西門子中國(guó)一級(jí)代理商--電源模塊西門子SIMODRIVE 611D 系列電源模塊，通常也稱為饋 電模塊，主要為數(shù)控單元和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置提供控制和驅(qū)動(dòng)用 的電源，即產(chǎn)生直流母線電壓和電子電源，同時(shí)監(jiān)測(cè)電源和 模塊的狀態(tài)，通常直流母線電壓根據(jù)饋電模塊的類型，電源 模塊分為不可控電源模塊稱為UI 電源模塊，可控電源模塊稱 電源模塊。

可控饋電模塊直流母線電壓穩(wěn)定在600VDC，而不可控饋電模塊的直流母線電壓在490―644VDC 范圍內(nèi)波動(dòng)，電子電源主要有+15VDC，-15VDC，24VDC 5VDC，由DEVICEBUS 設(shè)備總路線輸出，供數(shù)控單元和驅(qū)動(dòng)模 塊內(nèi)部工作使用。
1.1 不可控饋電模塊 不可控電源模塊采用不可控的功率二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)整流 功能，把外部三相380V 交流供電電源整流為直流電源，通常 直流電壓的經(jīng)驗(yàn)為UDC=1.35UAC。UI 不可控饋電模塊的直流 母線電壓不可調(diào)節(jié)，適用于低壓應(yīng)用場(chǎng)合，通常有5KW，10KW 以及28KW 等級(jí)。
在UI 型饋電模塊中，因?yàn)椴捎霉β识O管 進(jìn)行整流，所以當(dāng)電機(jī)制動(dòng)或減速時(shí)，直流母線上產(chǎn)生的制 動(dòng)能量不能回饋到電網(wǎng)，這種制動(dòng)能量可以存儲(chǔ)在直流母線 上的大電容里。
1.2 可控饋電模塊 可控饋電模塊蕞大的特點(diǎn)是直流母線電壓可調(diào)節(jié)，直 流母線上的制動(dòng)能量可以反饋到供電電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)再生。它的整 流部分采用IGBT 功率晶體管實(shí)現(xiàn)整流。

1.3 電源模塊常見(jiàn)故障分析
1.3.1 5V，5V 故障燈亮 公司中捷FK125 數(shù)控機(jī)床，采用西門子611 驅(qū)動(dòng)，電 源模塊上的15V，5V 紅色指示燈亮，說(shuō)明這兩種電源電壓出 現(xiàn)故障，故障原因有兩個(gè)方面：電源模塊本身電子電源轉(zhuǎn)換 電路有問(wèn)題；所聯(lián)接的外部負(fù)載出現(xiàn)問(wèn)題。首先關(guān)斷電源， DC-Link 電壓降到安全范圍，斷開(kāi)X151（軸模塊上），斷開(kāi) 端子X(jué)121、X141、X161、X171，上電，這時(shí)候故障消失，說(shuō) 明電源模塊本身沒(méi)有問(wèn)題，可能在端子接口中有短路情況存 在。
然后將端子依次加上去，發(fā)現(xiàn)是X151 扁平電纜的問(wèn)題。 當(dāng)加到W 軸模塊時(shí)出現(xiàn)兩紅色指示燈亮起，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)模塊有 問(wèn)題，將模塊的控制板取出來(lái)，*新，這時(shí)故障排除。
1.3.2 外部供電電源故障燈亮 公司043-017 號(hào)昆明道斯數(shù)控加工中心，出現(xiàn)電源模 個(gè)指示燈中左邊蕞下面紅色指示燈亮，說(shuō)明外部電源有故障。首先要確定故障出現(xiàn)在上電時(shí)（Power up）還是在 使能時(shí)（Enable）。
如果在上電時(shí)，檢查端子U1、V1、W1 X181是否缺相，并檢查一下供電電壓是否正常。如機(jī)床是在 使能時(shí)出現(xiàn)紅色指示燈亮，則有可能是功率模塊的故障，或 者電源模塊本身故障。斷開(kāi)電源，等到DC-Link 電壓降到安 全范圍，從電源模塊處斷開(kāi)直流母排的連接端，這樣就將所 有的驅(qū)動(dòng)模塊從直流母線上脫開(kāi)。然后上電檢查電源模塊。
故障依舊，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)模塊沒(méi)有問(wèn)題，故障應(yīng)該出現(xiàn)在電源模 塊，更換電源模塊后故障排除。 驅(qū)動(dòng)模塊611D 數(shù)字控制模塊用于控制1FT6/1FK7/1FN1/1FE1 1PH電機(jī)的運(yùn)行，611D 結(jié)構(gòu)有單軸模塊和雙軸模塊兩種。

