基于PLC传送链故障诊断与问题分析(自

1、. . . 基于PLC的传送链故障诊断与问题分析The transmission chain fault diagnosis and problem analysisbased on PLC章龙孟凡臣 贺西忠（中国重汽（）轻卡部， 250214）摘要：传送链是一种由PLC控制的高度自动化系统，在汽车生产行业中得到广泛应用；包括自行葫芦输送机、积放式悬挂输送机等空中运输设备，在汽车装配过程中有着重要的作用1。本文通过在实践中积累的经验，归纳分析了传送链常见的故障，从PLC软件中深入分析，针对各种故障提出相应的解决方案，为本领域更好的使用传送链奠定了基础。关键词：传送链；故障诊断；PLC；自行葫芦

2、线The transmission chain fault diagnosis and problem analysisbased on PLCAbstract: Transmission chain is highly Auto-system base on PLC control， widely used in the automobile manufacturing industry, including their own hoist conveyor product release Overhead conveyor air transport equipment plays an

3、important role in the automotive assembly process. This article through the accumulation of experience in practice, summed up the common failure of the transmission chain, and in-depth analysis and propose appropriate solutions for various failures in the art, the use of the transmission chain has l

4、aid the foundation for better.Key Words: Transmission chain; Fault diagnosis; PLC; Self-gourd line0.引言轻卡部作为集团公司新成立的单位，其设计纲领为生产中高端轻卡年产量30万能力。一期规划中，设总装配线一条；驾驶室大冲线、焊装线、驾驶室电泳涂装线各一条；车架铆接与电泳涂装线一条。其产成品工位物流均采用空中自行葫芦输送线与积放式传送链方式。其主要包括：车架上线自行葫芦线、发动机上线自行葫芦线、前桥上线自行葫芦线、后桥上线自行葫芦线、饰后驾驶室上线自行葫芦线、轮胎上线自行葫芦线、焊装车间至涂装车间自

5、行葫芦线、漆后驾驶室至总装车间积放式悬挂输送链、前处理电泳自行葫芦线、PVC自行葫芦线等。各类输送线总长度为：3753米；其轨道形式有：复合式铝合金轨道、工字钢轨道。控制方式有：行走选用SEW电机、升降选用科尼（双速）电机，控制系统基本选用西门子S7-300控制单元；以与EMS智能控制器系统和三菱Q02H型PLC。空中传送机构，具有自由选择输送线路，能有效利用空间，节省人力，提高工作效率，确保物流质量等优点。其缺点是：一旦设备出现故障，或信号紊乱，将造成重大安全事故以与全线停产。因此，必须确保空中传送设备正常运转、安全运行。1. 运行过程中常见故障与出现频次由于积放链与空中KBK葫芦线属于非标

6、设备，其设备骨架属于钢结构制作，行走路线按轻卡装配线与生产工艺要求设置。其运行设计节拍要满足装配线4分钟/辆的装配速度。其功能要确保各类总成能够按需要输送到指定工位，其方式是利用道岔、积放等形式。具有快进、慢进、快落、慢落、自动、手动、退回等功能。其高自动化控制的指令均来自各点的传感信号，因此，丢信号与防控措施等带来的故障非常频繁。轻卡部自3月开始试生产以来，积放链与空中葫芦线陆续出现下列故障：如，驾驶室上线装置，经常停在空中无任何动作；轮胎输送线正常行走的葫芦与分配道岔动作相左，造成葫芦脱轨；车架输送线、桥输送线出现突然下落故障，险些造成安全事故；积放链经常出现占位信号，造成不能正常输送驾驶

7、室；等等。从故障类型总结，主要包括以下几种类型：（1）自行葫芦小车在行走、动作过程号突然丢失。发生频次经常；（2）小车在上、下件工位按放车后不走现象。发生频次少；（3）道岔动作故障，包括道岔卡阻、动作不到位。发生频次较少；（4）小车在上件工位装件时，在装件过程中突然自动向前行走。发生频次较少；（5）小车在上、下件工位出现自动后退现象。发生频次较少（6）积放式悬挂输送机停止器打不开。发生频次经常；2.故障分析与解决方案、使用效果2.1自行葫芦小车在行走、动作过程号突然丢失。信号丢失可能导致小车相互碰撞、小车行走停止、葫芦上升下降数据丢失等现象。造成信号丢失原因：中间继电器故障。小车在使用行走过程

8、中由于震动导致信号瞬间丢失。信号干扰。经查证硬件故障主要是继电器松动造成，因设备厂家提供的插座式继电器无防松卡扣，在运行过程中，经震动造成虚连。责令生产厂家全部更换带卡扣的继电器后，大量的丢信号故障得以解决。但还有时发生此类故障，因此，只有从控制系统的软件上查找原因，经查证发现，系统PLC采用单独的直流电源并经过滤波器所以最常见的原因为小车动作中震动导致信号瞬间丢失。从下图1中可以看出小车在离开上件工位100mS后即认为小车已经不在上件工位，此时后面的小车往上件工位行走，造成两个小车碰撞。很多时候信号丢失只是很短暂的时间，如果将复位时间变为2S那么信号就不会出现丢失的情况，改后为图2。图1 图

