一、 PLC 受干扰引起的故障
PLC 受干扰将会影响系统信号．造成系统控制精度降低， PLC 内部数据丢失，机器误动作，严重时可能会发生人身和设备事故。采取相应的技术措施。增强 PLC 系统抗干扰能力是很有必要的。
干扰有内部干扰和外部干扰。在现场环境中外部干扰是随机的，与系统结构无关。只能针对具体情况对干扰源加以限制。内部干扰与系统结构有关。通过精心设计系统线路或系统滤波等处理。可使干扰得到最大限度的抑制。 PLC 生产现场的抗干扰技术措施，通常从接地保护、接地方式、屏蔽和抗噪声等多方面进行考虑。
对于供电系统的强电设备。其外壳、柜体、柜架、机座及操纵手柄等金属构件必须保护接地： PLC 的内部电路包括 EPU 、存储器和其他接口共接数字地，外部电路包括 A/D 、 D ／ A 等共接模拟地，并用粗短的铜线将 PLC 地板与中央接地点连接以防噪声干扰。 PLC 非接地工作时，应将 PLC 的安装支架容性接地，以抑制电磁干扰。
在 PLC 系统中。导线主要有 PLC 和负载电源线、交流电压的数字量信号线、直流的数字量信号线、模拟量信号线等。根据接线的功能不同。其防干扰措施如下：
1 ．电气柜内接线安排只有屏蔽的模拟量输入信号线才能与数字量信号线装在同一电缆槽内：直流电压线和模拟量信号线不能与交流量电压线装在同一电缆槽内：只有 220V 电源线才能与信号线装在同一电缆槽内；电气柜的进出口屏蔽一定要接地。
2 ．电气柜外接线安排直流和交流电压的数字量信号线以及模拟量信号线 ( 要用屏蔽电缆 ) 一定要各自用独立的电缆：信号线电缆与电源电缆同装在同一电缆槽内，但为了改进抗噪性能，建议将其间隔 250px 左右。
3 ．屏蔽 PLC 机壳屏蔽，一般将机壳与电气柜浮空，在 PLC 机壳地板上加装一块等位屏蔽板．保护接地与地板保持一定的连接，使用铜导线时，其截面积不小于 10mm 2 ，以构成等位屏蔽体，有效的消除电磁干扰。
电缆屏蔽，一般对载送小信号 (mV 或μ V) 的模拟员信号线，要将其电气柜内电缆屏蔽体的一端连接到屏蔽母体，数字量信号线的屏蔽不超出屏蔽母体；对模拟量的屏蔽总线可绝缘。并将中央点连接到参考电位或地；数字量信号线两端接地可消除高频干扰。
4 ．抗噪声措施对处于强磁场做口变压器 ) 的部分进行金属屏蔽，电控柜内不采用荧光灯具照明。此外， PLC 系统控制电源也应采用相应的抗干扰措施。因为， PLC 控制系统的电源。一般都是 220V 市电。电网的瞬变过程是经常发生的，电源波动大的感性负载或晶闸管装置的切换，很容易造成电压缺口或毛刺，如果直接供电经 PLC 及 I/O 模板，将引起不良后果。 PLC 系统电源抗干扰的方法有： (1) 采用隔离变压器； (2) 采用低通滤波器； (3) 应用频谱均衡法。其中隔离变压器是常用的，因为 PLC 、 I ／ O 模块电源常用 DC24V ，需经隔离变压器降压，再经整流桥整流供给。
二、 PLC 周期性死机
PLC 周期性死机的特征是： PLC 运行若干时间就出现死机，程序混乱，出现不同的故障显示。重新启动后又一切正常。现场实践认为，长时间积灰是造成 PLC 周期性死机的最常见原因，应定期对 PLC 机架插槽接口处进行清扫。清扫时，可先用压缩空气或“皮老虎”将控制板上的灰尘吹净，再用 95 ％的酒精洗净插槽及控制板插头，清扫完毕后细心组装，恢复开机便能正常运行。
三、 PLC 程序丢失
PLC 程序丢失通常是因为接地不良或接线有误、操作有误和干扰等几方面原因造成。
1 ． PLC 主机及模块必须有良好的接地，通常采用主机外壳与开关柜外壳连接接地，当出现接地不良时，应考虑采用多股铜心线，采用从主机接地端子直接接地，确保良好接地。此外，还应保证 I/O 模块 24V 直流电源负极有良好的接地。
