西门子6ES7518-4TP00-0AB0安装调试

西门子6ES7518-4TP00-0AB0安装调试

某工厂制冷控制系统包括冷却塔风机/水泵控制系统程序、冷冻水/冷却水循环泵控制系统程序、控制系统采用西门子S7-200CPU，触摸屏采用西门子K-TP178,接口模块采用UniMAT模块，西门子S7-200系统扩展模块扩展能力有限，无法满足多点数控制系统，UniMAT具有高密度、高精度扩展模块，解决了由于多点数时西门子扩展模块无法完成的系统功能，这样的系统配置经济、实用性能高。 

　　控制说明 

　　控制系统分为三部分：一号机组、二号机组、三号机组，一号机组和二号机组的控制要求相同，实现对工厂生产线供应冷却水。三号机组控制为一号机组和二号机组供应冷源。 

　　一号机组和二号机组自动控制说明：通过循环泵频率的控制，保证管网压力的稳定，系统中两台水泵为一用一备，当一台故障时，自动切换到另一台。72小时定时轮换功能,供水压力可以自由设定。一台水泵不能满足压力的时候，另一台水泵自动投入。压力高的时候，自动退出，实现自动增泵和减泵的功能。通过供水温度控制三通阀的开度，实现供水温度恒定。根据水箱液位、管网压力报警、供水温度设置，实现报警和保护停机功能。 

　　三号机组触摸屏使用说明：在三号机组系统中的测量值：冷却水供水压力、冷却水供水温度、冷冻水供水压力、冷冻水供水温度。系统冷冻水循环泵（两台：一用一备）、冷却水循环泵（两台：一用一备）、制冷机（两台：一用一备）、 冷却塔（两台：一用一备）运行时，对应的图形显示由浅灰色变为深灰色。该系统完成对制冷管网的保护作用，并通过触摸屏上的按钮实现系统的启动和停止功能，系统中互为一用一备的设备，当一台故障时，自动切换到另一台。72小时定时轮换功能。

这款全新的压力机来自德国Netphen的一家公司，Gräbener Pressen systeme GmbH，该压力机采用独特的双叉型连接装置来实现“快速提升”功能，因而让滑块冲程大达到500-mm。这样可以显著增加压件冲压或成型工作的生产率，多样性和正常工作时间。正是由于德国艾默生CT驱动装置研发中心的伺服驱动装置的帮助，才使这款压力机如此出色。

　　艾默生CT常年以来一直为Schuler Weingarten集团的子公司Gräbener提供交流变速驱动装置为其他各种精压机与冲压机提供动力，而且还与这家公司通力合作研发出特有的Quick-Lift，其目前的工作压力在2,000 – 8,000 kN TMK之间。

　　Gräbener的销售总监Herr Stahl说：“我们十分清楚市场需求在不断变化，而且日益激烈的全球化竞争也在影响着我们的客户，所以我们一直在不断寻找提升我们压力机工作效率的途径。举例来说，利用伺服技术可以大幅度提升运行速度和同步性，从而为我们的设计师指明了新的前进方向。Gräbener的压力机使用叉形接头技术，可进行压花、冲压、弯曲、穿孔和深冲压，而且还可以在一次冲压中完成部件的表面精加工。现在有了Quick-Lift，它也越来越多地应用到体型较高的零部件制造上，如排气系统、电机外壳等复杂的部件，它们都需要较高的压力机升程。”

　　采用双叉形连接的Quick-Lift有两台工作于伺服模式的24 kW Unidrive SP交流驱动装置，每个驱动装置控制一台带高精度编码器反馈功能的伺服电机。这样就可将压力机冲程从200-mm大提高到500-mm，而且可以快速提升，此外也便于工具的转换与调整。这种驱动装置集成了一些插入式应用模块中，采用艾默生CT 的“数码锁”和Cam-drive软件，因而定位操作。

　　Quick-Lift压力机的滑块运动与传统叉形连接压力机相同，系统刚度更强，冲击振动更小、重复精度更高，工作噪音更小，应用范围更广，对于体型较高、尺寸精密的近净形产品加工质量更高，而且可以在一台冲压机上完成深成型、压花、切割、弯曲和校准工作。

　　Unidrive SP交流变速驱动装置的功率可从0.75kW一直达到1.9 MW。Unidrive SP是世界**的“方案平台”交流驱动装置，它可配置五种模式（开环与闭环、矢量、伺服与再生模式），可与大多数工业标准网络连接，可选配各种类型的交流电机（包括直线电机），并且接受14种位置反馈通讯协议。它可以用一系列选配模块对板载PLC进行扩容，在这个案例中，采用的是可编程模块。