9、2 图1 图2将复位时间增加到2S后信号的丢失现象明显减少，使用过程中小车相撞和小车在上下件工位自动下降后再自动下降的现象几乎没有。2.2小车在上、下件工位按放车后不走。操作者在工作完成后按放车按钮，此时葫芦自动上升停止后，出现不走的原因：葫芦没有到达上限位。上限位开关损坏。中间继电器、接触器故障。上限位行程开关、中间继电器、接触器故障为硬件问题，不容易发生；即造成这种故障的原因为葫芦没有到达上限位。葫芦上升除了上限位开关保护外还有程序中的软保护，软保护主要将上升下降数据进行比较从而大概判断葫芦上升下降大概的位置。原理如图3、4：图3 、4从程序中可以看出按放车按钮后，葫芦开始上升并且存储器D

10、B3.DBW20开始计时间，其中DB3.DBW18为下降存储时间；当DB3.DBW20大于DB3.DBW18时，葫芦停止上升这时如果葫芦不在上限位小车不走，此时需要手动操作上升到位。在操作者频繁点动葫芦时可能造成计数的不准确，因此出现葫芦不能上升到位的情况。由于这是程序中的软保护可以将快升时间围段增加。更改后如下图5：图5软保护主要是用于上限行程开关出现问题后对葫芦有保护作用，因此尽量不影响正常的使用。修改为图（5）后程序，经过现场实际操作不仅不影响使用而且在硬件出现问题后能起到保护作用。2.3道岔动作故障，包括道岔卡阻、动作不到位。道岔动作故障可能导致道岔误动作等现象，安全隐患较大。在自动情

11、况下道岔合直合弯是周期性运动，但有时轨道可能出现卡阻或者气缸有故障、动作后行程开关没有检测到等问题。出现上述问题原因铝合金轨道间摩擦比较大。气缸或者电磁阀出现故障。行程开关松动或者故障。从图6中可以看出道岔1动作正常时合直合弯往复运动，但当道岔出现问题时不容易发觉，存在很大的安全隐患。图6因此需要对道岔的动作进行保护，当道岔出现问题时系统报警维修人员能与时发现并解决问题。在图6程序的基础上增加保护程序如图7:图7从图7程序中看出道岔从弯合直有延时10S保护，当10S道岔还没有动作到位时，系统黄灯闪烁报警；同样从直合弯也有延时保护。不管是道岔出现什么故障操作者都能与时发现并进行维修。2.4小车在

12、装件过程中自动向前行走。在操作者毫无意识的情况下这种现象造成的后果比较严重。正常小车在放车上升到位然后自动行走，出现这种故障的可能原因：操作者装件时拉动小车使小车窜到下一工位，小车自动行走。小车刚到上件位时自动行走一段距离，信号丢失后恢复系统误认为小车刚到上件位，自动行走一段距离。解决方法从硬件方面增加小车前进限位开关，当小车碰到前进限位开关后不能继续前进。软件方面将图8程序改为图9中的程序。从图9中程序中看出增加了进限开关，并且自动行走的条件为葫芦在上件工位，这样小车在装件过程中就不可能自动走车了。图8图92.5小车在上、下件工位出现自动后退现象。小车行走速度分为快速和慢速；快速即前进中间继

13、电器接通；慢速则为前进继电器和后退继电器同时接通。所以慢速行驶时当前进继电器故障，小车出现后退现象。在安全方面考虑取消小车在自动条件下的慢速行驶。图10为原来程序，M4.2为自动慢速前进；图11为取消慢速后的程序。图10图112.6积放式悬挂输送机停止器打不开。从涂装到总装的积放链总共有30个停止器，8条道岔，系统通过CPU集中处理现场总线进行信号通信来控制各个停止器、道岔的动作，因此停止器要满足特定的条件才能打开，这样才能保证系统的稳定性。在实际工作过程中很多的故障如机械故障、电气方面故障都可能导致停止器不能打开，因此需要先通过PLC查看哪个条件没有满足，没有满足的可能原因，最终找到问题所在

14、。比如下图12为停止器14打开需要满足的条件：I60.0自动状态，M2.0系统启动正常，I54.4停止器14占位（即有吊具在停止器位），I54.5停止器14在关闭状态，I54.7道岔F7直通位置，I55.1道岔F8直通位置。M79.1复位的条件为图13，M13.0复位条件为图14：图12图13图14从图13、14程序中看出吊具每次通过I55.3停止器18满位开关时将M79.1、M13.0复位；如果某次吊具通过时没有碰到停止器18满位开关则下次停止器14不能打开，这时只要人为碰触停止器18满位开关即可复位。从上面分析中可以看出停止器不能打开并不一定就是出现故障，也许只要简单的复位。当上述停止器1

15、4打开条件都满足时需要考虑机械故障，电磁阀烧坏或者气缸故障。通过这样一步一步分析最终找到故障原因。3.结论随着汽车装配设备自动化程度逐渐提高，由原来的简单电气设备转变为PLC自动控制设备，使得汽车工艺装配水平、效率得到很大的改善；但另一方面设备发生故障的频率和种类越来越多，查找问题比较复杂所以当设备发生故障时造成的影响更大；比如饰自行葫芦线故障将导致整条汽车装配线停线。因此如何快速准确的解决故障显得尤为重要，本文主要以传送链的故障为例子从传统的硬件查找转变为从PLC软件程序中进行查找、修改，并且这方面效果越来越突出；只有对电气图纸和程序两方面有了足够的了解，解决故障时才能得心应手。参考文献1 吴中俊，黄永红.可编程序控制器原理与应用.：机械工业，2009.2 顺禧.电气控制技术.：理工大学，2000.3 在平，相宾.可编程序控制器技术与应用系统设计.：机械工业，2002.4 西门子公司.