西门子6ES7314-6CH04-0AB0性能参数
高压电机在不同的使用环境下会产生各种类型的机械故障与电气故障，本文对高压电机经常出现的故障归类后进行分析，并着重介绍高压电机发生故障后，如何运用一些简单但实用的修理工艺和操作方法，尽快地在现场排除故障，恢复高压电机的正常运转。了一套针对高压电动机一般性故障的现场检修方法。
交流高压电动机的故障原因很多，为此，很有必要对高压电力常见的故障进行分类分析，针对各类故障，探索出一套针对性的给出了明确的故障处理方法，提出了有效采取的防范措施，及时排除高压电机发生的故障，使高压电动机故障率逐年降低。
一、电机冷却系统故障
1、故障分析
由于生产需求，高压电机开动频繁，振动大，机械冲力大，很容易导致电机循环冷却系统发生故障，这主要包括以下几个类型：
第一，电机外部冷却管道出现损坏，导致冷却介质的流失，进而降低了高压电机冷却系统的冷却能力，冷却能力受阻，导致电机温度升高；
第二，冷却水出现变质后，冷却管道遭到杂质的腐蚀与堵塞，导致电机出现过热的问题；
第三，部分冷却散热管对于散热功能与导热性要求较高，，不同材质的物体间因收缩程度不同而留下空隙，两者结合位置出现氧化与锈蚀的问题，冷却水渗透到其中就会导致电机出现“放炮”事故，电机组将自动停机，导致电机组不能正常工作。
2、修理方法
对外部冷却管路进行监管，*大限度地降低外部冷却管路介质的温度。提高冷却水水质的质量，减少冷却水杂质腐蚀管道，冷却通道堵塞的机率。润滑剂滞留在冷凝器会降低冷凝器的散热速度，并制约液态制冷剂的流动。针对铝制的外部冷却管路漏水现象，检漏仪的探头在所有可能渗漏的部位附近移动，在需要检查的部位，如各连接头、焊缝等，次运行系统使检漏剂随之循环，采取冲压、填塞、密封的检修方法的实际方案。进行现场检修时，必须在高压电机铝制外部冷却管路漏水处涂抹胶水，可以很有效地防止钢与铝的接触，达到很好的防氧化效果。
二、电机转子故障
1、故障分析
电机在启动与过载运行过程中在各种力的影响下，电机内部转子的短路环与铜条焊接上，致使电机转子铜条慢慢发生松动，一般由于端环不是整块铜料锻成，其接焊缝焊接不良，在运行中受热应力容易造成开裂。铜条与铁芯配合过松致使铜条在槽内发生振动，可引起铜条或端环断裂。安装工艺执行不到位，在线棒表面产生细微的糙化作用，不能及时散热的话，严重的会导致膨胀变形，引起转子振动加剧。
2、修理方法
应该对高压电机转子焊接断点进行检查，仔细清理铁心槽内的杂物，主要检查有无断条、裂纹等缺陷，使用铜质材料在焊接断裂处进行焊接，将所有的螺丝紧固完毕以后再开始正常运行。对转子绕组作细微检查，做到预防为主，一旦发现需要及时的更换，避免出现铁芯的严重烧损。定期检查铁芯拉近螺栓情况，进行转子的重新安装，必要时测定铁芯损耗。
三、高压电机定子线圈故障
在高压电机故障中，由定子绕组绝缘损坏引起的故障占到了40%以上。高压电机在快速启停或快速变负荷时，机械振动会使得定子铁心与定子绕组产生相对运动，在热劣化下即发生了绝缘击穿现象。温度的升高加速了绝缘表面的劣化，改变了绝缘表面的状况，从而引起了与绝缘表面状况相关的一系列变化。由于绕组表面油污、水汽、污秽，定子绕组不同相间的放电，接触部位的高压引线绝缘层表面红色防晕漆已变成黑色。高压引线部分检查，高压引线断裂部位正处在定子机座棱角部，续在潮湿环境下运行，导致定子绕组高压引出线绝缘层老化，使得绕组绝缘电阻值有下降现象。
2、检修和维护方法
根据施工现场条件，对电机绕组的高压引线段先采用绝缘胶带包扎。按检修电工常用的“吊把”工艺，单独将故障线圈上槽边缓缓吊离定子铁芯内壁30～40毫米处，并设法固定。用简易烘压夹具初夹新包扎的绝缘部位，用粉云母带半叠包上层边直线段对地绝缘10～12层， 接着包扎其邻槽线圈两头鼻部对地绝缘，线圈端部斜边段涂高阻半导体漆，徐刷长度12mm。**加热、冷却各进行两次。第二次加热前要上紧压模螺丝。
四、轴承故障
1、故障原因
高压电机用得*多的是深沟球轴承和圆柱滚子轴承，造成电机轴承故障的主要原因有安装不合理，没有按照相应规定进行安装。润滑剂不合格，如果温度异常，油脂的性能变化也很大。这些现象都导致轴承很容易出现问题，导致电机出现故障。如果线圈固定不牢，会使线圈与铁心发生振动，定位轴承承受了过大的轴向负荷，会导致轴承烧毁。
2、检修和维护方法
电机专用轴承有开式和封闭式的，具体选择要根据实际情况。轴承而言，需要通过选择特殊的游隙和润滑脂，轴承在安装的时候，润滑的选择要注意，有时候要用有EP添加剂的润滑脂，可在内套上涂上一层薄薄的润滑脂，可提高电机轴承运行寿命。正确选用轴承及**使用轴承，减少装机后轴承工作径向游隙和采用浅度外圈滚道结构来防止。电机组装时，还需仔细检查轴承安装时轴承与转子轴的配合尺寸。
五、绝缘击穿
1、故障原因