　　Herr Stahl这样总结：“艾默生CT是理想的技术合作伙伴，多年来一直与我们共同克服困难。他们所生产的驱动装置具有灵活性和可编程能力，对此，我们很满意，而且也很感谢他们在Cologne的驱动技术研究中心所给予我们的帮助。还有一点值得一提的是，我们对于我们压力机的售后服务充满信心，无论这些压力机在世界的什么地方，艾默生CT遍布全球的服务网络都可以让我们放心。”

　　关于艾默生工业自动化

　　艾默生工业自动化是Emerson公司所属业务品牌，提供技术的生产解决方案，包括机械、电力及超声波等，为全球多种多样的行业提供**的工业自动化。该业务品牌广泛的产品和系统应用 于生产过程和设备，包括运动控制系统、物料连接、精密清洗、物料测试、液压控制阀、交流发电机、马达、机械动力传输驱动器和轴承等。

　　关于Control Techniques

　　Control Techniques (简称CT) 是艾默生工业自动化的下属公司。我们的专项是驱动器的设计、生产和工程应用，并提供技术支持和售后服务。我们的目标是确保客户在使用了CT优良可靠的产品后，能降低生产成本，提高生产效率。

　　CT业务遍及全球，其生产与研发机构集中于欧洲与亚洲，另有驱动与应用中心分布在35个国家的50个地区。驱动与应用中心主要为客户提供本地销售，服务与设计技术。

　　在中国，艾默生CT（属于CT）拥有30个办事处和代表处分布于中国各省城区域，如深圳、上海、北京等。凭借在工业自动化行业的驱动技术以及丰富的经验，艾默生CT提供完整的全方位的配套驱动解决方案，从通用到高性能的直交流驱动器、伺服、伺服电机、PLC及触摸屏产品。

电源是各种电子设备必不可缺的组成部分，其性能优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，功耗小，转化率高，且体积和重量只有线性电源的20%—30%，故目前它已成为稳压电源的主流产品。电子设备电气故障的检修，本着从易到难的原则，基本上都是先从电源入手，在确定其电源正常后，再进行其他部位的检修，且电源故障占电子设备电气故障的大多数。故了解开头电源基本工作原理，熟悉其维修技巧和常见故障，有利于缩短电子设备故障维修时间，提高个人设备维护技能。

二．开关电源的组成
开关电源大至由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成，见图1。
1． 主电路
冲击电流限幅：限制接通电源瞬间输入侧的冲击电流。
输入滤波器：其作用是过滤电网存在的杂波及阻碍本机产生的杂波反馈回电网。
整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电。
逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分。
输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。
2． 控制电路
一方面从输出端取样，与设定值进行比较，然后去控制逆变器，改变其脉宽或脉频，使输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对电源进行各种保护措施。
3． 检测电路
提供保护电路中正在运行中各种参数和各种仪表数据。
4． 辅助电源
实现电源的软件（远程）启动，为保护电路和控制电路（PWM等芯片）工作供电。

三．开关电源的工作原理
开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比来调整输出电压。开关元件以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关无件接通时输入电源Vi通过开关S和滤波电路向负载RL提供能量，当开关S断开时，电路中的储能装置（L1、C2、二极管D组成的电路）向负载RL释放在开关接通时所储存的能量，使负载得到连续而稳定的能量。
VO=TON/T*Vi
VO 为负载两端的电压平均值
TON 为开关每次接通的时间
T 为开关通断的工作周期

由式可知，改变开关接通时间和工作周期的比例，VO间电压平均值也随之改变，因此，随着负载及输入电源电压的变化自动调整TON和T的比例便使输出电压VO维持不变。改变接通时间TON和工作周期比例亦即改变脉冲的占空比，这种方法称为“时间比率控制”（TimeRationControl,缩写为TRC）。
按TRC控制原理，有三种方式：
1． 脉冲宽度调制（PulseWithModulation,缩写为PWM）
开关周期恒定，通过改变脉冲宽度来改变占空比的方式。
2． 脉冲频率调制（PulseFrequencyModulation,缩写为PFM）
导通脉冲宽度恒定，通过改变开关工作频率来改变占空比的方式。
3． 混合调制
导通脉冲宽度和开关工作频率均不固定，彼此都能改变的方式，它是以上二种方式的混合。

四．开关电源的维修技巧和常见故障

1．维修技巧
开关电源的维修可分为两步进行：
断电情况下，“看、闻、问、量”

看：打开电源的外壳，检查保险丝是否熔断，再观察电源的内部情况，如果发现电源的PCB板上有烧焦处或元件破裂，则应重点检查此处元件及相关电路元件。资产管理
闻：闻一下电源内部是否有糊味，检查是否有烧焦的元器件。
问：问一下电源损坏的经过，是否对电源进行违规操作。
量：没通电前，用万用表量一下高压电容两端的电压先。如果是开关电源不起振或开关管开路引起的故障，则大多数情况下，高压滤波电容两端的电压未泄放悼，此电压有300多伏，需小心。用万用表测量AC电源线两端的正反向电阻及电容器充电情况，电阻值不应过低，否则电源内部可能存在短路。电容器应能充放电。脱开负载，分别测量各组输出端的对地电阻，正常时，表针应有电容器充放电摆动，后指示的应为该路的泄放电阻的阻值。