2 ．主机电源接线端子相线必须连接正确，不然也会出现主机不能启动，时常出错或程序丢失现象。
3 ．为了防止程序丢失，需准备好程序包。一个完好的程序需提前打人程序包，以备急需。
4 ．使用编程器查找故障时。将锁定开关置于垂直位置，然后拔出，就可起到保护内存的作用。如果要断开 PLC 系统电源，则应先断开主机电源，然后再断开 I ／ O 模块电源，如果先断开 I ／ O 部分电源，或． I ／ O 部分和主机电源同时断开，则会使断电处理间存入不正确数值而造成程序混乱。
5 ．由于干扰原因造成 PLC 程序丢失，其处理方法可参照 PLC 受干扰引起的故障的处理，尽可能地抑制和削弱干扰。
本文来自：上海慧博时代科技有限公司
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变频器功能参数很多，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择。实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行设定和调试。 因各类型变频器功能有差异，而相同功能参数的名称也不一致，为叙述方便，本文以变频器基本参数名称为例。由于基本参数是各类型变频器几乎都有的，完全可以做到触类旁通。 一 加减速时间 加速时间就是输出频率从0上升到最大频率所需时间，减速时间是指从最大频率下降到0所需时间。通常摘自:工变电器用频率设定信号上升、下降来确定加减速时间。在电动机加速时须限制频率设定的上升率以防止过电流，减速时则限制下降率以防止过电压。 加速时间设定要求：将加速电流限制在变频器过电流容量以下，不使过流失速而引起变频器跳闸；减速时间设定要点是：防止平滑电路电压过大，不使再生过压失速而使变频器跳闸。加减速时间可根据负载计算出来，但在调试中常采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间。 二 转矩提升 又叫转矩补偿，是为补偿因电动机定子绕组电阻所引起的低速时转矩降低，而把低频率范围f/V增大的方法。设定为自动时，可使加速时的电压自动提升以补偿起动转矩，使电动机加速顺利进行。如采用手动补偿时，根据负载特性，尤其是负载的起动特性，通过试验可选出较佳曲线。对于变转矩负载，如选择不当会出现低速时的输出电压过高，而浪费电能的现象，甚至还会出现电动机带负载起动时电流大，而转速上不去的现象。 三 电子热过载保护 本功能为保护电动机过热而设置，它是变频器内CPU根据运转电流值和频率计算出电动机的温升，从而进行过热保护。本功能只适用于“一拖一”场合，而在“一拖多”时，则应在各台电动机上加装热继电器。 电子热保护设定值(%)=[电动机额定电流(A)/变频器额定输出电流(A)]×100%。 四 频率限制 即变频器输出频率的上、下限幅值。频率限制是为防止误操作或外接频率设定信号源出故障，而引起输出频率的过高或过低，以防损坏设备的一种保护功能。在应用中按实际情况设定即可。此功能还可作限速使用，如有的皮带输送机，由于输送物料不太多，为减少机械和皮带的磨损，可采用变频器驱动，并将变频器上限频率设定为某一频率值，这样就可使皮带输送机运行在一个固定、较低的工作速度上。 五 偏置频率 有的又叫偏差频率或频率偏差设定。其用途是当频率由外部模拟信号(电压或电流)进行设定时，可用此功能调整频率设定信号最低时输出频率的高低，有的变频器当频率设定信号为0%时，偏差值可作用在0～fmax范围内，有的变频器(如明电舍、三垦)还可对偏置极性进行设定。如在调试中当频率设定信号为0%时，变频器输出频率不为0Hz，而为xHz，则此时将偏置频率设定为负的xHz即可使变频器输出频率为0Hz。 六 频率设定信号增益 此功能仅在用外部模拟信号设定频率时才有效。