如果环境潮湿，电气和导热性能较差，容易造成电机温升过高，导致橡胶绝缘变质甚至剥落，致使引线松动，发生断裂甚至弧光放电问题。轴向的振动会造成线圈表面与垫块和铁心发生摩擦，造成线圈外侧半导体防晕层的磨损，严重时直接破坏主绝缘，导致主绝缘击穿。高压电机受潮导致其绝缘材料电阻值难以达到高压电机规定的要求，致使电机出现故障；高压电机使用年限过长，防晕层与定子铁心接触不良出现电弧，电机绕组出现击穿导致电机*终出现故障；高压电机的内部油污浸入主绝缘之后，容易引起定子线圈匝间短路等，高压电机内部接触不良，也很容易导致电机出现故障。
2、检修方法
绝缘技术是电机制造和维修环节中重要的工艺技术之一。为保证电动机长时间运行的稳定度，必须提高绝缘的耐热能力。在主绝缘内部放置半导体材料或金属材料的屏蔽层，来改善沿面的电压分布。完善的接地系统是系统抗电磁干扰的重要措施之一。
•所有主机模块均集成有Web Server。
•新外观、新功能设计显示屏。
• 7个数字量模块和3个模拟量模块。
•数字量输出增至20个，模拟量输出增至8个。
LOGO! 8主机模块在型号中增加了一个“E"，代表该模块可以同其他自动化设备实现以太网通信。
LOGO! 8之间的主站/从站连接
这种连接下，只有作为主站的LOGO! 8主机模块运行用户程序，从站只是
作为主站扩展I/O。从站负责将数字量和模拟量的信息提供给主站，并通
过数字量输出执行从主站获得的开关切换命令和输出模拟量给外部装置。
突破了此前LOGO! 0BA6的I/O限制。
•主站多可以连接8个从站。
•每个从站都可以添加扩展模块到配置
•从站只需要设定IP地址，从站模式 和主站IP地址
•还可以和PG/PC通过OPC，或与西门子人机界面产品进行数据交换
• LOGO! 8主站/从站连接I/O可以扩展到：
o DI : 88
o DO : 84
o AI : 40
o AO : 24
全新的数据存储方式LOGO! 8的其他新特点：
除了以太网通信之外，LOGO! 8还增加了很多新的特点
•程序内存扩大一倍，达到400个功能块
•时钟保持时间由80小时扩大到480小时
• 8位移位寄存器由1个增加到4个
•开路连接器由16个增加到64个
•模拟量寄存器由6个增加到64个
•支持Micro SD卡作为外置存储卡
•支持以太网方式进行程序上传/下载
•支持在线诊断功能
•支持数据记录功能
•新增Web Server无线操控
LOGO! 8之间的主站/主站连接
这种连接下，每个LOGO! 8主站在运行自身用户程序的
又可与其他的LOGO! 8主站形成一个较小的网络系统，分享
一些基本的通用信息。
•每个LOGO! 8主站可以与其他8个LOGO! 8主站通信
•每个LOGO! 8主站都可以脱离网络独立运行
•还可以和PG/PC通过OPC，或与西门子人机界面产品
进行数据交换
LOGO! 8与SIMATIC产品之间的连接
新的LOGO! 8主机模块可以通过S7协议连接更**的自动
化设备，比如：
• SIMATIC S7 CPU（包括S7-200，S7-1200，S7-300，
S7-400）
•带有以太网接口的HMI操作面板
•组态软件，比如WinCC（通过OPC方式）
能进行PROFIBUS DP通讯的设备
PG/PC
OP/TP
DP从站
DP主站
执行器/传感器
带有PROFIBUS DP接口的S7-300/S7-400
（3）通过PROFINET（PN）通讯
带有“PN"名称后缀的CPU配有一个PNX2接口。连接到工业以太网可以使用CPU的集成PROFINET接口与“工业以太网"建立连接。可通过MPI或PROFINET组态CPU的集成PROFINET接口。
能进行PROFINET(PN)通讯的设备
PROFINET IO组件（如，ET 200S中的接口模块IM 151-3 PN）
带有PROFINET接口的S7-300/S7-400（如，CPU 317-2PN/DP或CPU 343-1PN）
激活的网络组件（如开关）
带有网卡的PG/PC
（4）通过点对点（PtP）通讯
带有“PtP"名称后缀的CPU配有一个PtPX2接口。使用CPU的PtP接口，可使用串行接口连接外部设备。可以在全双工模式下以高达19.2kbps的传输率(RS422)，或半双工模式下以高达38.4kbps的传输率(RS 485)来运行此类系统。
使用PtP通讯可以通过串行端口交换数据。PtP通讯可用于自动化设备、计算机或由其它厂商提供的具有通讯功能的系统之间的互连。该功能还允许使用通讯伙伴的协议