加电检测

通电后观察电源是否有烧保险及个别元件冒烟等现象，若有要及时切断供电进行检修。
测量高压滤波电容两端有无300伏输出，若无应重点查整流二极管、滤波电容等。
测量高频变压器次级线圈有无输出，若无应重点查开关管是否损坏，是否起振，保护电路是否动作等，若有则应重点检查各输出侧的整流二极管、滤波电容、三通稳压管等。
如果电源启动一下就停止，则该电源处于保护状态下，可直接测量PWM芯片保护输入脚的电压，如果电压超出规定值，则说明电源处于保护状态下，应重点检查产生保护的原因。

2．常见故障

保险丝熔断
一般情况下，保险丝熔断说明电源的内部线路有问题。由于电源工作在高电压、大电流的状态下，电网电压的波动、浪涌都会引起电源内电流瞬间增大而使保险丝熔断。重点应检查电源输入端的整流二极管，高压滤波电解电容，逆变功率开关管等，检查一下这此元器件有无击穿、开路、损坏等。如果确实是保险丝熔断，应该首先查看电路板上的各个元件，看这些元件的外表有没有被烧糊，有没有电解液溢出，如果没有发现上述情况，则用万用表测量开关管有无击穿短路。需要特别注意的是：切不可在查出某元件损坏时，更换后直接开机，这样很有可能由于其它高压元件仍有故障又将更换的元件损坏，一定要对上述电路的所有高压元件进行全面检查测量后，才能彻底排除保险丝熔断的故障。

无直流电压输出或电压输出不稳定
如果保险丝是完好的，在有负载情况下，各级直流电压无输出。这种情况主要是以下原因造成的：电源中出现开路、短路现象，过压、过流保护电路出现故障，辅助电源故障，振荡电路没有工作，电源负载过重，高频整流滤波电路中整流二极管被击穿，滤波电容漏电等。在用万用表测量次级元件，排除了高频整流二极管击穿、负载短路的情况后，如果这时输出为零，则可以肯定是电源的控制电路出了故障。若有部分电压输出说明前级电路工作正常，故障出在高频整流滤波电路中。高频滤波电路主要由整流二极管及低压滤波电容组成直流电压输出，其中整流二极管击穿会使该电路无电压输出，滤波电容漏电会造成输出电压不稳等故障。用万用表静态测量对应元件即可检查出其损坏的元件。例：某一24伏直流电机供电电源通电后无直流24伏输出 ，拆开电源外壳，观察保险丝未烧断且电路板无明显的烧焦处或破裂元件，在未通电情况下量AC输入端阻值和DC输出端阻值正常，量开关管、整流桥、整流管等重要元件正常，故判断不存在内部严重短路的可能，估计保护电路动作。经检查此开关电源采用U3842 PWM控制芯片，经查找相关的资料得知，当U3842芯片的3端电压高于1伏时，内部电流敏感比较器输出高电平，将PWM锁存器复位使输出关闭。通电测量U3842的3端高于1伏，6端无输出，经检查相关电路，发现稳压管D2击穿，如图3，故PC1导通，致使U3842的3端为高电平，故6端无输出，开关管不工作，直流侧无直流输出。更换同型号稳压管D2，故障解除。

电源负载能力差
电源负载能力差是一个常见的故障，一般都是出现在老式或工作时间长的电源中，主要原因是各元器件老化，开关管的工作不稳定，没有及时进行散热等。应重点检查稳压二极管是否发热漏电，整流二极管损坏、高压滤波电容损坏等。例：我厂近红处激光光谱仪（VECTOR 22），开机后无法完成自检并报警且主板指示灯不断闪烁。经检查，供光谱仪主板的直流5V电源仅剩2.3伏左右，脱开5V直流电源的负载，通电再次测量5V直流电源，这时则有5V，初步判断此5V直流电源带载能力差，拆开电源外壳进行检修，由于没有带负载时，通电有直流5V输出，故重点检查次级线圈侧的输出整流电路，给5伏电源接上假负载通电进行测量发现三通稳压7805的1、2脚之间电压为5.2伏，2、3脚之间却剩2.3伏，如图4，故判断三通稳压管7805性能变坏，更换三通稳压管7805故障解决。

五．结束语
目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。作为设备维护人员，有必要了解开关电源的基本工作原理，掌握其维修技能，熟悉其常见故障，这样才有利于减少电子设备的维修费用，缩短其故障维修时间，提高自身技能水平。