plc各阶段的营销策略（PLC技术的三大发展趋势分析）

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可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它的结构大致由电源、中央处理单元(CPU)、存储器、输入输出接口电路、功能模块和通信模块来构成。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

PLC发展至今已有近40年的历史，随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展，工业控制领域已有翻天覆地的变化，PLC也再不断的朝着新的技术发展。

一是PLC网络化技术的发展，其中有两个趋势：一方面，PLC网络系统已经不再是自成体系的封闭系统，而是迅速向开放式系统发展，各大品牌PLC除外形成自己各具特色的PLC网络系统，完成设备控制任务之外，还可以与上位计算机管理系统联网，实现信息交流，成为整个信息管理系统的一部分；另一方面，现场总线技术得到广泛的采用，PLC与其他安装在现场的智能化设备，比如智能仪表、传感器、智能型电磁阀、智能型驱动执行机构等，通过一根传输介质（比如双绞线、同轴电缆、光缆）链接起来，并按照同一通信规约互相传输信息，由此构成一个现场工业控制网络，这种网络与单纯的PLC远程网络相比，配置更灵活，扩展更方便，造价更低，性能价格比更好，也更具开放意义。

二是PLC向高性能小型化方向发展，PLC的功能正越来越丰富，而体积则越来越小。比如三菱的FX-IS系列PLC，最小的机种，体积仅为60×90×75mm，相当于一个继电器大小，但却具有高速计数、斜坡、交替输出及16位四则运算等能力，还具有可调电位器时间设定功能。PLC已不再是早期那种只能进行开关量逻辑运算的产品了，而是具有越来越强的模拟量处理能力，以及其他过去只有在计算机上才能具有的高级处理能力，如浮点数运算、PID调节、温度控制、精确定位、步进驱动、报表统计等。从这种意义上说，PLC系统与DCS（集散控制系统）的差别越来越小了，用PLC同样可以构成一个过程控制系统。

三是PLC操作向简易化方向发展。目前PLC推广的难度之一就是复杂的编程使得用户望而却步，而且不同厂商PLC的编程语言也不尽相同，用户往往需要掌握更多种编程语言，难度较大。PID控制、网络通信、高速计数器、位置控制、数据记录、配方和文本显示器等编程和应用也是PLC程序设计中的难点，用普通的方法对它们编程时，需要熟悉有关的特殊存储器的意义，在编程时对它们赋值，运行时通过访问它们来实现对应的功能。这些程序往往还与中断有关，编程的过程既繁琐又容易出错，阻碍了PLC的进一步推广应用。PLC的发展趋势必然是简化复杂任务的编程，如西门子S7-200的编程软件设计了大量的编程向导，只需要在对话框中输入一些参数，就可以自动生成包括中断程序在内的用户程序，大大方便了用户的使用。

随着技术进步的不断推进，PLC的应用会越来越广泛、越来越方便，功能也会越来越强大。

电力工业中的新型红外温度传感器

电力是现代社会使用最为广泛的二次能源，电力工业则是关系到国计民生的重要基础产业和公用事业。不言而喻，传感器相当于电力工业的视觉神经，是电力能够安全、可靠运行和保质保量稳定供应的重要保障。

在电力生产过程中，温度测量与控制十分重要，温度参数的准确测量对电能的输出品质、生产效率和安全可靠的运行至关重要。目前，在电力生产和检修过程中已逐渐开始采用先进的红外温度计等非传统测温传感器，来代替传统的热电偶、热电阻类的热电式温度传感器，从而实现电力的生产过程或者重要设备的温度监视和控制。

红外温度传感器的原理和优点

红外辐射俗称红外线，是指辐射波长大致为0.75-1000mm频谱范围内的电磁波。红外辐射的物理本质是热辐射，当物体温度处于绝对零度以上时，其内部带电粒子的热运动就会向外发射出红外线。物体的温度越高，辐射出来的红外线就会越多，红外辐射的能量也就越强。红外温度计是基于物体红外辐射的能量大小及其波长的分布，与物体表面温度的对应关系，并通过对物体自身辐射的红外能量的测量，来准确地测定物体的表面温度。

与热电偶、热电阻等常规温度传感器相比，红外温度计具有测温范围宽、寿命长、性能可靠、反应极快和非接触性等诸多优点。另外，红外温度计还特别适合测量腐蚀性的介质和运动物体的温度，而且不会破坏到被测对象的温度场。

