基于PLC的車床電氣控制系統(tǒng)故障檢測分析

時間：2024-07-26 04:30:50 論文范文我要投稿

　　摘要：PLC是數(shù)控機床電氣控制系統(tǒng)中的核心，機床的很多控制指令都要經(jīng)過PLC處理后才能控制執(zhí)行機構(gòu)。雖然可編程控制器(PLC)本身的可靠性很高，但故障的檢測與故障處理仍是十分必要的，本文以PLC控制系統(tǒng)的常見故障進行了闡述。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機床故障檢測 PLC

　　Abstract: PLC is CNC machine electrical control system, the core, the machine must be a lot of control instructions processed after PLC to control the actuator. Although the programmable logic controller (PLC) high reliability in itself, but the fault detection and fault handling is still very necessary, paper Troubleshooting PLC control system are described.

　　Keywords: NC machine tool fault detection PLC

　　1、引言

　　可編程序控制器簡稱PLC，是從60年代初迅速發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝，它采用了微型計算機的基本結(jié)構(gòu)，以原有的繼電器邏輯控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，逐步發(fā)展成為既有邏輯控制、計時、計數(shù)、分支程序、子程序等順序控制功能，又有數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能的一種進行數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)。PLC也是由輸入部分，邏輯部分和輸出部分組成，輸入部分收集并保存被控制部分實際運行的數(shù)據(jù)，邏輯部分處理輸入部分所取得的信息，并判斷哪些功能需作出輸出反應(yīng)。

　　2、設(shè)置測試開關(guān)與指示燈法

　　在車床電氣控制系統(tǒng)中控制按鈕開關(guān)失靈、信號燈損壞、輸入信號連接線松脫等故障是設(shè)備控制中的常見故障之一。其檢測方法一般是設(shè)置測試開關(guān)與指示燈，對按鈕或開關(guān)進行多次測試。對按鈕或開關(guān)有效性產(chǎn)生懷疑時，可把測試開關(guān)拔至測試位置，操作被測開關(guān)或按鈕，根據(jù)指示燈狀態(tài)判斷其有效性;設(shè)置信號燈測試按鈕，按動測試按鈕使其所測試的信號燈全部亮或熄滅。

　　3、行程定時器法

　　行程定時器判斷法機器設(shè)備等的控制過程通常有輸入命令、執(zhí)行命令和收到完成信號等幾個步驟。輸入命令后預(yù)期未收到完成信號就說明系統(tǒng)發(fā)生故障。行程定時器判別法就是根據(jù)實際運行時間與預(yù)期運行時間之間的關(guān)系來判斷故障，一般可設(shè)置時間定時器值略大于預(yù)期運行時間。在收到完成信號前定時器發(fā)出時間到信號就說明發(fā)生了故障。

　　4、利用PLC梯形圖跟蹤法

　　數(shù)控機床出現(xiàn)的大部分故障都是通過PLC程序檢查出來的。有些故障可在屏幕上直接顯示出報警原因，有些雖然在屏幕上有報警信息，但不直接反映出報警的原因，還有些故障不產(chǎn)生報警信息，只是有些動作不執(zhí)行，遇到后2種情況，跟蹤PLC梯形圖的運行是確診故障很有效的方法，可以直接將機床的接口、內(nèi)部繼電器、定時器等的狀態(tài)信息通過梯形圖直觀顯示出來，為維修帶來方便。FANUC-0系統(tǒng)和MITSUBISHI系統(tǒng)本身就有梯形圖的顯示功能，可直接監(jiān)視梯形圖的運行。西門子數(shù)控系統(tǒng)因為沒有梯形圖的顯示功能，對于簡單故障，可根據(jù)梯形圖通過PLC的狀態(tài)顯示信息，監(jiān)視輸入、輸出及標(biāo)志位的狀態(tài)，跟蹤程序的運行，而復(fù)雜的故障必須使用編程器來跟蹤梯形圖的運行。

　　5、利用PLC的I/O狀態(tài)法

　　在數(shù)控機床中，輸入/輸出信號的傳遞，一般都要通過PLC的I/O接口來實現(xiàn)，因此，許多故障都會在PLC的I/O接口上反映出來。數(shù)控機床的這種特點為故障診斷提供了方便，只要不是數(shù)控系統(tǒng)硬件故障，可以不用查看梯形圖和有關(guān)電路圖，直接通過查詢PLC的I/O接口狀態(tài)，找出故障原因。