它是用来弥补外部设定信号电压与变频器内电压(+10v)的不一致问题；同时方便模拟设定信号电压的选择，设定时，当模拟输入信号为最大时(如10v、5v或20mA)，求出可输出f/V图形的频率百分数并以此为参数进行设定即可；如外部设定信号为0～5v时，若变频器输出频率为0～50Hz，则将增益信号设定为200%即可。 七 转矩限制 驱动转矩功能提供了强大的起动转矩，在稳态运转时，转矩功能将控制电动机转差，而将电动机转矩限制在最大设定值内，当负载转矩突然增大时，甚至在加速时间设定过短时，也不会引起变频器跳闸。在加速时间设定过短时，电动机转矩也不会超过最大设定值。驱动转矩大对起动有利，以设置为80～100%较妥。 制动转矩设定数值越小，其制动力越大，适合急加减速的场合，如制动转矩设定数值设置过大会出现过压报警现象。如制动转矩设定为0%，可使加到主电容器的再生总量接近于0，从而使电动机在减速时，不使用制动电阻也能减速至停转而不会跳闸。但在有的负载上，如制动转矩设定为0%时，减速时会出现短暂空转现象，造成变频器反复起动，电流大幅度波动，严重时会使变频器跳闸，应引起注意。 八 加减速模式选择 九 转矩矢量控制 矢量控制是基于理论上认为：异步电动机与直流电动机具有相同的转矩产生机理。矢量控制方式就是将定子电流分解成规定的磁场电流和转矩电流，分别进行控制，同时将两者合成后的定子电流输出给电动机。因此，从原理上可得到与直流电动机相同的控制性能。采用转矩矢量控制功能，电动机在各种运行条件下都能输出最大转矩，尤其是电动机在低速运行区域。 |
ZS5-400晶闸管直流弧焊机
电路原理分析及检修
ZS5-400晶闸管直流弧焊机，用于各种牌号焊条的直流手工电弧焊接，适用于焊接中、低碳钢及合金钢构件，是直流旋转焊机的替代产品，能耗低、效率高。焊机动特性好，电弧稳定、飞溅小，焊缝成型好，操作方便（可两地操作），对电网电压波动能自动进行补偿，在冷、热态时能保持焊接电流的稳定。
图1 ZS5-400焊机电路原理方框图
焊机工作原理简述：电源电压经三相主变压器降压，由晶闸管元件进行可控整流，利用改变晶闸管的导通角控制输出焊接电流的大小，从直流输出端取出电流负反馈信号，引弧后随着输出直流电压增加，负反馈信号也上升，使晶闸管导通角减小，输出电压降低，从而获得了下降的外特性。再加上电压补偿，焊接电流能保持稳定。
引弧电路是每次引弧时，短时间内增加给定电压，使焊接电流增大，易于起弧；推力电路是当输出端电压低于15V时，相当于有一个增量电压叠加在给定电压上，在输出端短路时，此增量电压达到最大值，使短路电流增加，形成外拖的外特性，使焊接时焊条不易粘住。
电路构成见图1，由推力电路、引弧电路、焊接电流反馈信号和给定电流信号合成为移相控制信号，与同步信号一起，输入触发电路，用以控制晶闸管的导通角，实现对焊接电流的调节。
1、ZS5-400焊机整机电路（见图2）原理分析
〔焊机主电路〕在焊接、电镀等需要低电压大电流的可调直流的场合，多采用带平衡电抗器的双反星形可控整流电路，主变压器二次侧为两组匝数相同但极性相反的绕组，分别接成两组半波可控整流电路。变压器二次侧两绕组的极性相反，可消除铁芯的直流磁化，设置平衡电抗器L1的目的，是为保证两组三相半波整流电路能同时导电，与三相桥式电路相比，双反星形整流电路的输出电流可增大一倍。
图2 ZS5-400晶闸管直流弧焊机整机电路图
两个直流电源并联时，只有当电压平均值和瞬时值均相等时，才能达到均流，也即是才具备最佳并联条件，但焊机电路中，两路整流电压虽相等，但瞬时值不等，会使电源自身产生有害环流；如不加平衡电抗器，成为六相整流电路，则任一时刻，只有一相导通，其它五相被阻断，晶闸管的导通时间短，电源利用率低。增加平衡电抗器后，可以有两相晶闸管同时导通，而且晶闸管的导通角加大；与桥式整流电路相比，整流脉动成分减小，电流输出能力增大。为提高输出电流的稳定性和连续性，在输出端串联了平波电抗器L2，对提高焊接质量有较大益处。