近年来，随着微处理器芯片和红外测温传感技术的迅速发展，红外测温传感器的性能得到不断的提高，其适用范围已经可以覆盖到低、中、高温的不同区段。

电气设施及过程测控中的中低温红外温度传感器

英国Calex电子公司生产的PyroCouple M系列微型化红外温度传感器，其测温范围为-20℃～+500℃，精度可达读数的±1%，重复性为读数的±0.5%，响应时间是200ms，防护等级达 IP65，并可在环境温度范围为0℃～70℃和相对湿度为95%下的环境中使用，而且可以输出电流、电压或热偶信号。在发电厂，其主要用于非接触方式实时测量锅炉空预器、汇流排、重要断路器、电机轴承、电机绕组、变压器绕组、UPS或其它电气接头处的温度，并用来及时发现设备的热点或连接故障等，从而提供电气系统或设备的诊断、状态检修和维护等。

Fluke下属的雷泰公司新推出的CM系列的小型集成式红外温度计，其输出信号为0-5V或J、K型热电偶的连续信号和开关报警的触点信号，并带有RS232的数字通讯接口，探头状态以及自诊断显示LED，专用于工业制造流程的连续温度监视。在现场电磁干扰大的场合，可用于替代易受影响的普通热电偶和热电阻等。该温度计响应时间快，可达150ms，能够实现疏水管线温度、疏水袋温差式水位和抽气管线积水的探测等场合的实时监测功能，完全可以满足电厂的防进水保护，以及检测的快速响应时间和可靠性要求。

炉膛应用中的红外高温计

一般测量高温(700℃以上)的红外温度计，它的有用波段主要在0.76～3mm的近红外区，透射的光学材料主要是选用光学玻璃或石英等。

雷泰公司生产的Marathon 系列红外测温仪是专为恶劣的工业环境应用所设计的工业级产品，测温范围为-40℃～3000℃，这款红外测温仪拥有高性能的光学镜头，光学分辨率最高可达300:1，响应时间有2ms、60ms和120ms三种可选，并具备IP65的防护等级，可以防止安装、设置和使用过程中的污染和损伤。而且带标准的模拟量、数字量和分布式的继电器输出，能够同时传输数据、报警触发和控制信号。内置智能型的电路盒以及易于使用的操作界面等。此外，该红外测温仪坚固的不锈钢外壳也可以确保在苛刻的工业环境下能够安全使用。

通过电厂的锅炉炉膛和后炉膛区的温度，不仅可以直接反应出其内燃料的燃烧强度的大小，燃烧过程中的效率优劣，而且还能间接地影响到锅炉的受热面以及后续流程(如脱硝、灰份的控制等)的正常运行。从电厂的安全控制和效率角度来看，炉膛区的温度是十分重要的，而且需要运行监视的关键参数。在欧洲，有相当一部分电厂或锅炉的制造商(如法国Stein锅炉)即采用上述类型的红外光学高温计，用来测量大型的锅炉炉膛断面的烟气温度，并借此实现锅炉的全炉膛的火焰检测和炉膛灭火的保护功能。

红外成像仪的应用优势

在电厂，运行或检修人员不仅需要知道被控对象表面的平均温度，有时更需要知晓被监测对象的温度场的分布情况，以便分析和研究运行是否正常，内部结构是否存在缺陷等。与先前叙述的点式红外测温传感器不同，红外成像仪则是采用面式测温方式，能将对象的温度场的分布以图像形式直观地显示出来，以满足温度场监视的需要。

红外成像仪主要是检测波长范围在0.9～14mm内的红外电磁频谱区的辐射量，通过热图像技术，给出热辐射体的温度值及温度场分布图，并转换成可见的热图像。大多数的成像仪不是采用常规的CCD或CMOS传感元件，而是采用特殊的FPA(焦平面阵列)，以感应更长的波长段。最常用的FPA有InSb，InGaAs，HgCdTe和QWIP等。目前，世界上最先进的红外成像仪的温度灵敏度可高达 0.03℃。

在实际使用红外热像仪时，只需要将热范围、热水平、大气温度、环境温度、被测物体的发射率以及测量距离等相关的参数输入到仪表内嵌计算机，就可以自动地得出温度分布等结果。

