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西门子6ES7 312-1AE14-0AB0CPU模块
2018-04-23 来源: 作者: 【 】 浏览:186次 评论:0

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操作人员必须熟悉西门子变频器的基本工作原理、功能特点,

西门子变频器(图3)

西门子变频器(图3)

具有电工操作常识。在对变频器日常维护之前,必须保证设备总电源全部切断;并且在变频器显示完全消失的3-30分钟(根据变频器的功率)后再进行。应注意检查电网电压,改善变频器、电机及线路的周边环境,定期清除变频器内部灰尘,通过加强设备管理最大限度地降低变频器的故障率。

1、冷却风扇

变频器的功率模块是发热最严重的器件,其连续工作所产生的热量必须要及时排出,一般风扇的寿命大约为20kh~40kh。按变频器连续运行折算为3~5年就要更换一次风扇,避免因散热不良引发故障。

2、滤波电容

中间电路滤波电容:又称电解电容,该电容的作用:滤除整流后的电压纹波,还在整流与逆变器之间起去耦作用,以消除相互干扰,还为电动机提供必要的无功功率,要承受极大的脉冲电流,所以使用寿命短,因其要在工作中储能,所以必须长期通电,它连续工作产生的热量加上变频器本身产生的热量都会加速其电解液的干涸,直接影响其容量的大小。正常情况下电容的使用寿命为5年。建议每年定期检查电容容量一次,一般其容量减少20%以上应更换。

3、防腐剂的使用

因一些公司的生产特性,各电气mcc室的腐蚀气体浓度过大,致使很多电气设备因腐蚀损坏(包括变频器)。

为了解决以上问题可安装一套空调系统,用正压新鲜风来改善环境条件。为减少腐蚀性气体对电路板上元器件的腐蚀,还可要求变频器生产厂家对线路板进行防腐加工,维修后也要喷涂防腐剂,有效地降低了变频器的故障率,提高了使用效率。

4、给变频器除尘:变频器根据使用环境的不同,应定期检查散热通道、及电路板中有无积累灰尘,一般每半年清理一次,至少也要一年清理一次,以确保变频器散热良好,使其避免因散热不良而引发故障。

在保养的同时要仔细检查变频器,定期送电,带电机工作在2hz 的低频约10分钟,以确保变由于西门子变频器在中国市场的一个庞大的销售量,在使用中必然会碰到许多问题,以下就西门子变频器的一些常见故障在这里说明:

西门子变频器应该是进入中国市场较早的一个品牌,

西门子变频器(图4)

西门子变频器(图4)

1、PLC的基本概念

可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC 

2、PLC的基本结构 

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,如图所示:

a. 中央处理单元(CPU)

中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。

为了进一步提高PLC的可*性,近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。

b、存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

C、电源 

PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可*得电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。

3、PLC的工作原理

一. 扫描技术

当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

(一) 输入采样阶段

在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。

(二) 用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。

即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

(三) 输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。

比较下二个程序的异同:所以有些老的产品象MICRO MASTER ,MIDI MASTER仍有大量的用户在使用。对于MICRO MASTER系列变频器最常见的故障就是通电无显示,该系列变频器的开关电源采用了一块UC2842芯片作为波形发生器,该芯片的损坏会导致开关电源无法工作,从而也无法正常显示,此外该芯片的工作电源不正常也会使得开关电源无法正常工作。对于MIDI MASTER系列变频器较常见的故障主要有驱动电路的损坏,以及IGBT模块的损坏,MIDI MASTER的驱动电路是由一对对管去驱动IGBT模块的,而这对管也是最容易损坏的元器件,损坏原因常由于IGBT模块的损坏,而导致高压大电流窜入驱动回路,导致驱动电路的元器件损坏。

