汽車生產線裝置故障處理
袁雷摘要
以汽車生產線裝置為例，介紹因設計存在缺陷導致的裝置故障處理。
關鍵詞汽車生產線
ｕ４６８．２
ｐｌｃ機械人文獻標識碼
電路故障處理ｂ
表１線圈電壓
，ｖ中圖分類號
裝置故障有時是由於裝置設計存在缺陷引起，下面以哈爾
濱哈飛汽車股份****汽車生產線裝置為例，進行說明。
１．ｐｌｃ模組選型不當
吸引線圈消耗功率，ｖａ計算電流／ａ
吸合ａｃ １１０
６８保持
７．８吸合
０．６２
保持０．０７
例１沖壓自動化生產線壓力機電氣控制系統採用西門子使用中ｐｌｃ控制雙閥動作的輸出點頻繁損壞。
雙閥是壓力機上控制離合器、制動器動作的元件，壓力機每
一ｐｌｃ繼電器輸出觸點在情況下，使用壽命為１５０萬次。如果生產線裝置每天（白班＋夜班）加工２０００件（實際數量可能遠高於此），即觸點動作２０００次，每月按２２個工作日計
個行程，雙閥要動作一次。雙閥由數
字量輸出模組（繼電器輸出）控制（圖１），其中ｋａ１６～ｋａ１９為西門子３ｔｈ４０２２中間繼電器（引數見表１）。ｐｌｃ觸點持續電流能
算，則每月為４４０００次，使用壽命為３４．０９月。分析認為ｐｌｃ內部繼電器（觸點）已到使用壽命。對於動作頻繁的ｐｌｃ輸出模組不
力為２ａ，實際使用時帶載為中間繼電器線圈，吸持電流為ｍａ級，廠家在設計時對雙閥控制採用雙繼電器輸出以防止因觸點粘死導致雙閥誤動作，因此繼電器觸點過載燒壞（粘死）導致雙閥誤動作的可能性很小。
要採用繼電器輸出，其使用壽命短，應改為電晶體、固態繼電器、
雙向可控矽等無觸點輸出模組，其使用壽命遠高於繼電器。改用雙向可控矽輸出模組，效果良好。
直流電源負載問題引起的裝置故障處理徐摘要
平介紹一起因直流電源負載能力變差引發的電氣裝置故障處理例項。
直流電源
負載故障處理ｂ
ｔｐ２０７
文獻標識碼
關鍵詞電氣裝置中圖分類號
電氣裝置普遍使用直流電源，直流電源若完全沒有輸出電壓，維修時容易判斷。但直流電源使用一段時間後負載能力變
故障現象：①經常在執行**現系統無任何報警，壓縮機、風機、迴圈水幫浦均停機，再過一段時間又自動重新執行。②有時系統自動啟動，負載加大時，迴圈水幫浦、風機、壓縮機同時停機。
③經常下午４點後系統能開起，有時星期天系統能穩定執行。
２．故障處理
差，在空載或少量負載時，可正常工作，滿負荷則時好時壞，這類故障較難診斷。
１．故障現象
１臺２００２年從法國進口的ｌｅｎｎｏｘ冷凍機組，共有４臺
根據圖１，若ａｃ ２２０ｖ電源瞬間很低，將導致控制系統無法正常工作，ｋｐ０１所有輸出繼電器同時失壓，系統就會突然停機，而這也和故障現象⑧有一定聯絡，此時電網波動大。由於水幫浦、壓縮機均為大功率電機，無降壓啟動措施，監控冷凍機組輸
壓縮機併聯執行，總製冷量１５００ｋｗ，控制系統是壓縮機、迴圈水幫浦、風機的接觸器線圈均為ａｃ ２３０ｖ，由ｋｐ０１線路板內固態繼電器輸出點直接控制（圖１）。系統正常時，迴圈水幫浦一直工作，若迴圈水實際溫度高於設定的迴圈水溫，風機啟動，壓縮機開始工作，達到溫度後風機和壓縮機停止。目前系統
入電壓，發現啟動瞬間３８０ｖ電壓波動超過１０％。該製冷系統由
乙個獨立分變供電，在變電所將二次側電壓由３８０ｖ調到
圈設聾管理與維修２０１２№４
— 超塑受
例２某焊接生０００ １０ １０
生產。將ｎｖｉｙ１６ｒ一０８改為電晶體輸出型模產線採用１６臺焊接機
ｌ２３ｉ４ｉ５塊），問題解決。
器人進行自動車體焊
上述兩例輸出模組的選型在設計上沒有問題，但從生產工接，每個焊接機械人有［｛］牟牟況角度考慮，採用繼電器輸出型顯然是不合適的。
兩個控制櫃，１個機器
２．焊接機械人設計缺陷
人本體控制櫃，另１個—
例１某車型焊接生產線採用５５臺進口焊接機械人進行
控制櫃以富士
牟車體焊接工作。正式投產後該系列機械人故障頻繁，主要現象：ｐｌｃ為核心，控制機器離合器單閥正常
復位故障
①啟動過程中示教器一直顯示白屏，最後硬碟燈不閃也不亮，系
