位置是否正确?
⑦继电器、电磁铁以及电动机等电磁部件的噪声抑制器是否已经按照要求安装?
2)部件连接检查
①电气柜与设备间的连接电线是否有破损?
电缆拐弯处是否有破裂、损伤现象?
②电源线与信号线布置是否合理?
电缆连接是否正确、可靠?
③机床电源进线是否可靠接地?
接地线的规格是否符合要求?
④信号屏蔽线的接地是否正确?
端子板上接线是否牢固、可靠?
系统接地线是否连接可靠?
⑤系统的总线、扩展电缆是否已经正确连接?
连接器插头是否完全插入、拧紧?
模块地址的设置(如需要)是否正确?
⑥全部低压PLC输入端(如DC24V与高压(如AC220V)控制回路间有无短路或不正确的连接?
⑦全部PLC的输出有无“短路”现象等?
等等。
7.PLC现场调试的基本步骤有那些?
答:
调试应按照图5-1所示的步骤进行。
由图5-1可见,PLC控制系统的现场调试主要可分为调试前的基本检查、硬件调试、软件调试三个阶段。
图5-1PLC现场调试的基本步骤
8.PLC硬件调试主要有那些内容?
答:
PLC的硬件调试主要可分为通电检查、手动旋转电机试验、I/O连接检查、安全电路确认4部分。
(1)通电检查
通电检查的主要目的是确认强电控制线路以及PLC外围线路的工作情况。
(2)手动旋转电机试验
在合上全部断路器、自动开关,并测量无误后就可以进行电机的旋转试验。
电机旋转试验应通过手动按下接触器上部的机械连锁部件进行,不可以使用线圈通电的形式试验。
(3)I/O连接检查
在I/O连接检查前应确认控制系统动力线路的断路器、自动开关已经断开,气动、液压的气源、液压源已经关闭。
然后按照以下步骤进行I/O信号的检查。
1)输入信号连接检查
2)输出信号连接检查
(4)安全电路确认
安全电路是指用于设备紧急分断、安全保护等的保护电路,这部分线路必须由继电器-接触器等电磁动作元件所组成,而不可以通过PLC进行控制。
9.PLC软件调试的基本步骤有那些?
答:
软件调试应根据以下步骤进行:
(1)手动/单步运行试验
PLC软件调试的第一步应对程序中的动作进行手动/单步运行试验,试验的基本方法与步骤如下:
①确认控制系统中动力线路的断路器、自动开关已经断开,气动的气源、液压的液压源都已切断。
②检查PLC内部程序,确认输入程序正确。
③接通PLC电源,将PLC运行开关置于“RUN”位置,使PLC进入运行状态。
④确认PLC的“POWER”、“RUN”指示灯亮。
当PLC出现诸如“PR0G-E”、“CPU-E”、“ERROR”、“BATTERYERROR”之类报警灯亮时,表明PLC存在软件、硬件、电池等方面的报警,应首先排除故障,然后进行进一步的调试。
⑤根据PLC程序的设计,在设备手动运行方式下逐一对机械的动作进行单步调试,并通过观察PLC的输出确认动作的正确性。
在单步调试时,最好在断开动力线路、气动的气源、液压的液压源的情况下进行;对于调试过程中需要的开关动作,可以通过手动发信的方式进行。
⑥通过观察PLC的输出,在全部单步动作的正确性得到确认后,可以接通动力线路、气动的气源、液压的液压源,进行实际机械动作试验,确认机械部件动作正常。
⑦逐一调整机械运动部件的动作,检测开关的检测位置等,使得机械部件的运动速度、工作压力、工作行程等参数与设计要求相符合。
(2)自动运行试验
在手动/单步运行试验完成后,可以进行系统的自动运行试验。
自动运行试验原则上应在系统全部动力线路、气动的气源、液压的液压源的正常工作的情况下进行。
试验时应注意以下几点:
①自动运行试验建议分步进行,即对机械部件的特定部分,通过采取必要的措施(如采用手动发信等方式)进行单独的自动循环试验。
然后再进行整体试验。
