故事作者:工控人来学习

最近创作

看看TA的故事

S7-1500定位(计数)模板为什么总检测到编码器故障

已锁定

工控人来学习

官方工程师

  • 帖子

    155
  • 精华

    24
  • 被关注

    233

论坛等级:侠圣

注册时间:2011-04-07

普通 普通 如何晋级?

S7-1500定位(计数)模板为什么总检测到编码器故障

7831

14

2015-03-11 14:15:56

随着S7-1500产品的逐步完善,越来越多的用户开始使用S7-1500系列的产品。但对新产品的特性,大家还都不是很熟悉,因此往往遇到一些比较“奇怪”的问题。比如,同样的设备,同样的生产线,使用S7-300/400系统都能正常工作,但如果换成S7-1500就有问题……类似这样的问题,有的是人为因素导致的,但偶尔也会是产品的新特性造成的。这里介绍一个现场遇到的问题,万一大家涉及到类似的问题,希望能帮助尽早确认故障原因。

   某用户使用了西门子最新的S7-1500系列的控制器产品集成到他们的设备上,其中用到了S7-1500的计数功能。用户在使用过程中,就发现计数模块总是报警,而该报警会导致PLC设备停机,影响了其机械设备的正常工作。该设备之前使用过S7-300系列和S7-200的产品做为控制器,均未出现过类似的问题,而此时已经有多套设备发往现场,均出现类似的问题,因此希望西门子赴现场进行问题检测。

   根据了解,现场使用的是S7-1500位置检测模块(MLBF:6ES7 551 1AB00 0AB0) ,该模板所连接的传感器为光栅尺放大器,该光栅尺是用来检测设备的初始位置的,相当于通过计数来实现定位功能。传统的方式,应该是使用绝对值编码器来进行位置的检测,但在该机型上,用户使用了光栅尺来替代绝对值编码器来进行位置检测。

   现场出现的问题是,当设备上的触点触发该光栅尺的“复位”功能时,S7-1500PLC随即出现“编码器故障”,由于该故障是PLC自动检测到的,因此会导致PLC将定位轴停掉,之后操作人员多次复位后,该故障才可能消失,从而严重影响了最终用户的使用。

   该用户经过一段时间的观察,发现这种故障出现的概率大约25%左右。由于用户已经对计数模块的参数进行了多次的修改和测试,均不能解决问题,因此,用户怀疑是S7-1500的计数模块在检测传感器信号时出现的问题,因此希望我们到进行现场进行检测。

   于是我们赴用户的现场进行实地的检测。

   在用户现场,我们看到该设备使用的是S7-1500系列的PLC作为控制系统。在设备进料旋转轴的两侧,分别安装了光栅尺,用以对设备的移动距离进行计数,之后转换成位置数据来控制设备的给进距离,同时将设备与旋转轴之间的距离保持在一个相对固定的值上,从而保证工艺的要求。

   现场的光栅尺安装在轴的两端,通过计数来记录位置。但该光栅尺与传统的编码器相比,多了一个“复位”功能。

所谓“复位”功能,在光栅尺的手册中,称为“当前位置通知输出功能”,指的是将当前位置相对于编码器的零点之间的计数值的差值进行输出。即当光栅尺的感测头被模具碰到时,PLC就通过一个DO输出连接至光栅尺的“复位”信号,“复位”信号的下降沿将触发光栅尺将模具此刻的位置与编码器的“零”位置之间的差值进行输出,之后PLC根据该数值来调整模具与旋转轴之间的初始位置。由于每次设备重新上料的时候,都需要重新调整初始位置,因此该功能在每个工序开始时都会执行。

        但只要系统执行该功能时,往往就会在S7-1500系统中得到一个“编码器故障”的报警和错误(图2):

从手册中,可以查到相对应的故障信息,表示这是一个“编码器故障”:

   而一旦检测到该故障,则系统将进入“standstill”状态。从而导致设备停机。

        并且该故障仅在执行“复位”功能时才会出现,一旦进入正常生产状态,该故障不再出现。

        因此,我们初步怀疑是编码器脉冲检测过程出了问题,因而重点检测了在“复位”执行过程中,光栅尺的脉冲信号。

        根据传感器的手册,我们发现,当触发“复位”功能时,光栅尺的输出脉冲将被关闭(图3)。

于是我们用示波器检测了该光栅尺在“复位”时所发出的计数脉冲的信号波形(图4)。

   从波形中可以看到,当模具触发到该“复位”感测头时,光栅尺的脉冲将关断,所有脉冲的状态均为“零”。

 

       根据手册,该光栅尺的输出信号为与EIA-422兼容的信号,该信号是由A相、B相组成,相互之间有90度的相位差(图5):

因此,该信号在“复位”的瞬间,其实有4种可能性(图6):

   可以看到,对于AB相脉冲来讲,每相邻两种情况,都是只有一个信号跳变(A相或者B相从1—>0或者0—>1),因此,当脉冲处于134状态时,当编码器被“复位”时,对于计数模板来讲,都还是检测到只有一个信号跳变,因此对于计数模板来讲,都认为信号是正常的;但当编码器处于情况2时,由于AB两相的信号是同时从“1”变到“0”的,两个信号都出现了跳变,因此很有可能会被模板认为是编码器信号出现异常,从而被认为是故障。并且该检测是模板自带的功能,通过参数是无法将该功能屏蔽掉的。

 

        为此,我们对编码器的这几种情况分别进行了测试,发现故障果然都是出现在第2种情况(图7)。

 

 

在这种情况下,故障就会出现(图8),而当编码器处于134几种情况时,计数模板均不会报故障。

 

        并且该故障不仅出现在定位功能,还出现在计数功能中(图9)。

   由于第2种情况刚好为4种情况之一,因此该故障出现的概览大概为25%,这也与现场反映的情况刚好是一致的。      

        而当系统正常工作时,由于不存在AB相同时由“1”跳变为“0”的情况,因此是不会出现故障信息的。

  通过本次现场的检测,我们可以确定,对于编码器信号,S7-1500的位置检测模板(计数模板)会对编码器信号进行检测,当出现信号“突变”的情况时,就会报出“编码器故障”信息,并使得系统进入相应的状态(例如:停车)。因此,可以看到,新的S7-1500的检测机制更为完善、故障信息更加详细,同时模板的功能也更加完善,这些应该都是新的S7-1500系统的一些新功能和新特性,分享出来希望各位能够有所了解,下次使用到S7-1500的计数或者定位模板的话,大家可以做个参考。

       当然,由于确认了这些信息,用户通过程序的处理,对控制工艺进行了修改,避免了由于模板检测到编码器故障导致的设备停机问题的再次出现。

 

 

 

 

 

 

 

S7-1500定位(计数)模板为什么总检测到编码器故障 已锁定
编辑推荐: 关闭

请填写推广理由:

本版热门话题

电磁兼容问题及处理

共有48条技术帖

相关推荐

热门标签

相关帖子推荐

guzhang

恭喜,你发布的帖子

评为精华帖!

快扫描右侧二维码晒一晒吧!

再发帖或跟帖交流2条,就能晋升VIP啦!开启更多专属权限!

top
您收到0封站内信:
×
×
信息提示
很抱歉!您所访问的页面不存在,或网址发生了变化,请稍后再试。