人的外圍裝置（如氣統啟動失敗；②正常啟動時間約６０ｓ，啟動後示教器一直顯示啟閥、大小張口檢測開
動時間，「ｈｄｄ」燈不亮也不閃，啟動失敗；③系統啟動過程中，
關、焊接啟動訊號、機示教器顯示機械人迴圈安裝檔案，系統啟動失敗；④啟動正常，
器人與步進機及機器機械人能移動但執行到焊接語句時焊接啟動訊號給不出來，機
人之間互鎖訊號等），器人不焊接。
並通過ｐ—ｌｉｎｋ與主線
處理過程中發現所有故障的機械人主ｃｐｕ板型號均為ｐｌｃ進行訊號交接。電ｄｓｑｃ５００，而採用ｄｓｑｃ５４０主ｃｐｕ板的機械人未有損壞，初步氣原理見圖２，ｐｌｃ程
判斷該系列機械人這批ｄｓｑｃ５００主ｃｐｕ板存在問題。檢查全序見圖３，其中機械人線機械人主ｃｐｕ板，發現共有２８臺機械人主ｃｐｕ板為
所帶焊鉗大小張口檢
圖１ｄｓｑｃ５００，後送３塊ｄｓｑｃ５００故障板給機械人公司總部檢測，測訊號是通過富士
結論為這批ｄｓｑｃ５００板上的模組有問題，在進
ｐｌｃ輸出點（ｎｖｉｙ１６ｒ一０８繼電器型輸出模組）提供給焊接機器行資料運算時容易出錯，是產品設計問題。責成其國內分公司人ｉ／ｏ控制板，作為機械人的輸入。平均每個機械人每台車為
免費全部更換２８臺機械人模組，問題解決。
４０～５０個焊點，即小張口檢測每台車要動作４０次（大張口每台３．位置控制編碼器選型不當
車約２０次），每天單班產量２４０臺，相當於ｐｌｃ輸出模組上的例１某新車型生產線共有９臺電機採用變頻器、增量型小張口微型繼電器每天動作９６００次，每月２２天計算約動作２１
編碼器、ｐｌｃ進行位置控制，投產後主線行走、公升降步進機、左右
萬次。高頻動作導致大小張口檢測繼電器頻繁損壞，嚴重影響
側圍線公升降電機、吊具頂蓋公升降電機經常發生「零位丟失故障」，
一塊ｋｐ０１備件，研究該印刷線路板，發現ｋｐ０１輸出點是由其內部固態繼電器常開點控制，故障出現時
接觸器線圈同時失電，控制這３個接觸器的固態繼電器直流電
源出問題的可能性較大。同時發現儲存器是ｅｐｒｏｍ，將原板上ｅｐｒｏｍ裝到新ｋｐ０１上，更換原ｋｐ０１板後，系統正常工作。
３．維修總結
從圖１看出，ｋｐ０１板的工作電源是ａｃ １２ｖ，線路板上有
乙個基本全波整流電路，將ａｃ １２ｖ電源轉換成ｄｃ １２ｖ電源。
直流電源輸出端有１個濾波電容隨著系統工作時
間增長，電容效能下降，導致輸出電壓不穩定。電容效能下降是
迴圈水幫浦
壓縮機風機
乙個漸變過程，因此在電容效能下降初期，提高輸入電壓可在短ｋｐ０ｌ——控制單元ｋｐ０７——顯示單元
時間內起作用。此次故障維修可得到以下啟示：
圖１ｌｅｎｎｏｘ機組電氣控制系統圖
（１）對於市場應用非常少的元器件，尤其是具有處理器、存
儲器晶元的部件，應注意收集資料，以備急需。
４０５ｖ，系統能穩定執行，說明控制系統對電壓波動（２）對一些拿不準的部件，要準備備件，可減少裝置故障對較敏感。
生產的影響。
但幾個月後，上述故障現象又偶爾發生，根據經驗還是認為（３）直流電源負載能力變差，有時表現是非常沒有規律，時
控制電源存在問題。另外從變電所鋪設１根臨時電纜，使控制電
好時壞，維修困難，電源使用一段時間後，要關注其負載能力。
源完全與該機組電源脫開，但故障依舊。進一步分析圖１，判斷ｗ１２．０４－１９
故障源可能來自２３０／１２ｖ的變壓器或ｋｐｏ１控制器，仔細檢查變壓器執行狀態滿足工作要求，因此焦點集中到ｋｐｏ１控制器。作者通聯：一汽解放公司無錫柴油機廠江蘇無錫市永樂控制系統國內較少使用，且無詳細相關資料，又沒東路９９號
２１４０２６
有編成器**程式和引數的備份，難於拆開ｋｐ０１控制器。購買
［編輯凌
瑞］－＿＿＿＿＿＿塑生鰵塑
裝置管理與維值２０１２№４困
ｐｉａｓ輸入模組ｐ２４ｖ
ｒｏｂｏｔｉ／０板
ｔｂ１ｙｂ０５０
大口口）
④④⑩ｇｕｎ小口
ｔｂ５ｙｂ０５４０５，
；ｔｂ９
ｇｕｎ大口
ｔｂ７ｙｂ０５６
ｔｂ８ｙｂ０５７④
