西門子S120電源模塊6SL3120-1TE21-8AA4詳解

1.自動故障診斷一般方法 
    焊接車間設(shè)備絕大部分是通過油缸和氣缸來完成工件的裝夾、上料、下料和輸送等動作。初步統(tǒng)計(jì)該車間分布在各生產(chǎn)線上共 4 千個大大小小的油缸和氣缸，而設(shè)備故障主要發(fā)生油缸和氣缸的部件上，表現(xiàn)為這些缸不到位。下面分析一個油缸動作情況，得出自動故障診斷一般方法。設(shè)一個油缸向前運(yùn)動 Q＝1，油缸經(jīng)過一定的運(yùn)動時間到達(dá)前端，則前端接近開關(guān) 得電 I_1＝1，后端接近開關(guān)失電 I_2＝0。我們系統(tǒng)中為這個油缸設(shè)置一個計(jì)時器T。當(dāng)油缸動作 Q 信號發(fā)出，該計(jì)時器開始計(jì)時，在設(shè)定的該油缸運(yùn)動時間T_set范圍內(nèi)，相應(yīng)到位接近開關(guān)得電，即系統(tǒng)認(rèn)為該油缸工作正常。如果在該油缸運(yùn)動時間T_set范圍內(nèi)，相應(yīng)到位接近開關(guān)未得電，則系統(tǒng)認(rèn)為該油缸發(fā)生故障

根據(jù)上述方法，系統(tǒng)對車間設(shè)備上每個油缸和氣缸，在該設(shè)備PLC控制器都分配計(jì)時器T，并設(shè)置相應(yīng)缸運(yùn)動時間T_set，以完成自動故障診斷。 
2.焊機(jī)群控的一般方法 
    該車間有四個供電變壓器向焊機(jī)供電，由于焊機(jī)是使用的單相電。車間焊機(jī)基本是均勻地分別掛在車間里 12 條單相電線路上。高靈敏的電壓監(jiān)測儀分別監(jiān)視著這 12 條單相電線路。當(dāng)監(jiān)測到其中一條線路電壓低于設(shè)定的值時，就向主PLC申請中斷。中斷程序首先檢查線路電壓低到什么程度，再分別處理： 
   ●線路電壓在排隊(duì)工作范圍內(nèi)，中斷程序?qū)凑展に嚋?zhǔn)許的范圍，把掛在該線路的焊機(jī)排隊(duì)，通過現(xiàn)場工業(yè)總線，控制設(shè)備上PLC，讓該線路上的焊機(jī)按先后順序通電焊接，使每個焊接都有足夠的電流工作。 
   ●線路電壓在停機(jī)范圍內(nèi)，中斷程序通過現(xiàn)場工業(yè)總線的廣播形式通知設(shè)備PLC，將掛在該線路的所有焊機(jī)停止工作，直到線路電壓恢復(fù)正常范圍內(nèi)。 

五. 系統(tǒng)主要功能及實(shí)現(xiàn)方法 
1.系統(tǒng)的工作方式 
    由于系統(tǒng)的絕大部分硬件都是采用西門子公司SIMATIC 工業(yè)型產(chǎn)品，就保證了系統(tǒng)全天24 小時不間斷的正常工作。特別是系統(tǒng)的信息交換中心采用是 S5-155U，車間現(xiàn)場采用是Profibus 網(wǎng)絡(luò)，管理層采用是工業(yè)以太網(wǎng) H1，這些都具有在惡劣的環(huán)境下可以高度可靠工作的工業(yè)產(chǎn)品，可以常年的不停機(jī)地工作。這樣就保證了系統(tǒng)可以在幾年之內(nèi)不間斷地監(jiān)測生產(chǎn)線設(shè)備，連續(xù)采集設(shè)備信息和生產(chǎn)信息，保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的及時性、準(zhǔn)確性和完整性。 
2.生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行的狀態(tài)信息 
    由于生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程是由現(xiàn)場生產(chǎn)線上的 PLC控制的，而且 這些 PLC 都掛在 Profibus 上，這樣信息交換中心，即主 PLC 可以通過該網(wǎng)采集現(xiàn)場 PLC 的所有 I / O 的信號。信息交換中心對這些信號經(jīng)過匯總和分析，判斷出全車間各生產(chǎn)線各部分的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)，并把這些運(yùn)行狀態(tài)存入信息交換中心內(nèi)的相應(yīng)數(shù)據(jù)塊DB。同時這些運(yùn)行狀態(tài)信息是隨著信息交換中心（主PLC）運(yùn)行周期而實(shí)時刷新的?，F(xiàn)場的工程師站和管理層的計(jì)算機(jī)分別通過 Profibus 和 工業(yè)以太網(wǎng) H1 ，訪問信息交換中心內(nèi)的相應(yīng)數(shù)據(jù)塊，而得到生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息，再經(jīng)過 Coros LSB/Win動態(tài)圖形畫面，生動、形象地顯示出生產(chǎn)設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。 
3.設(shè)備故障自動診斷、分析與統(tǒng)計(jì) 
●當(dāng)生產(chǎn)線上設(shè)備發(fā)生故障時，信息交換中心通過Profibu網(wǎng)可以立即監(jiān)測到。信息交換中心依據(jù)下面四個方面，判斷出故障發(fā)生的具體內(nèi)容和位置，并在在現(xiàn)場工程師站和管理層的計(jì)算機(jī) Coros LSB/Win 的動態(tài)圖形畫面上詳細(xì)顯示： 
   a. 現(xiàn)場維修人員提供的經(jīng)驗(yàn)； 
   b. 分析動作不到位信號； 