红外成像仪可以快捷和准确地探测电气设备的接头松动或不良接触、负荷不平衡、过载、过热等隐患(这些隐患可能造成的潜在危害是产生电弧、短路、设备起火或烧毁，以致酿成更加严重的事故或火灾等)。对于所有可以直接看见的设备，红外成像仪能够确定所有连接点的热隐患，而对于那些由于遮蔽导致无法直接看到的部分，则可以根据其热量传导到外面部件上的情况来发现其潜在的隐患。这种情况对传统的检测方法来说，除解体检查外，没有其它更好的办法。由此可见，在断路器、导体、母线以及其它部件的运行测试方面，红外成像仪的作用是无可取代的。

另外，红外成像仪也可以很容易地探测到输电或供电回路过载或三相负载的不平衡情况。

红外成像仪的检测实例

在美国，有几十家公司能够提供红外成像仪的检查服务，他们可以为电力客户的所有电气设备、配电系统，包括高压接触器、熔断器盘、主电源断路器盘、接触器以及所有的配电线、电动机和变压器等来进行红外成像仪的检查，以保证客户所有运行的电气设备不存在潜伏性的热隐患，并能够有效地防止火灾事故的发生。图4为利用成像仪可以轻松地检测出左侧熔断器工作异常的红外热图像。

此外，红外成像仪还可通过用于监视锅炉炉膛的火焰和汽包的水位，来判定设备冷却管是否堵塞不畅、汽轮发电机组或风机/泵组/电机等轴承温度是否过高、疏水管线的疏水是否流畅、调节阀/关断阀等是否存在内部泄漏、工艺管道或容器运行是否正常、危险或有害气体是否外漏等非正常现象。例如，SF6(六氟化硫)是一种温室气体，其温室效应是CO2气体有害程度的23900倍。而且由于它具有绝缘强度高，热传导性能良好和优异的灭弧性能等优点，因此，在高电压的设备中普遍采用SF6气体作为绝缘和灭弧介质。美国FLIR公司所生产的 GasfindIR LW气体高敏感度式的红外成像仪，就可以检测出20余种温室或挥发性的有机化合物气体的泄漏或排放，也能用于实时检测电力设备是否存在SF6的泄漏，从而用以保护人类赖以生存的地球环境。

浅析温度传感器的研究与发展

前言

　　温度是一个基本的物理现象，它是生产过程中应用最普通、最重要的工艺参数，无论是工农业生产，还是科学研究和国防现代化，都离不开温度测量及温度传感器。它是现代测试和工业过程控制中应用频率最高的传感器之一。然而，温度的准确测量并非轻而易举，即使有了准确度很高的温度传感器，但是，如果测量方法选择不当或者测量的环境不能满足要求，则都难以得到预期的结果。

　　温度测量的最新进展

　　当前，虽然主要的温度传感器，如热电偶、热电阻及辐射温度计等的技术已经成熟，但是只能在传统的场合应用，不能满足许多领域的要求，尤其是高科技领域。因此，各国专家都在针对性的竞争开发各种新型温度传感器及特殊的实用测量技术。

　　光纤温度传感器

　　光导纤维（简称光纤）自20世纪70年代问世以来，随着激光技术的发展，从理论和实践上都已证明它具有一系列的优越性，光纤在传感技术领域中的应用也日益受到广泛重视。光纤传感器是一种将被测量的状态转变为可测的光信号的装置。它是由光耦合器、传输光纤及光电转换器等三部分组成。目前已有用来测量压力、位移、应变、液面、角速度、线速度、温度、磁场、电流、电压等物理量的光纤传感器问世，解决了传统方式难以解决的测量技术问题。据统计，目前约有百余种不同形式的光纤传感器，用于不同领域进行检测。可以预料，在新技术革命的浪潮中，光纤传感器必将得到广泛的应用，并发挥出更多的作用。

　　特种测温热敏电缆

　　热电偶是传统的温度传感器，用途非常广泛。近年来，又发展出了一种新的测温技术，能在火灾事故预警中有独特的应用。这种新型温度传感器称为特种测温热敏电缆，又被称为连续热电偶ContinuousThermocouple）或寻热式热电偶（
HeatingSeekingThermocouple）。

　　热敏电缆利用电偶热电效应，但测量的不是偶头部的温度，而是沿热电极长度上最高温度点的温度。由于这种独特功能，最初被发达国家作为高精技术设备铺设在航空母舰、驱逐舰的舰舱以及军用飞机等军事设备中。目前，已被广泛应用到各个领域来预防和减少因“过热”引起的事故和损失。