每一组3只单向晶闸管元件由一路触发电路来控制，触发电路依次发送三个与电网电压（半波）相对应的三个触发脉冲信号，到3只晶闸管的栅、阴回路，三只晶闸管则以承受正向电压的次序依序导通。
〔同步信号电路〕TB1为同步变压器，二次降压绕组输出与电网三相电压相对应的同步正弦波电压信号，三相电压的正半波信号，分别经R1~R3限流，BW1~BW6六只稳压二极管削波成梯形波，由C1~C3微分电容微分后，在电阻R4两端得到正、负过电网过零点同步脉冲。Z1~Z4组成桥式整流电路，是一个“信号极性自动选择电路”，对R4上的正，负信号电压信号进行选择性输入，使输入到三极管T1、T2的均为正向脉冲电压，T1、T2在输入尖脉冲作用期间饱和导通，提供下图3中电容C1、C2的电荷泄放通路，保障C1、C2从电网过零后重新充电，从而使触发脉冲形成同步点。
图3移相触发信号形成电路
〔移相触发信号形成电路〕从图2中摘录形成图3移相触发信号形成电路。这是一个以单结晶体管为核心组成的张驰振荡器电路，R1和R4为第一基极压和降流电阻，R2、R5为避免VT1、VT2进入直通区而停振，RP1~RP4为T3、T4、VT1、VT2工作点整定电位器，以确定电路输出触发脉冲的移相控制范围。DW1、R7用于稳定三极管T3、T4的基极电流，使之具有恒流特性，从而控制C1、C2上充电电压线性上升。
三极管T3、T4为控制放大器，在输入控制信号的作用下，其导通电阻发生变化，控制C1、C2电容上充电电压的变化速率，进而改变脉冲变压器输出移相触发脉冲的时刻，使主电路晶闸管的导通角变化，达到控制焊接电流的目的。当输入控制信号负向增大时（往负电压变化时），控制放大器T3、T3的Ib上升，导通电阻减小，C1、C2充电加快，触发脉冲出现的时刻提前，焊接电流增大；当输入控制信号正向增大时（往正电压变化时），控制的结果，使焊接电流减小。
晶体管T5、T6组成急停控制电路，当进入“远控”模式时，需要停机时，R8经远控开关接电源地，形成T5、T6的正向偏压，两只管子饱和导通，使a、b点电压为0，移相触发电路被强制停止工作。一些焊机电路中省掉了T5、T6组成的急停电路。
〔控制信号形成电路〕是一个具有引弧电流和推力电流调节，兼具电流和电压反馈双闭环控制电路。
1）焊接电流给定信号电路：由电流整定元件W1~W4、R50、二极管Z23等元件，形成对+15V和-25V的分压电路，W1、W2为信号电压范围整定电位器，W3、W4为近控（本地）和远控电流调节电位器，控制方式由转换开关SA1切换。调整所得的电流给定信号，经晶闸管模块温度（保护）继电器的WK的常闭触点、电阻R34输入到运算放大器FOO7C的反相输入端。给定的电流信号向正方向变化时，输出端电压向负反向变化，移相触发电路中的T3、T4导通能力增强，移相触发脉冲提前，晶闸管主电路输出电流越大。当模块温升异常，WK温度继电器断开，中断了电流给定信号，可控整流电路的晶闸管全部关断，实现了超温时的停机保护；
2）电流反馈信号电路：电流反馈信号由输出端75mV分流器上取得（输出电流达额定电流值时，该分流电阻上的压降达到75mV），分流器的右端接控制电源地，从电流（方向）极性上看，电流反馈信号IF为负电压信号，输出电流越大，IF信号越负。IF信号经电阻R33，也输入到运算放大器FOO7C的反相输入端。形成如下电流反馈闭环控制过程：IF信号负向上升→FOO7C输出端控制信号正向上升→T3、T4导通变弱→晶闸管导通角下降→可控整流电路输出电流下降，从面使焊机获得下降的外特性；