②为避免自动运行过程中可能出现的问题,对于运动部件,可以通过调整检测开关、发信元件位置等方式减少机械部件的实际运动行程,以保证运动行程留有足够的余量,防止事故发生。
③在全部自动运行动作试验完成后,恢复运动部件的检测开关、发信元件位置,进行整体试验。
(3)异常运行试验
异常运行试验的目的是提高系统可靠性,尽可能避免不应有的事故发生。
异常运行试验可以进行如下几项:
①外部突然断电实验。
当设备在手动或自动运行时,不论在何种情况下,对于外部的突然断电,均能可靠停止,且通过规定的操作步骤能使设备恢复正常工作。
②紧急分断试验。
当设备在手动或自动运行时,不论在何种情况下,对于紧急分断操作(如按下控制面板上的急停按钮),均能使得设备可靠停止,且通过规定的操作步骤能恢复正常工作。
③检测开关不良试验。
应考虑到系统检测开关不良的可能性,特别是对于容易产生机械部件碰撞、干涉、影响安全的部件,应对行程终点检测等信号作异常试验,必须保证即使某一检测开关不良或者损坏,仍然不会发生安全事故。
④执行元件不良试验。
应考虑到系统执行元件不良的可能性,特别是对于容易产生机械碰撞、干涉、影响安全的执行部件,应对其进行异常试验,必须保证即使某一执行元件不良或者损坏,仍然不会发生安全事故。
⑤保护回路动作试验。
应考虑到系统保护回路动作的可能性,特别是对于断路器、自动开关等保护器件,应对其进行异常试验,必须保证在保护器件动作时,设备能够可靠停止,且通过规定的操作步骤,能恢复正常工作。
10.PLC控制系统的故障分析的主要方法有哪几种?
答:
PLC控制系统的故障分析主要方法有以下几种:
(1)常规分析法
1)测量检查法
测量检查法是通过对故障设备的机、电、液等部分进行测量检查,以此来判断故障发生原因的一种方法。
2)动作分析法
动作分析法是通过观察、监视实际动作,判定动作不良部位,并由此来追溯故障根源的一种方法。
3)动态检测法
动态检测法是通过动态监测PLC程序梯形图判定故障原因的一种方法,这一方法在系统维修过程中使用最广。
(2)PLC自诊断
1)利用指示灯的故障诊断
2)利用特殊内部继电器的故障诊断
11.PLC控制系统故障分折流程有哪几种?
答:
PLC控制系统故障分折流程有
(1)基本故障的分折流程
1)电源指示灯POWER不亮的故障分析
2)CPU错误指示灯亮或闪烁的故障分析
3)用户程序错误指示灯亮的故障分隙
4)电池报警指示灯亮的故障分析
5)运行指示灯RUN灭/闪烁的故障分析
6)PLC输入指示灯不亮的故障分析
7)PLC输出指示灯不亮的故障分析
(2)模式与引导系统故障的分析流程
1)模式指示灯MODE不亮或闪烁的故障分析
2)启动指示灯BOOT闪烁的故障分析
(3)操作、编程故障的分析流程
1)编程器不能与PLC正常连接的故障分析
2)程序不能写入的故障分析
3)CPU不能进行引导操作的故障分析
(4)系统校验与总线出错的故障分析流程
1)系统校验出错的故障分析
2)出现“总线出错”的故障诊断与维修
12.PLC的日常维护主要有哪些内容?
答:
定期检查,防患于未然。
虽然PLC是一种可靠性很高的工业控制设备,但是周围的工作环境也往往会影响到PLC的使用寿命,因此,对PLC控制系统进行定期检查仍然很重要。
(2)日常维护
PLC控制系统的日常维护对提高控制系统的可靠性与延长使用寿命关系密切。
(3)电池的更换
PLC的大量数据都需要通过电池予以保持,因此,必须定期检查、更换电池。
14.日本三菱公司的电池寿命与定期更换标准是如何规定的?
答:
PLC的锂电池的使用寿命为3~5年,定期更换时间为2~3年。
以三菱公司生产的F系列PLC为例,电池寿命与定期更换标准如表5-1所示,其他PLC与此基本类同。
表5-1三菱公司PLC锂电池寿命与定期更换标准
13.FX系列PLC的故障诊断与维修主要包含哪些内容?