　　热敏电缆的主要性能

　　目前，热敏电缆主要有两种产品类型（FTLD和CTTC），它们测温原理相同，只是技术参数不同。

　　材料构成外层保护管：FTLD型采用双层聚四氟乙烯，CTTC型采用铬镍铁合金。为有效避免测量环境中的粉尘、油脂以及水分等介质浸入，以及温度范围不同而引起的误报，故采用不同材料。测温元件：K型热电偶。

　　外形尺寸目前现有的产品长度约6~15m，若需长度加大，可以将几根热敏电缆连接起来。外径尺寸FTLD为f3.5mm，CTTC为f9.3~18.7mm，可安装在传统探头无法铺设到的恶劣环境中。

　　工作温度FTLD为-40~200℃，CTTC为-40~899℃。

　　分度与灵敏度热敏电缆的分度与普通热电偶相近，由于连续热电偶的“临时”热接点不是紧密连接，热接点之外两电极间也并非完全绝缘，所以热敏电缆的输出热电势与同种热电偶相比稍有降低，换算成温度大约相差十几摄氏度，这对于火警预报来说是可以接受的。

　　弯曲半径除和热敏电缆组成材料的性能和质量有关外，还与隔离材料的密实程度有关。一般弯曲半径为热敏电缆外径的10~20倍。

　　石英温度计

　　随着生产及科学技术的发展，各部门对温度测量与控制的要求越来越高，尤其对高精度、高分辨率温度传感器的需求越来越强烈，普通的传感器难以满足要求。

　　石英温度计的特性

　　高分辨率分辨率达0.001~0.0001℃。高精度在-50℃~120℃范围内，精度为±0.05℃。普通温度计的精度为±0.1℃。

　　误差小热滞后误差小，响应时间为1s，可以忽略。

　　性能稳定它是频率输出型传感器，故不受放大器漂移和电源波动的影响，即使将传感器远距离（如1500m）设置也不受影响，但是抗强冲击性能较差。

　　石英温度计的应用

　　石英温度计既可用于高精度、高分辨率的温度测量，又可作为标准温度计进行量值传递，也可以在现场稳态温度场合下进行精密测温或用于恒温槽的精密控温，还可用作远距离多点温度测量等。

∙ 声学温度计

　　声学测温技术具有测温原理简单、非接触、测温范围宽（0~1900℃）、可在线测量等优点，现已应用于发电厂、垃圾焚烧炉、水泥回转窑等工业过程的温度测量和控制。

　　利用超声波测量气体温度

　　利用测量超声波在气体中传播速度因温度不同而变化的温度计称为超声波温度计。用超声波测量气体温度具有响应速度快、不受外壁热辐射影响等优点。测量对象十分广泛，从滚梯上方气体的平均温度，到内燃机混合气体爆炸燃烧时的温度测量等。

　　超声波测量气体温度的工作原理与声学测温相同，声速的测量方法有两种：

　　脉冲法测量如果扬声器与收音器间的距离为l，传播的时间为τ，则可依据u=l/τ，求得u。当测量场所有风时，若直接测量声速将产生误差。在这种情况下，将扬声器与收音器交换测量，选用两者的平均速度更为准确。

　　共振法测量利用共振频率f=u/l可求得u。

　　固体超声波温度计

　　利用声波在固体中传播速度，随温度而变化的温度计称为固体超声波温度计。由于声波在固体中传播时，声速的灵敏度随温度的升高而增大，因此，这种温度计更适用于高温测量。

　　核四级共振温度计（NQR温度计）

　　核磁共振是原子核系统的磁共振。具有核自旋的物质处于静磁场中，当在静磁场垂直方向加电磁波时，将对某频率的电磁波产生吸收现象即为核磁共振。氯酸钾KCIO3晶体中核自旋具有电四极矩的CI35原子核，在轴对称电场梯度中，自旋产生能级跃迁，出现吸收电磁波的现象，称核四级共振。利用共振吸收频率随温度升高而减少的特性制成的温度计，称为核四级共振温度计。该温度计可以作为标准温度计或高精度实用温度计。