1、电源回路PLC供电电源一般为AC85—240V（也有DC24V），适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、1：1隔离变压器等）。PLC2、PLC上DC24V电源的使用各公司PLC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时要注意容量，作好防短路措施（因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行）。3、外部DC24V电源若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PLC上DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源；但该电源的“—"端不要与PLC的DC24V的“—"端以及“COM"端相连，否则会影响PLC的运行。接近开关4、输入的灵敏度各厂家对PLC的输人端电压和电流都有规定，如日本三菱公司F7n系列PLC的输入值为：DC24V、7mA，启动电流为4．5mA，关断电流小于1．5mA，当输入回路串有二极管或电阻（不能*启动），或者有并联电阻或有漏电流时（不能*切断），就会有误动作，灵敏度下降，对此应采取措施。另一方面，当输入器件的输入电流大于PLC的输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用输人为共漏型输入的PLC，Bp输入元件的公共点电位相对为负，电流是流出PLC的输入端。二、输出回路的设计1、各种输出方式之间的比较（1）继电器输出：继电器优点是不同公共点之间可带不同的交、直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A／点；但继电器输出方式不适用于高频动作的负载，这是由继电器的寿命决定的。其寿命随带负载电流的增加而减少，一般在几十万次至Jl百万次之间，有的公司产品可达1000万次以上，响应时间为10ms。（2）晶闸管输出：带负载能力为0.2A/点，只能带交流负载，可适应高频动作，响应时间为1ms。（3）晶体管输出：是适应于高频动作，响应时间短，一般为0.2ms左右，但它只能带DC5—30V的负载，输出负载电流为0．5A/点，但每4点不得大于0.8A。当你的系统输出频率为每分钟6次以下时，应继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。当频率为10次／min以下时，既可采用继电器输出方式；也可采用PLC输出驱动达林顿三极管（5—10A），再驱动负载，可大大减小。2、抗干扰与外部互锁当PLC输出带感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。当两个物理量的输出在PLC内部已进行软件互锁后，在PLC的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。3、“GOM“点的选择不同的PLC产品，其“COM"点的数量是不一样的，有的一个“COM"点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带2个或1个输出点的。当负载的种类多，且电流大时，采用一个“COM"点带1—2个输出点的PLC产品；当负载数量多而种类少时，采用一个“COM"点带4—8个输出点的PLC产品。这样会对电路设计带来很多方便，每个“COM"点处加一熔丝，1—2个输出时加2A的熔丝，4—8点输出的加5—10A的熔丝，因 PLC内部一般没有熔丝。4、PLC外部驱动电路对于PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱，也可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，应采用保护电路和浪涌吸收电路，且每路有显示二极管（LED）指示。印制板应做成插拔式，易于维修。PLC的输入输出布线也有一定的要求，请看各公司的使用说明书。三、扩展模块的选用对于小的系统，如80点以内的系统．一般不需要扩展；当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块的数量都有限制，当扩展仍不能满足要求时，可采用网络结构；有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，在进行软件编制时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请看相关的技术手册。各公司的扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块、输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。PLC的这种模块化设计为用户的产品开发提供了方便。四、PLC的网络设计当用PLC进行网络设计时，其难度比PLC单机控制大得多。你应选用自己较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则，不能适应你的实时要求，造成系统崩溃。对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。*后，还要向PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料，至于选用几层工作站，依你的系统大小而定。五、软件编制在编制软件前，应熟悉所选用的PLC产品的软件说明书，待熟练后再编程。若用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，编程，这样可少出错，速度也快。编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试