答:
FX系列PLC的故障诊断与维修主要包含下列内容:
(1)状态指示灯检查
1)状态指示灯安装
利用PLC上的状态指示灯,可以迅速判定故障的大致类别与故障的范围,这是一种最简单的故障诊断方法。
2)故障诊断与维修
1)电源指示POWER
2)运行指示RUN
3)电池电压不足指示BATT.V
4)程序出错指示PROG-E
5)CPU出错指示CPU-E
6)PLC出错指示ERROR
7)PLC输入指示灯
8)PLC输出指示灯
(2)内部特殊继电器/数据寄存器检测
1)PLC基本运行状态信息
2)PLC报警显示
(3)出错代码与维修处理
1)硬件出错代码与处理
2)软件出错代码与处理
3)操作出错与处理
(4)日常维护与电池更换
1)FX系列PLC的日常维护
2)电池的更换
15.通过本项目的学习您掌握了哪些技术知识?
答:
师生互动:
学生自己总结,教师评阅。
5.3.2应会岗位技能
1.如何用电压法检测控制线路上故障点?
答:
如某机床液压泵电动机控制电路见图5-2。
用电压法检测控制线路上故障点见图5-3。
图5-2某机床液压泵电动机控制电路图5-3电压法检测控制线路上故障点的示意图
2.如何用电组法检测控制线路上故障点?
答:
用电压法检测控制线路上故障点见图5-4。
图5-4电压法检测控制线路上故障点的示意图
3.如何用短路法检测控制线路上故障点?
答:
用短路法检测控制线路上故障点见图5-5。
图5-5短路法检测控制线路上故障点的示意图
4.如何用开路法检测控制线路上故障点?
答:
如在图5-2电路中,如果按下SB3,,接触器KM1闭合,电动机不启动,但有“嗡、嗡”声,可以断定电动机缺相。
但是究竟是电动机本身绕组断路还是电源缺相?
这时必须断开电动机的三相电源进行测量,否则在测量时若电动机处于缺相运行状念.可能会烧毁电动机。
如果测量线路上均有380V电压,则证明电动机有问题,应重点检查电动机,否则应检查主电路。
5.如何通过“一问、二看、三摸、四听、五操作”,弄清楚故障现象?
答:
一问:
向机床操作者询问了解故障发生的前后情况;故障是突然发生的还是经常发生的?
有什么异常现象出现?
有什么失常现象?
等等。
这样准确掌握初始的第一手资料,有利于判断故障发生的部位,迅速找出故障点。
二看:
认真观察机床电器或线路的表面情况。
有的故障能—目了然,例如看元器件或导线连接处有无烧焦痕迹,熔断器内的熔芯是否熔断等。
根据具体情况采取相应的措施予以排除,这样可以事半功倍。
三听:
启动机床,听电动机、控制变压器、接触器、继电器等是否有异常声和闭合声。
四摸:
当机床运行一段时间后,切断电源,用手模有关电器的外壳或电磁线圈,检查是否有不止常的发热现象等。
五操作:
从启机开始,对机床的所有功能进行一一操作演示,在一步一步的操作中仔细观察操作过程,从中查找发现机床的电气故障,以利于迅速准确无误地确定机床的电气故障范围。
6.如何实地动手进行PLC控制系统的硬件调试?
答:
手动按压PLC输入端的全部按钮、开关,通过PLC上的输入指示灯或者通过编程器对输入信号的检测.确认信号的地址连接正确,且按钮与开关的发送信号正常。
在现场无编程器或无法对PLC输出进行强制ON/OFF的场合,也应通过对PLC的输出进行模拟(如“短接”PLC输出点两端)动作,检查PLC输出地址连接与对应的执行元件动作情况。
7.如何实地动手进行PLC控制系统的软件调试?
答:
根据PLC程序的设计,在设备手动运行方式下逐一对机械的动作进行单步调试,并通过观察PLC的输出确认动作的正确性。
8.如何实地动手进行PLC控制系统的异常运行试验?