3）电压反馈信号电路：电压反馈信号UF由主电路输出正端取得，电压极性为正，一路经D13、R44、W6活动臂、R41输入到F007C的同相输入端，当UF电压上升时→W6活动臂分压点电压上升→F007C输出端电压往正的方向变化→T3、T4导通变弱→晶闸管导通角下降→可控整流电路输出电压下降。这是一路“常态”的电压负反馈闭环控制支路，在因电网电压或负载变化引起输出电路变化时，起动稳定输出电压的作用；
4）推力电流和引弧电流调节电路。电压反馈信号UF又经R45、W5，并从W5活动臂上分压（整定）取得控制信号，W5为推力电流调节电位器。当轻载焊接电流较小时，UF电压幅度大，稳压管D19处于反穿状态，经R46为晶体管T3提供较大的基极电流，T7饱和导通，集电极电位为0V，二极管D17的负端电流给定信号为正，D17处反偏截止状态，F007C依据电流给定信号的电流反馈信号输出控制电压；当焊接电流增大时（焊接状态近似于电源短路状态），焊接电压严重变低（如低于10V），此时起弧困难，焊条极易粘住，这时候电压反馈信号UF降低，稳压管D19出离反向击穿区而截止，晶体管T7失去基极偏流而截止，集电极变为高电位，形成由15V电源正端→R48→C24→W7固定端到电源地的C24的充电电流回路，由此在W7活动臂得到正电压分压输出，此时二极管D17因承受正向电压而导通，这个正电压叠加在给定电流信号上，使输入至F007C反相端的电压上升，控制的结果，使晶闸管导通角增大，主电路输出电压上升，焊接中起弧顺利。这是一个“暂态”的电压反馈信号控制支路，起到瞬间提升给定电流信号的作用。电位器W5用以整定输出电压的“引弧点”，即输出电压低至某阀值时，开始引弧动作。电位器W7用于整定提升信号的大小，所以又称为引弧电流调节电位器。
可见，给定电流信号、反馈电流信号、反馈电压信号均经运算放大器F007C处理混合为一路控制信号，这是根据直流焊机的工作特性处理得出的信号，送入后级移相触发电路，动态控制主电路晶闸管的导通角，完成对焊接电流输出的控制。
〔末级功率放大电路〕移相触发电路采用张驰振荡器的优点，是电路简单，但缺点是输出脉冲窄，触发功率小，只宜触发小功率晶闸管。将末级触发电路化简为下图4末级脉冲功率放大电路，看一下其工作过程。
单结晶体管的b1极输出尖脉冲信号，经脉冲变压器B1耦合，由D2整流输入小功率单向晶闸管SCR1，控制其开通与关断。在一个电网周期内，B1送出3个触发脉冲，SCR1开通3次，SCR1开通时，经D3~D5、R2~R4接通大功率晶闸管SCR2~SCR4的触发电流回路。因为对应电网电压的三个负半波电压，并非在同一时刻到来，即SCR1开通，提供触发电流期间，SCR2~SCR4功率晶闸管总是只有其中一只承受正向电压而导通，其它两只则处于截止状态，所以完全可由SCR1控制三只功率晶闸的开通，在电压出现自然过零点时，SCR2~SCR4功率晶闸管则能自行关断。以SCR4功率晶闸的触发电路为例，分析一下触发电流的形成通路：当SCR1受控导通时，形成从SCR4的阳极→D5→R4→SCR4的栅极→SCR4的阴极的触发电流通路，电路中D5只为SCR4提供正向触发电流，避免反向触发电压的出现，R4用于限制触发电流的大小，C4用于消噪和吸收干扰信号。小功率晶闸管SCR1在此电路中起到对触发电流/功率的放大作用，以提高驱动能力，保障SCR2~SCR4功率晶闸管的可靠开通。
图4末级脉冲功率放大电路
也可以看出，晶闸管的主电路，只有当负载（焊接）回路接通时，才能形成晶闸管的触发电路通路，若负载端处于开路状态，则功率晶闸管将全部因无法形成触发电流的通路，而全部处于关断状态，而使直流输出电压为0V。这是检修中需予注意的一个问题。
2、ZS5-400晶闸管直流焊机的故障检修
检修中需要注意的问题：