20个不同的CPU:
7种标准型CPU(CPU 312,CPU 314,CPU 315-2 DP,CPU 315-2 PN/DP,CPU 317-2 DP,CPU 317-2 PN/DP,CPU 319-3 PN/DP)
6 个紧凑型 CPU（带有集成技术功能和 I/O）（CPU 312C、CPU 313C、CPU 313C-2 PtP、CPU 313C-2 DP、CPU 314C-2 PtP、CPU 314C-2 DP）
5 个故障安全型 CPU（CPU 315F-2 DP、CPU 315F-2 PN/DP、CPU 317F-2 DP、CPU 317F-2 PN/DP、CPU 319F-3 PN/DP）
2种技术型CPU(CPU 315T-2 DP, CPU 317T-2 DP)
18种CPU可在-25°C 至 +60°C的扩展的环境温度范围中使用
具有不同的性能等级，满足不同的应用领域。
Area of application
SIMATIC S7-300 提供多种性能等级的 CPU。除了标准型 CPU 外，还提供紧凑型 CPU。
还提供技术功能型 CPU 和故障安全型 CPU。
下列标准型CPU 可以提供：
CPU 312，用于小型工厂
CPU 314，用于对程序量和指令处理速率有额外要求的工厂
CPU 315-2 DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
CPU 315-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 317-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的工厂
CPU 317-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 319-3 PN/DP，用于具有极大容量程序量何组网能力以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
下列紧凑型CPU 可以提供：
CPU 312C，具有集成数字量 I/O 以及集成计数器功能的紧凑型 CPU
CPU 313C，具有集成数字量和模拟量 I/O 的紧凑型 CPU
CPU 313C-2 PtP，具有集成数字量 I/O 、2个串口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
CPU 313C-2 DP，具有集成数字量 I/O 、PROFIBUS DP 接口和集成计数器功能的紧凑型 CPU
CPU 314C-2 PtP，具有集成数字量和模拟量 I/O 、2个串口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
CPU 314C-2 DP，具有集成数字量和模拟量 I/O、PROFIBUS DP 接口和集成计数、定位功能的紧凑型 CPU
下列技术型CPU 可以提供：
CPU 315T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有中/高要求、需要对8个轴进行常规运动控制的工厂。
CPU 317T-2 DP，用于使用 PROFIBUS DP进行分布式组态、对程序量有高要求、又必须能够处理运动控制任务的工厂
下列故障安全型CPU 可以提供：
CPU 315F-2 DP，用于采用 PROFIBUS DP 进行分布式组态、对程序量有中/高要求的故障安全型工厂
CPU 315F-2 PN/DP，用于具有中/大规模的程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 317F-2 DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP进行分布式组态的故障安全工厂
CPU 317F-2 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 319F-3 PN/DP，用于具有大容量程序量以及使用PROFIBUS DP和PROFINET IO进行分布式组态的故障安全型工厂，在PROFInet上实现基于组件的自动化中实现分布式智能系统