　　例如：某數(shù)控機床出現(xiàn)防護門關(guān)不上，自動加工不能進行的故障，而且無故障顯示。該防護門是由氣缸來完成開關(guān)的，關(guān)閉防護門是由PLC輸出Q2.0控制電磁閥YV2.0來實現(xiàn)。檢查Q2.0的狀態(tài)，其狀態(tài)為“1”，但電磁閥YV2.0卻沒有得電，由于PLC輸出Q2.0是通過中間繼電器KA2.0來控制電磁閥YV2.0的，檢查發(fā)現(xiàn)，中間繼電器損壞引起故障，更換繼電器，故障被排除。

　　6、超時限故障檢測診斷法

　　機械設(shè)備在自動工作循環(huán)中,各個工步的動作都要求在一定的時間內(nèi)完成,超過了規(guī)定的時限而未完成動作,則視為設(shè)備運行出現(xiàn)故障。因此可以在被檢測工步動作開始時,同時啟動一個定時器,定時器的設(shè)定時間比規(guī)定動作時間長30～40%,如果定時器有輸出信號則說明已發(fā)生故障。該信號可用作故障顯示、報警和故障停機信號。

　　7、狀態(tài)邏輯判斷法

　　在PLC控制系統(tǒng)中,各輸入、輸出信號與輔助寄存器之間存在著確定的狀態(tài)邏輯關(guān)系,這種關(guān)系是由控制要求決定的。因此,通過檢測各狀態(tài)信號是否符合正常邏輯關(guān)系,可以判斷其是否處于故障狀態(tài)。根據(jù)檢測范圍的不同,分為局部狀態(tài)檢測法和系統(tǒng)綜合判斷法。

　　7.1 局部狀態(tài)檢測法

　　局部狀態(tài)檢測法就是根據(jù)控制系統(tǒng)中某一對或幾對輸入、輸出信號之間的狀態(tài)邏輯關(guān)系,直接判斷故障的發(fā)生、故障部位與原因。這種方法特別適用于系統(tǒng)的關(guān)鍵部位以及常見故障的檢測,它能有效地檢測設(shè)備運行動作指令的發(fā)出與動作感應(yīng)元件收到信號的聯(lián)系,行程開關(guān)的先后動作次序以及運行中各工步動作之間的互鎖關(guān)系。例如,在組合機床控制中,正常情況下機床動力頭原位限位開關(guān)與向前進給運行的終點限位開關(guān)是不會同時被壓下的,即這兩個輸入信號不可能同時為“1”狀態(tài)。如果這兩個輸入信號同時出現(xiàn)了“1”狀態(tài),則說明至少有一個限位開關(guān)出現(xiàn)了卡死故障。因此,可以在用戶程序中增加一條這兩個信號相與去驅(qū)動某繼電器的程序。當(dāng)這種“與”函數(shù)的輸出狀態(tài)為“1”,則輸出故障顯示報警和停機信號。

　　7.2 系統(tǒng)綜合判斷法

　　PLC控制系統(tǒng)在正常工作的情況下,各輸入、輸出信號和中間記憶裝置之間存在著確定的邏輯關(guān)系,如果這種邏輯關(guān)系被打亂,出現(xiàn)異常邏輯關(guān)系,必定是控制系統(tǒng)出了故障。此時,PLC應(yīng)停止執(zhí)行正常的程序。因此,可以事先編制好一些常見故障的異常邏輯程序,加進用戶程序中。

　　8、結(jié)語

　　基于PLC的車床電氣控制系統(tǒng)故障檢測的方法是多種多樣的，掌握常用的檢測是及時排除故障的前提，在較復(fù)雜的系統(tǒng)中可視不同的具體情況采用不同的方法，或者多種方法結(jié)合使用效果更好。

　　參考文獻

　　[1]寧龍卿.如何盡快處理plc控制設(shè)備的電氣故障.電工技術(shù),2000第7期.

　　[2]李大慶.基于PLC的數(shù)控機床故障診斷.煤礦機械,2007年11月.

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