答:
异常运行试验的目的是提高系统可靠性,尽可能避免不应有的事故发生。
异常运行试验可以进行如下几项:
①外部突然断电实验。
当设备在手动或自动运行时,不论在何种情况下,对于外部的突然断电,均能可靠停止,且通过规定的操作步骤能使设备恢复正常工作。
②紧急分断试验。
当设备在手动或自动运行时,不论在何种情况下,对于紧急分断操作(如按下控制面板上的急停按钮),均能使得设备可靠停止,且通过规定的操作步骤能恢复正常工作。
③检测开关不良试验。
应考虑到系统检测开关不良的可能性,特别是对于容易产生机械部件碰撞、干涉、影响安全的部件,应对行程终点检测等信号作异常试验,必须保证即使某一检测开关不良或者损坏,仍然不会发生安全事故。
④执行元件不良试验。
应考虑到系统执行元件不良的可能性,特别是对于容易产生机械碰撞、干涉、影响安全的执行部件,应对其进行异常试验,必须保证即使某一执行元件不良或者损坏,仍然不会发生安全事故。
⑤保护回路动作试验。
应考虑到系统保护回路动作的可能性,特别是对于断路器、自动开关等保护器件,应对其进行异常试验,必须保证在保护器件动作时,设备能够可靠停止,且通过规定的操作步骤,能恢复正常工作
9.如何利用故障检查流程图实地动手找出PLC控制系统的故障点?
答:
故障检查流程图给出了实地动手找出PLC控制系统的故障点流程顺序,可以按照故障检查流程图的指导,按部就班地进行故障检查搜寻。
10.如何利用内部特殊继电器/数据寄存器中的状态信息监视PLC控制系统的运行?
答:
利用PLC的特殊内部继电器与特殊数据寄存器状态,可以详细了解PLC发生的故障原因,这是一种比利用状态指示灯更为具体、准确的故障诊断方法。
比如特殊内部继电器M8000~M8009显示的PLC基本运行状态监护信息如表5-2所示。
表5-2M8000~M8009显示的PLC基本运行状态信息
注1:
可以通过修改PLC特殊数据寄存器D8008的内容,来改变AC200V输入型PLC的允许电网瞬时断电时间,此时间可以在10~100ms进行调整。
特殊内部继电器D8000~D8009显示的PLC基本运行状态监控信息如表5-3所示。
表5-3D8000~D8009显示的PLC基本运行状态信息
3)PLC运算、处理结果显示
PLC的运算、处理结果,可以通过表5-4所示的特殊内部继电器与特殊数据寄存器进行显示。
表5-4PLC运算、处理结果显示
11.如何利用内部特殊继电器/数据寄存器中的报警信息查找PLC控制系统的故障?
答:
特殊内部继电器M8060~M8069等显示的PLC报警信息以及PLC的出错状态指示、PLC的工作状态,可参见表5-5。
利用内部特殊继电器/数据寄存器中的报警信息提示,可以较快地查找PLC控制系统的故障
表5-5M8060~M8069等显示的PLC报警信息
12.如何利用PLC的出错代码实地查找出PLC中的故障?
答:
PLC程序应用指令出错代码所代表的意义与故障处理方法如表5-7所示。
表5-7PLC应用指令出错代码的意义与处理
(3)操作出错与处理
当PLC采用显示器模块或编程器操作时,由于操作方法不正确或其他原因,可能会使得操作无法进行。
这时,显示器模块或编程器上可以显示出错信息,出错的处理方法可参见表5-8。
表5-8操作出错与处理
13.如何实地维护好PLC控制系统的正常运行?
答:
(1)对PLC控制系统要定期检查,包括①PLC工作状态检查;②电源电压检查;③I/O继电器的检查;④环境检查;⑤安装检查;⑥电池检查;⑦PLC程序的检查。
(2)对PLC控制系统进行精心的日常维护.
(3)定期检查、更换电池.
14.如何实地动手安装FX2N系列PLC的电池?
答:
FX2N电池的更换
更换电池必须按照PLC生产厂家有关电池更换的要求进行,原则上,更换电池需要在20s完成,以保证PLC数据不丢失。
对于三菱公司FX2N系列PLC,电池更换的方过如下(参见图5-21):
①准备好新的电池,关闭PLC电源。
②用手握住PLC上盖的左角,抬起右侧,拿下盖板。
③从电池架上拿出旧电池,拔出连接插头。
④仔细检查新电池的极性,并迅速(20s内)将新电池的插头插入PLC。
⑤将新电池装入电池架内。
⑥重新安装PLC盖板。
图5-21FX2N系列PLC电池的更换
15.通过本项目的训练您掌握了哪些操作技能?
答:
师生互动:
学生自己总结,教师评阅。
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