　　NQR温度计的特性

　　高准确度、高分辨率准确度可达±0.005K;共振吸收频率与温度的相关性好，在室温附近为5kHz/K，分辨率达1mK。

　　不需要分度温度与吸收频率的关系，只取决于KCIO3的结构，从根本上保证良好的重现性（在6Kz以下）。

　　互换性好在水三相点其互换性为±10Hz，性能极其优越。

　　输出为频率信号，容易保护高精度可利用标准电波、电视信号等作高精度的基准信号，便于数字化处理。

　　温度范围广对于高精度测量适用于室温至低温范围。从检测微弱的吸收信号直到转换成温度，可全部实现自动化。

　　热噪声温度计

　　由于电子的热运动，可在电阻的两端产生由热噪声引起的电位起伏。这种热噪声又称约翰逊噪声，热噪声电压与温度之间存在确定关系。利用热噪声电压与温度的相互关系，可制成热噪声温度计。热噪声温度计具有如下特性：不需要分度;与传感器材料无关，不受压力影响;传感器的阻值几乎不影响测量精度;测温范围广（4-1400K）。

　　因此，热噪声温度计可望成为一种理想的测温方式。然而，热噪声温度计产生的电压信号小，信号处理困难，操作也复杂，至今仍未实用化。

　　半导体集成电路温度传感器

　　众所周知，晶体管的基极—发射极的正向压降随着温度的升高而减少。利用P-N结的这一固有特性，可制成温度传感器。AD590集成电路温度传感器就是典型的一种，DS1820则是最新的发展。