CPU 221, 222, 224, 224 XP, 226
32 位浮点计算，符合 IEEE 标准
可*组态的全集成 PID 控制器
多可集成 8 个单独的 PID 控制器
位处理速度
0.22 μs
时间控制中断
2（循环时间为 1 到 255 ms 之间，分辨率为 1 ms）
硬件中断（输入处进行边沿检测）
多 4 个输入
标志、定时器、计数器
每个 256
高速计数器
4–6（取决于 CPU），多 30 kHz，CPU 224 XP 为 200 kHz
脉冲输出（脉宽或调频）
2 个输出，每个为 20 kHz（对于 DC），CPU 224 XP 为 100 kHz
程序和数据存储器
掉电保护（非易失）
掉电时动态数据的储存
掉电保护：内部高性能电容和/或附加电池模块保证了非易失性：使用 STEP 7-Micro/WIN、TD200C 或用户程序向集成的 EEPROM 装载数据
使用电池模块对动态数据的掉电保护
一般 200 天
集成通信接口
√，RS 485 接口支持下列工 作模式：PPI 主站或从站/MPI 从站/自由口（自由组态的 ASCII 协议）
大波特率
187.5 kbaud (PPI/MPI) 或 115.2 kbaud（自由口）
编程软件
STEP 7-Micro/WIN 支持所有标准，如 STL、CSF 或 LAD
可选的程序存储模块
（1）控制方式继电器的控制是采用硬件接线实现的，利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制。而西门子PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可，方便快捷。（2）控制速度继电器控制逻辑是依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象。西门子PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。（3）延时控制继电器控制系统是靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大。西门子PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡器产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。（4）上传数据四、现在水泥厂的自动化程度越来越高，对设备DCS的要求也越来越高，在电气方面我们要实现如下功能：⑴能自动实现从启除尘器设备到水泥罐车装满的全过程。⑵运行过程中，能将各设备的运行信号反馈到中控室。⑶中控室接到备妥后可以实现远程启、停设备。⑷停车状态下，设备的备妥信号。⑸运行过程中若出现故障，可向中控室故障信号。⑹实时监控水泥罐车内水泥的多少。SIMATICPS 307 单相负载电源（系统和负载电源）带输入电压范围自动选择功能。其设计和功能非常适用于 SIMATIC S7-300 PLC。借助于随该系统和负载电源的连接梳形件，可迅速建立与 CPU 电源连接。 它也可以向其它 S7-300系统部件、输入/输出模块的输入/输出电路以及（如有必要）传感器和执行器 24 V 电源
（1）ROM即只读存储器，用于由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能更改，能够完成PLC设计者规定的各项工作。实现指令解释，报等，和PC机的BIOS差不多，系统程序质量的好坏很大程度上决定了PLC的性能。
如果里面的数据丢失，或芯片损坏会引起不机，报现象。在平时的维修当中，ROM故障所占的比例也是很大的。可以用编程器重刷固件程序（事先有备份），来解决此类问题。
比如轴承装配前游隙是.1mm，装配时过盈量为.1mm，则轴承装配后的游隙为.4mm。在理论上轴承在零游隙时噪音和寿命都达到的状态，但在实际运转中考虑到温升等问题，轴承在装配后游隙为.2mm-.4mm较好。轴承密封型式的选择：FAG进口轴承的润滑可分为油润滑和脂润滑。油润滑轴承一般是选用形式轴承，脂润滑轴承一般选用防尘盖或橡胶密封件密封。防尘盖适用于高温或使用环境好的部位，密封件分接触式密封和非接触式密封两种，接触式密封防尘性能好但起动力矩大，非接式密封起动力矩小，但密封性能没有接触式好。
（2）用户存储器
用户存储器包括用户程序存储器（程序区）和数据存储器（数据区）两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务采用PLC编程语言编写的各种用户程序。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存储器），其内容可以由用户修改或增。用户数据存储器可以用来存放（记忆）用户程序中所使用器件的ON/OFF状态和数据等