驅(qū)動(dòng)模塊分為功率單元和數(shù)字閉環(huán)控制單元，通過(guò)設(shè)備總線與 驅(qū)動(dòng)總線連接到系統(tǒng)。由于611D 數(shù)字控制單元結(jié) SINUMERIK840C 或SINUMERIK840D 才能發(fā)揮其作用，所以 611D 的控制參數(shù)要通過(guò)840C 或840D 數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定。
2.1 驅(qū)動(dòng)模塊連接 驅(qū)動(dòng)模塊上的脈沖使能觸點(diǎn)T663/9 是一個(gè)輸入信號(hào)， 當(dāng)T663/9 觸點(diǎn)閉合時(shí)，驅(qū)動(dòng)模塊各進(jìn)給軸控制回路開(kāi)始工 作，控制信號(hào)對(duì)該模塊上的所有軸都有效?！懊}沖使能"信 號(hào)由PLC 控制，有條件地使能各個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，如果直接短 接，則系統(tǒng)一旦上電，驅(qū)動(dòng)模塊的控制立即進(jìn)入工作狀態(tài)。
2.2 功率單元的檢測(cè)方法 如果功率模塊發(fā)生故障，那么集成在內(nèi)部的半導(dǎo)體器 件（IGBT）就會(huì)有反應(yīng)，可以通過(guò)電阻測(cè)試很容易地檢測(cè)出 來(lái)。從圖04 可以看出驅(qū)動(dòng)模塊**率單元的工作原理，功率 單元實(shí)現(xiàn)電源逆變主要靠6 個(gè)IGBT 晶體管的導(dǎo)通/關(guān)斷動(dòng)作 以及續(xù)流二極管的導(dǎo)通.關(guān)閉驅(qū)動(dòng)的電源，等直流母線放電結(jié) 束，斷開(kāi)電機(jī)的連接端子（U2、V2、W2）。直流母線M600、 P600 上把模塊與其他相鄰的模塊斷開(kāi)。用萬(wàn)用表的正*測(cè)試 M600 端，負(fù)*測(cè)試P600 端，如圖05 所示。萬(wàn)用表顯示的兩 個(gè)二極管的壓降值大約在0.7V ，如果顯示的壓降值在0V 者大于2.2V，則說(shuō)明模塊有故障。

2.3 進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊常見(jiàn)故障分析
2.3.1 功率模塊故障 公司FK110 數(shù)控機(jī)床，在加工的過(guò)程中出現(xiàn)“25201" 伺服故障報(bào)警。產(chǎn)生故障的原因有多方面的，如伺服電機(jī)、電纜出現(xiàn)問(wèn)題；機(jī)械傳動(dòng)部分阻力過(guò)大；功率模塊內(nèi)部 故障等等。首先重啟機(jī)床，上電完成后沒(méi)有出現(xiàn)報(bào)警，說(shuō)明 模塊通過(guò)了自檢，如有報(bào)警基本上可以肯定是驅(qū)動(dòng)模塊損 壞。第二步，加上驅(qū)動(dòng)模塊的使能后，如果馬上產(chǎn)生報(bào)警， 原因主要是伺服電機(jī)、動(dòng)力電纜短路或接地，說(shuō)明功率模塊 本身有問(wèn)題。第三步，選擇JOG 模式，進(jìn)給倍率選擇在低速 區(qū)，正、負(fù)方向移動(dòng)一下就出現(xiàn)25201 號(hào)報(bào)警，通過(guò)軸驅(qū)動(dòng) 參數(shù)1708 號(hào)查看負(fù)荷率，負(fù)荷率在移動(dòng)瞬間只有40%多，說(shuō) 明機(jī)械傳動(dòng)部分正常。
2.3.2 散熱器溫度報(bào)警 公司奧地利EMCO 數(shù)控車床出現(xiàn)300515 號(hào)報(bào)警，功率 單元蕞大溫度*出，這是功率模塊蕞常見(jiàn)報(bào)警之一。原因有 兩方面，機(jī)械傳動(dòng)阻力過(guò)大，造成電流值過(guò)大，功率單元的 散熱器溫度過(guò)高；還有就是功率模塊散熱風(fēng)扇壞。其監(jiān)控機(jī) 制如圖06 所示。在實(shí)際的維修工作中，特別夏季出現(xiàn)頻繁， 絕大多數(shù)是因?yàn)樯犸L(fēng)扇不工作造成的報(bào)警，通過(guò)更換風(fēng)扇 故障排除。 結(jié)束語(yǔ) 在對(duì)模塊故障診斷前，必須熟知各模塊接口的定義， 掌握模塊好壞的檢測(cè)方法。特別是對(duì)于驅(qū)動(dòng)模塊，同一個(gè)報(bào) 警代碼可能產(chǎn)生故障的原因有很多種，如出現(xiàn)25201 伺服故 障報(bào)警時(shí)，有可能是功率模塊本身有故障，也有可能是電纜 線，伺服電機(jī)損壞，也有可能是機(jī)械傳動(dòng)部分出問(wèn)題，也有 可能是測(cè)量系統(tǒng)有故障造成的，等等。要根據(jù)其它的報(bào)警提 示，結(jié)合模塊監(jiān)控參數(shù)，觀察模塊的指示燈狀態(tài)，聽(tīng)傳動(dòng)部 位聲音等手段來(lái)綜合診斷故障點(diǎn)。