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   c. 由故障歷史記錄而形成的發(fā)生幾率； 
   d. 該設(shè)備 PLC 程序的邏輯分析。 

●信息交換中心按照發(fā)生故障性質(zhì)確定出故障類型：機(jī)械故障、電器故障、液壓故障、氣動故障等。信息交換中心按照所發(fā)生故障對設(shè)備運(yùn)行影響程度確定出故障等級：將要故障、次要故障和主要故障。信息交換中心按照發(fā)生故障特征和維修記錄提示出排故方法。在現(xiàn)場工程師站和管理層的計(jì)算機(jī) Coros LSB/Win 的動態(tài)圖形畫面上，故障類型和排故方法以文字形式顯示，故障等級以不同顏色和閃爍程形式顯示。 

●由管理層的計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)，其內(nèi)容主要包括： 
   a. 每臺設(shè)備每天的發(fā)生的故障信息記錄； 
   b. 設(shè)備按照故障發(fā)生類型進(jìn)行周、月、季和年統(tǒng)計(jì)； 
   c. 每臺設(shè)備的故障率和開通率； 
   d. 各條生產(chǎn)線的故障率和開通率； 
   e. 全車間設(shè)備的故障率和開通率； 
4.車間生產(chǎn)信息自動統(tǒng)計(jì) 
    在 Profibus 絡(luò)的支持下，系統(tǒng)自動采集各生產(chǎn)線的產(chǎn)量信息，并存入信息交換中心的數(shù)據(jù)塊中。通過管理層的計(jì)算機(jī)的 Coros LSB/Win 界面形成下例各種生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表： 
●實(shí)時顯示各條生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍及變化狀況； 
●實(shí)時顯示各條生產(chǎn)線的生產(chǎn)產(chǎn)量及變化狀況，顯示當(dāng)日 和近七日內(nèi)每天的生產(chǎn)產(chǎn)量變化過程； 
●車間在一年內(nèi)每天的白班和夜班的生產(chǎn)產(chǎn)量記錄； 
●車間生產(chǎn)產(chǎn)量的周報(bào)表、月報(bào)表和年報(bào)表。 
5.焊機(jī)群控 
    當(dāng)電壓監(jiān)測裝置監(jiān)測出車間供電電壓低于正常供電電壓時，主 PLC 上的中斷輸入模板 （6ES5 451-4UA13） 將接收到電壓監(jiān)測裝置發(fā)出的信號，主 PLC 刻進(jìn)入執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序根據(jù)焊機(jī)群控原理，通過 Profibus 網(wǎng)，向設(shè)備上的PLC發(fā)出工作指令，使各焊機(jī)按一定的順序工作。 

六. 結(jié)論和意義 
1.該系統(tǒng)對對用戶的設(shè)備排故維修提供了比較切實(shí)可行的便利手段，改變了過去那種單憑經(jīng)驗(yàn)診斷故障的工作方法。在計(jì)算機(jī)的幫助下，只要生產(chǎn)設(shè)備有故障發(fā)生，系統(tǒng)都能比較準(zhǔn)確、迅速地確定故障具體位置或方位，并提供排故方法。這樣極大地縮短了故障查找和排故時間，保證了設(shè)備能夠盡可能短的時間內(nèi)恢復(fù)正常。 
2.由于該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)量自動統(tǒng)計(jì)，代替了過去需要很多時間的手工抄報(bào)統(tǒng)計(jì)工作，提高了車間生產(chǎn)管理的自動化程度。同時該系統(tǒng)也給車間提供了生產(chǎn)動態(tài)調(diào)度的手段，通過管理層計(jì)算機(jī)了解當(dāng)前車間各生產(chǎn)線、各部分生產(chǎn)狀態(tài)，可以發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的生產(chǎn)瓶頸，使得車間管理者及時地進(jìn)行生產(chǎn)調(diào)整。 
3.焊機(jī)群控過去在國內(nèi)還無法實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)在系統(tǒng)利用西門子公司的 PLC 和 Profibus 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了焊機(jī)群控。這對電焊機(jī)的焊接質(zhì)量的穩(wěn)定和提高有了一定的保證。 
4.在該系統(tǒng)中成功地應(yīng)用了西門子公司 SIMATIC 產(chǎn)品的技術(shù)，其中 Profibus 現(xiàn)場總線和 H1工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在該系統(tǒng)中起到關(guān)鍵的作用，它們把系統(tǒng)的各部分構(gòu)成一個統(tǒng)一體； 主 PLC S5-155U以運(yùn)行速度高、大存儲量技術(shù)保證系統(tǒng)信息的采集、綜合分析和傳送能夠可靠、準(zhǔn)確地進(jìn)行；Coros LSB/Win制作的人機(jī)界面速度快、效率高，而且易操作、使用友好方便