1）受维修部中电源容量所限，对送修焊机，不可能进行实际的焊接试验。焊机空载，因形不成触发电路通路，主电路停止工作，不便进行检修，得想法提供焊机的工作条件，让焊机“工作起来”。焊机的空载电压一般为60V左右，只要想法为焊机提供百毫安以上的负载电流——达到晶闸管的“擎住电流”值以上就行了，如将输出端接入500Ω20W电阻，或100W灯泡两只并联，都可以使触发电路能工作起来。
2）推力电流和引弧电流调节电路，是在焊接时（数百安培焊接电流）输出端电路低落至一定值时，才产生动作的，电路的动作依赖于电压反馈信号UF。因而在焊接电流为0的情况下，我们只要向电路人为送入一个可变的UF电压信号，就可以检测电路的工作状态是否正常。所以维修手头就常备一个直流可调电源（如0~30V），如果能一个固定电压输出的电源，如24V仪用电源，外加电位器，取得可变电压信号，也较为方便。电流反馈信号同样也可以用这种方法取得，注意信号电压的范围为0~75mV。
负载电流的产生、IF和UF信号的形成，是焊机能“工作起来”的三个条件和检测条件，可以采用变通手段，人为生成这三个条件，也即是创造维修部内的电路（上电的、动态的）检修和电路性能试验条件，可以大大提高检修效率和保障检修质量。
〔故障实例1〕故障现象为有输出电压，但无法焊接，不能引弧。焊机上电，接入负载电阻和灯泡，检测空载电压严重偏低，用示波测量输出波形，正常时应为6波头整流电压，现在只能测得3波头整流电压，说明主电路晶闸管只有一路能正常工作。故障范围在同步采样电路、移相触冲形成电路或末级功率放大电路。
第一步，通过相关的检测，缩小故障范围。测末级功率放大电路中的小功率晶闸管SCR7的栅、阴极，正常工作中，应有零点几伏的直流电压，另外，检测3只主电路晶闸管的栅极电阻两端的电压降（也为零点几伏的直流电压），当触发电流回路产生时，R9~R11因流过电流产生压降。或直接检测SCR1-3的栅、阴极间电压，也能判断有无触发脉冲送入晶闸管。以上检测电路值均为0V，说明没有触发脉冲送入SCR7脉冲功率放大电路。故障在前级电路。
移相触发脉冲形成电路，为结构完全相同的两套电路（见图3），现在其中一路（T3、VT1）是正常工作的，故将T4、VT2电路与T3、VT1电路对比测量，能很快找到故障点。检测a点电压值为0，电容C2上无充电电压形成。可能故障原因有：C2短路损坏、急停控制电路中T6击穿损坏、T4开路或无Ic电流产生。正常工作时，因Ic电流产生，晶体管有一定的管压降Vce，检测T4的Vce为0V，说明T4不是处于短路即是外于工作电源丢失状态，试微调T4发射极串联的半可变电位器RP4，负载灯泡亮度变亮且闪烁。焊机停电，检查RP4一个固定端因氧化产生虚焊，将RP4换新，参考RP2的调整位置，上电试机，输出电压正常。
〔故障实例2〕故障现象：焊条极易粘住，调节推力电流和引弧电流电位器，无效。用户以为电位器损坏，自行将其换新，仍旧无效，才送修。推力电流和引弧电流调节电路，见图2以晶体管T7为核心的电路，当W5整定不良、T7短路、电容C24容量严重下降时，均会导致给定电流的叠加信号太小或消失。空载情况下，输出端电压最高，UF电压最高，稳压二极管处于反向击穿状态，晶体管T7处于饱和导通状态，Vc电压接近0V。
断开R45，使UF电压值为0，T7失去基极偏流而截止，其Vc应为+15V高电位（C24很快充满电）。但这时T7的集电极电压仍为1V以下。拆下T7测量，集电极与发射极之间电阻正反向电阻均为几千欧姆左右，说明该管子已经严重漏电，不能使用了。将T7换新，顺便也将电容C24一同换新（避免存在容量减小故障），从R45一端送入0~30V可调直流电压，代替UF信号，调整W5，当送入信号电压为18V时，使T7由导通状态变为截止状态。即焊接时当输出端电压降至18V时，推力与引弧电路给出一个给定电流叠加信号，使输出端电压产生一个跃升，利于起弧。
调整后交付用户，使用状况良好。