根據(jù)不同的PLC配置情況確定I/O地址是PLC編程的前提與基礎(chǔ)，程序中的地址必須與實(shí)際物理連接點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，才能確保動(dòng)作的正確執(zhí)行。
   當(dāng)選擇了PLC之后，首先需要確定的是系統(tǒng)中各I/O點(diǎn)的絕對(duì)地址。在西門子S7系列PLC中I/O絕對(duì)地址的分配方式共有固定地址型、自動(dòng)分配型、用定義型3種。實(shí)際所使用的方式?jīng)Q定于所采用的PLC的CPU型號(hào)、編程軟件、軟件版本、編程人員的選擇等因素。
   1．固定地址型
   固定地址分配方式是一種對(duì)PLC安裝機(jī)架上的每一個(gè)安裝位置（插槽）都規(guī)定地址的分配方式。其特點(diǎn)如下：
   ①PLC的每一個(gè)安裝位置都按照該系列PLC全部模塊中可能存在的最大I/O點(diǎn)數(shù)分配地址。
   例如：S7-300系列I/O模塊中最大開(kāi)關(guān)量輸入／輸出為32點(diǎn)，因此，每一個(gè)安裝位置都必須分配32點(diǎn)地址：如果實(shí)際安裝的模塊只有16點(diǎn)輸入，那么剩余的I/O地址將不可以再作為物理輸入點(diǎn)使用。
   ②對(duì)于輸入或輸出來(lái)說(shuō)，I/O地址是間斷的，而且，在輸入與輸出中不可以使用相同的二進(jìn)制字節(jié)與位。
   例如：S7-300系列I/O模塊的第1安裝位中安裝了32點(diǎn)輸入模塊，地址數(shù)據(jù)中的0.0～3.7就被該模塊所占用，地址固定為I0.0～13.7;即使第2安裝位中安裝了32點(diǎn)輸出模塊，其輸出地址也只能是Q4.O～Q7.7，而不可以是QO.O～Q3.7，在實(shí)際編程時(shí)QO.O～Q3.7就變成了不存在的輸出。同樣，如果在第3安裝位中接著安裝了16點(diǎn)輸入模塊，其地址將為I8.0~19.7，在實(shí)際編程時(shí)I4.0～17.7就變成了不存在的輸入。
   以上分配原則對(duì)模擬量模塊同樣適用。

西門子中國(guó)一級(jí)代理商--在以上PLC地址確定以后，即可以進(jìn)行PLC程序的設(shè)計(jì)。PLC程序的設(shè)計(jì)可以根據(jù)的基本要求，分步進(jìn)行編制，并充分應(yīng)用前述的典型程序。

CPU寄存器狀態(tài)字的各位給出了有關(guān)指令狀態(tài)或結(jié)果的信息以及所出現(xiàn)的錯(cuò)誤，我們可以將二進(jìn)制邏輯操作狀態(tài)位狀態(tài)直接集成到程序中，以控制程序執(zhí)行的流程。

　　2.狀態(tài)字寄存器

　　先簡(jiǎn)單介紹一下CPU中狀態(tài)字。

　　檢查位：狀態(tài)字的0位稱作檢查位，如果/FC位的狀態(tài)為“0"，則表示伴隨著下一條邏輯指令，程序中將開(kāi)始一個(gè)新的邏輯串。FC前面的斜杠表示對(duì)FC取反。

　　邏輯運(yùn)算結(jié)果：狀態(tài)字的第1位為RLO位（RLO=“邏輯運(yùn)算結(jié)果"），在二進(jìn)制邏輯運(yùn)算中用作暫時(shí)存儲(chǔ)位。比如，一串邏輯指令中的某個(gè)指令檢查觸點(diǎn)的狀態(tài)，并根據(jù)布爾邏輯運(yùn)算規(guī)則將檢查的結(jié)果（狀態(tài)位）與RLO位進(jìn)行邏輯門運(yùn)算，然后邏輯運(yùn)算結(jié)果又存在RLO位中。

　　狀態(tài)位：狀態(tài)位（第2位）用以保存被尋址位的值。狀態(tài)位總是向掃描指令（A,AN,O,…）或?qū)懼噶睿?,S,R,）顯示尋址位的狀態(tài)（對(duì)于寫指令，保存的尋址位狀態(tài)是本條寫指令執(zhí)行后的該尋址位的狀態(tài)）。