对于6SE70系列变频器,由于质量较好,故障率明显降低,经常会碰到的故障现象有(直流电压低),由于是直接通过电阻降压来取得采样信号,所以故障F008的出现主要是由于采样电阻的损坏而导致的。此外,还会碰到F025、F026、F027关于输入相缺失的报警,故障原因一是由于6SE70系列本身带有输入相检测功能,输入检测电路的损坏会导致输入缺相报警,如排除此故障原因,报警信号还不能消除,那故障很有可能就是CU板的损坏了。此外F011(过电流)故障也是一个常见的故障,电流传感器的损坏是引起此故障的原因之一,此外,在维修中经常会碰到驱动电路和开关电源上的一些贴片的滤波电容的损坏也会引起F011报警,要特别注意由于这种原因而引起的故障报警。

对于ECO的变频器,碰到最多的就是电源板的烧坏以及功率模块的损坏,引起的原因也主要是由于强电侧(功率模块)与弱电侧(驱动电路)没有隔离电路,导致强电进入了控制电路,引起驱动电路及开关电源大面积烧坏,此外预充电回路损坏也是常见故障(30KW以上),由于限流回路设计在交流输入侧,只要有三相交流电源任意一路送电时有时序上的超前和滞后,都有可能引起自身一路或其余两路充电时电流过大,而使得限流电阻和切入继电器烧毁。F231故障也是ECO变频器的一种常见故障,引起原因就是因为采样电阻的损坏。

西门子变频器故障分析及处理方法:

一般来说,当遇到西门子变频器故障时,再上电之前首先要用万用表检查一下整流桥和IGBT模块有没有烧,线路板上有没有明显烧损的痕迹。

具体方法是:用万用表(最好是用模拟表)的电阻1K档,黑表棒接变频器的直流端(-)极,用红表棒分别测量变频器的三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。然后,反过来将红表棒接变频器的直流端(+)极,黑表棒分别测量变频器三相输入端和三相输出端的电阻,其阻值应该在5K-10K之间,三相阻值要一样,输出端的阻值比输入端略小一些,并且没有充放电现象。否则,说明模块损坏。这时候不能盲目上电,特别是整流桥损坏或线路板上有明显的烧损痕迹的情况下尤其禁止上电,以免造成更大的损失。

如果以上测量西门子变频器故障结果表明模块基本没问题,可以上电观察。

1、上电后面板显示[F231]或[F002](MM3变频器),这种故障一般有两种可能。常见的是由于电源驱动板有问题,也有少部分是因为主控板造成的,可以先换一块主控板试一试,否则问题肯定在电源驱动板部分了。

2、上电后面板无显示(MM4变频器),面板下的指示灯[绿灯不亮,黄灯快闪],这种现象说明整流和开关电源工作基本正常,问题出在开关电源的某一路不正常(整流二极管击穿或开路,可以用万用表测量开关电源的几路整流二极管,很容易发现问题。换一个相应的整流二极管问题就解决了。这种问题一般是二极管的耐压偏低,电源脉动冲击造成的。

3、有时显示[F0022,F0001,A0501]不定(MM4),敲击机壳或动一动面板和主板时而能正常,一般属于接插件的问题,检查一下各部位接插件。也发现有个别机器是因为线路板上的阻容元件质量问题或焊接不良所致。

4、上电后显示[-----](MM4),一般是主控板问题。多数情况下换一块主控板问题就解决了,一般是因为外围控制线路有强电干扰造成主控板某些元件(如帖片电容、电阻等)损坏所至,或与主控板散热不好也有一定的关系。但也有个别问题出在电源板上。

5、上电后显示正常,一运行即显示过流。[F0001](MM4)[F002](MM3)即使空载也一样,一般这种现象说明IGBT模块损坏或驱动板有问题,需更换IGBT模块并仔细检查驱动部分后才能再次上电,不然可能因为驱动板的问题造成IGBT模块再次损坏!这种问题的出现,一般是因为变频器多次过载或电源电压波动较大(特别是偏低)使得变频器脉动电流过大主控板CPU来不及反映并采取保护措施所造成的。

总结以上,大的原器件如IGBT功率模块出问题的比例倒是不多,因为一些低端的简单原器件问题和装配问题引发的故障比例较多,如果有图纸和零件,这些问题便不难解决而且费用不高,否则解决这些问题还是不容易的。最简单的办法就是换整块的线路板!



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Tags:CPU模块 责任编辑:ximenzi168
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