圖２２０１１年１月１１
日一３月１１日，因
零位丟失問題已
累計停線６４０ｍｉｎ，嚴重影響生產。
增量型編碼
器使用中有以下問題：①存在零點
圖３圖４
累計誤差；②抗干擾較差，接收裝置的停機需斷電記憶；③開機應找零或參考位等。這些問題造成「電機零位」丟失，此為原設計缺陷，更換絕對值編碼器後問題解決。
４．變頻器設計缺陷
２００７年８－９月，塗裝車間掛在ｄｅｖｉｃｅｎｅｔ網路上的某型
ｉ一一＝—ｌ【＝ｉ）
平（±）一—
—號變頻器連續損壞４臺，故障現象均為變頻器先報故障：「無通訊」，重啟後自檢通不過。故障排查期間又有３臺變頻器出現同樣故障。
經查原因是電源板上３個６８０￣ｆ、３５ｖ電容容量不夠，進一
ｉ一一ｌｃｏｍｉ
ｌ—圖５
ｒ 、 ｌ一
ｐｎｐ接近開關內部ｐｌｃ內部
步發現所有損壞的電解電容均為黃色、台灣出產。該生產線投產僅５年，電容不應失效，懷疑該型號變頻器這批電容存在質量問題。廠方技術主管對故障調研後，認同對故障原因的判斷及處理，並派人攜帶儀器、備件對公司所有１８３臺採用同樣電容器的該系列變頻器進行免費檢測，更換電容和內部開關電源板，問題解決。
５．玻璃塗膠機械人接近開關選型錯誤
**生產線玻璃安裝採用的某品牌玻璃注膠機械人由機
輸入模組額定輸入電流約７ｍａ，圖５是正在使用的問題開關與ｐｌｃ接線圖，當開關沒感知時，ｐｌｃ
應沒有輸入，但由於存在洩漏電流（虛線阻值忽略不計，則導致ｐｌｃ輸人為ｏｎ。當開關有感知時，開關接通，訊號線與＋２４ｖ接
器人本體、玻璃轉台及注膠控制組成，其中轉台部分採用三菱ｐｌｃ控制，使用３個月後塗膠機械人轉台頻報「玻璃選型錯
誤」。通，等電位，開關截止，ｐｌｃ輸入無訊號。即剛使用時接近開關是通過洩漏電流起作用，而正常接通卻使開關截止無輸出。
設計者按這種錯誤的開關狀態編寫程式，隨著使用時間增多，估計是開關內阻或ｐｌｃ內阻增大，導致，＜７ｍａ，因此出現上述故障現
程式查詢發現判斷玻璃型號的接近開關狀態不對，而且開關故障現象均為開關動作正常，指示燈顯示正常，但對應的ｐｌｃ輸入一直沒有。檢查發現線路、開關及ｐｌｃ輸入點良好。三線制接近開關分為ｎｐｎ型和ｐｎｐ型，其與ｐｌｃ接線見圖４。
根據圖紙及現場接線，現場模組ｃｏｍ端接＋２４ｖ，這決定現場的三線制開關必須為ｎｐｎ型。而塗膠機械人玻璃選型開關均為ｏｍｒｏｎ的ｅ２ｅ—ｘ２ｆ１接近開關，為ｐｎｐ常開型。據此懷疑廠家設計存在問題，選錯開關型別，但是長期使用又未出現問題。
為此考慮
象，開關動作正常，但相對應的ｐｌｃ輸入一直沒有，導致程式無法判斷出玻璃型號。廠家確認是在設計時忽略了ｎｐｎ開關與ｐｎｐ開關的區別，選錯開關型式。
ｗ１２．０４—１８
作者通聯：哈爾濱哈飛汽車股份****１１１車間哈爾濱經濟技術開發區哈平路集中區徵儀南路１號 １５００６０
以下問題為常開型，開關未動作而ｐｌｃ輸入接通；②廠家開關接錯，機械人卻能長期使用。查閱三菱手冊，
［編輯凌瑞］
團設定篁理與維修２０１２ｎ。４
篷ｉ煞塞 ！鱉：塑．．一
直流電源知識
直流電源分類，通俗的講主要根據電路構成形式，分為 1.開關直流電源2.線性直流電源3.可控矽整流器，下面就這三種電源做簡單介紹 開關直流電源 電路型式主要有單端反激式，單端正激式 半橋式 推挽式和全橋式。它和線性直流電源的根本區別在於它變壓器不工作在工頻而是工作高頻區域。功能管工作在開關狀態，開關電...
數控直流電源製作
一 系統組成與原理概述 本文所設計的數控直流電源與傳統穩壓電源相比，具有操作方便 電壓穩定度高的特點，其輸出電壓大小採用數字顯示，原理方框組成圖見圖 它共由六部分組成。輸出電壓的大小調節通過 兩鍵操作，控制可逆計數器分別作加 減計數，可逆計數器的二進位制數字輸出分兩路執行 一路用於驅動數顯電路，指示...
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