　　OR位：在用指令OR執(zhí)行或邏輯操作之前，執(zhí)行與邏輯操作的時(shí)候，就需要用到OR這一狀態(tài)位。OR位表示先前執(zhí)行的與邏輯操作產(chǎn)生的值為“1"，于是，邏輯操作或的執(zhí)行結(jié)果就已被確定為“1"。

　　OV位：溢出表示算術(shù)或比較指令執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)了錯(cuò)誤。根據(jù)所執(zhí)行的算術(shù)或邏輯指令結(jié)果對(duì)該位進(jìn)行設(shè)置。

　　OS位：溢出存儲(chǔ)位是與OV位一起被置位的，而且在更新算術(shù)指令之后，它能夠保持這種狀態(tài)，也就是說(shuō)，它的狀態(tài)不會(huì)由于下一個(gè)算術(shù)指令的結(jié)果而改變。這樣，即使是在程序的后面部分，也還有機(jī)會(huì)判斷數(shù)字區(qū)域是否溢出或者指令是否含有無(wú)效實(shí)數(shù)。OS位只有通過(guò)如下這些命令進(jìn)行復(fù)位：JOS（若OS=1，則跳轉(zhuǎn)）命令，塊調(diào)用和塊結(jié)束命令。

1．什么是全局變量和局部變量？

   以西門子的S7-200為例，輸入I、輸出、變量存儲(chǔ)器V、內(nèi)部存儲(chǔ)器位M、定時(shí)器T、計(jì)數(shù)器C等屬于全局變量，可以在符號(hào)表中為全局變量定義符號(hào)名。

   程序組織單元(ProgramOrganizationalUnit)簡(jiǎn)稱為POU，包括主程序、子程序和中斷程序。每個(gè)POU均有自己的64字節(jié)局部變量，局部變量用L(Local)來(lái)表示，局部變量只能在它所在的POU中使用。與此相反，全局變量可以在各POU中使用。

   2．局部變量有哪些類型？

   子程序可以使用下列局部變量：

   1)TEMP(臨時(shí)變量)是暫時(shí)保存在局部數(shù)據(jù)區(qū)中的變量。只有在執(zhí)行該P(yáng)OU時(shí)，定義的臨時(shí)變量才被使用，POU執(zhí)行完后，不再保存臨時(shí)變量的數(shù)值。主程序和中斷程序的局部變量表中只有TEMP變量。

   2)IN(輸入?yún)?shù))由調(diào)用它的POU提供的傳入子程序的輸入?yún)?shù)。

   3)OUT(輸出參數(shù))是子程序的執(zhí)行結(jié)果，它被返回給調(diào)用它的POU。

   4)IN_OUT(輸入_輸出參數(shù))的初始值由調(diào)用它的POU傳送給子程序，并用同一變量將子程序的執(zhí)行結(jié)果返回給調(diào)用它的POU。

   主程序和中斷程序的局部變量表中只有臨時(shí)變量TEMP。

   3．子程序的輸入、輸出參數(shù)有什么作用？

   具有輸入、輸出參數(shù)和局部變量的子程序易于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化編程，對(duì)于長(zhǎng)期生產(chǎn)同類設(shè)備或生產(chǎn)線的廠家尤為有用。編程人員為設(shè)備的各部件或工藝功能編寫了大量的通用的子程序。即使不知道子程序的內(nèi)部代碼，只要知道子程序的功能和輸入、輸出參數(shù)的意義，就可以用它們快速“組裝"出不同的用戶要求的控制程序。就好像可以用數(shù)字集成電路芯片組成復(fù)雜的數(shù)字電路一樣。

   如程序輸入、輸出參數(shù)，這種子程序明確的接口，使用起來(lái)很不方便。

   4．局部變量有什么優(yōu)點(diǎn)？

   1)子程序如果局部變量，它和調(diào)用它的程序之間只能通過(guò)全局變量來(lái)交換數(shù)據(jù)，子程序內(nèi)部也只能使用全局變量。將它移植到別的項(xiàng)目時(shí)，需要對(duì)各POU使用的全局變量作統(tǒng)一安排，以保不會(huì)出現(xiàn)地址沖突。當(dāng)程序很復(fù)雜，子程序很多時(shí)，這種地址分配是很花時(shí)間的。

   如程序有局部變量，并且在子程序中只使用局部變量，不使用全局變量，因?yàn)榕c其他P沖突，不作任何改動(dòng)，就可以將子程序移植到別的項(xiàng)目中去。

   為了移植子程序的工作量，在子程序中應(yīng)盡量避免使用全局變量和全局符號(hào)。

   2)如果使用局部變量表中的臨時(shí)變量（TEMP），同一片物理存儲(chǔ)器可以在不同的程序中重復(fù)使用。