我国工控行业亟待搭建通用PLC平台

什么是工厂自动化领域的自动控制技术？简单讲，用于连续流程的（电力、化工）即DCS，用于非连续过程的（冶金、造纸、纺织、机械加工等制造领域及环保等）为PLC。PLC用途广泛，既解决单机自控，也提供流水线和工厂自动化解决方案。　　可编程控制器（PLC）：以继电器技术为基础，综合ICT技术，以程序化方式实现设备的电气控制。PLC结构紧凑、响应快、现场环境适应性与可靠性好（耐振动、噪声、灰尘、油污等）、抗干扰能力强、价格较低，是与DCS并驾齐驱的另一主流控制系统。　　国际工控技术与产业的发展趋势　　工业自动化控制是工业技术进步的重要方向：解决效率、产品质量、可靠性、一致性的基础技术。　　普及工控是推进产业结构优化升级，以“信息技术改造传统产业”，推进两化融合的基础工作。　　近几十年，随着ICT技术突飞猛进的发展，工业自控系统和仪表仪器技术进步很快，呈微型化、数字化、智能化、网络化、集成化等特点。　　一般认为，工业自动化有两个主要领域：以过程（流体运动）控制技术支撑的流程自动化（PA）和以运动控制技术支撑的工厂自动化（FA或离散型生产自动化）。前者从传统的模拟式回路仪表起步，综合ICT控制技术，发展为分布式（或集散式）控制系统DCS。其高度的可靠性、方便的组态软件、丰富的控制算法、开放的联网能力等优点，成为计算机工业控制系统的主流，广泛应用于大型、设备众多、工况复杂的流程型装备的自动控制，如大型化工厂、火电厂等。　　工业自动控制技术路线呈互相**、互相融合的趋势。PLC应用范围向中小型过程控制系统、近程维护服务系统、节能监控等领域扩展，在某些应用上取代了DCS。DCS也应用PLC与工控计算机联合组网。总的趋势是更加开放（细化分工合作）、标准化、产品化、集成化。　　上世纪90年代以来，现场总线技术FCS迅速发展。这是安装在生产现场的数字式智能化仪表与测控设备，与自动控制装置或系统间的多点通信、全分散、开放式的底层控制网络系统。　　世界工控行业经过几十年的大浪淘沙，已形成少数跨国公司规模生产、瓜分全球市场的寡头垄断局面。原来的几百个厂商目前只剩下几十个，最著名者如西门子、ABB、HONEYWELL、三菱、菲尼克斯等，其工控产品均号称兼具DCS/PLC/FCS功能，在质量、价格、售后服务方面已经赢得了市场信誉。　　工业信息化是电子通信技术（ICT）与先进制造技术融合的产物，是设备可控性、测控设备适用性及信息优化应用的综合成果。自控系统和仪表仪器是现***业装备以及交通、能源、国防、重大公益设备等的神经中枢、运行中心和安全屏障，其功能是监测控制整个工艺流程和产品质量，保障工业重大装备安全可靠运行和实现高效优化。　　所以，推进制造环节自动化，是提升我国工业竞争力的核心技术之一，是两化融合的基础。推进工控技术自主创新，掌握工控行业发展主导权，扭转目前过分依赖国外技术和受制于人的被动局面，是当前振兴装备工业的一个核心问题，是不能回避的战略任务。　　我国工控行业总体落后的现状与原因　　我国连续流程自动化（DCS）发展比较快，以能源和重化工为主，主要在应用方面，并且多年来得到国家政策支持，所以行业内部的认识和重视程度比较高，与国际先进水平的差距正在缩短。在断续流程自动化（国外通常说“工厂自动化”FactoryAutomation，简称FA）领域，面临的问题却越来越紧迫。　　国产控制系统难以进入重大工程的关键、核心、主体装备，这一市场的大部分仍被国外工控系统垄断。　　工控发展滞后是中国工业大而不强的关键原因之一，也对产业安全和国家经济安全带来威胁。　　目前我国自主发展PLC工控系统，最需要的是形成一个具有较高通用性的工控系统平台。　　我国的工控行业目前总体上处于弱势地位，与国际先进水平仍有10~15年的差距。行业情况可概括为：技术差距大、市场信任度低、外资强势竞争等。　　（一）用于重大装备的DCS取得重要进展，现场仪表和顶层系统薄弱。　　上世纪80年代，我国使用的DCS产品全部是国外产品，当时国家组织对进口成套重大装备的自控系统进行技术消化，原机械、电力两部协同攻关，率先在大型火电机组领域实现突破。目前自主研制的超临界300~600MW火电机组主控DCS系统已装机数十套、经受了多年运行检验。在这个过程中，一些中资企业脱颖而出，如北京和利时、浙大中控、新华中控等。上海自动化仪表、国电智深公司也在300~600MW机组主控DCS具备了相同能力。但由于工程应用能力、质量、声誉等原因，这些产品的应用对象，除电力外，仍以中小工程项目为主，或用于大型工程项目的非主要部分，用量更大的大型石化工程主控系统尚未能进入。　　我国自控产业链的两头——底层的现场仪表（尤其是变送器和执行机构）、上层的综合自动化软件是最薄弱环节。我国自行设计制造的智能变送器只占国内市场的9%。顶层综合控制软件能力弱，一方面是因为工控企业对用户的工艺特征理解不深刻，经验积累不足，从而制约了顶层集成能力和快速进入细分市场的能力（工控企业受制于国家关于设计企业资质门槛的规定也是一方面原因）。用户市场对本国工控技术/产品的不认同，制约了自主研发的工控产品实践提高的机会。　　由于上述原因，国产控制系统难以进入重大工程的关键、核心、主体装备，这一市场的大部分仍被国外工控系统垄断。　　（二）用于广大离散型工厂自动化的PLC系统，情况不容乐观。　　当前PLC技术的应用范围，涵盖了除大型化工、电力企业之外的几乎所有工业行业。但是，目前我国PLC应用市场，95%以上被外国产品占领，本国企业处于绝对劣势。　　跨国公司的产品享受零部件进口免税等政策优惠，本国厂商在家门口面对强势国际竞争，毫无招架之力。　　（三）PLC系统难自立，行业研发平台缺失。　　一是本国企业和机构，规模小、业务分散，形不成气候。此类企业中，有些是原工业部门承担行业共性技术的研究所或大学科研单位改制而来，如和利时、浙大中控、北京机械自动化研究所等。　　二是到目前为止，我国企业尚未真正掌握FA工控的核心技术。本国PLC厂商技术都是架构在外国的控制技术上，主干基础硬件几乎全部由外国公司提供，基础软件也依赖进口。我国PLC厂商的业务，只是局限在运用进口硬件与基础软件，针对具体工艺控制的需求，运用ICT技术进行集成、做应用软件。在系统的设计诀窍方面，在系统可靠性、产品质量（一致性、可靠性）、市场信誉方面，与国外先进水平尚有较大差距。就是国内引为自豪的数控系统，情况也大体如此。　　三是作为科研型的工控企业，由于规模小和专业分散，缺乏国内统一标准的硬件和基础软件支撑，单打独斗，形不成规模。　　四是受外资控制与挤压，竞争能力差。我国一些企业曾经自主开发PLC硬件平台，但产品刚有眉目，跨国公司立即降价。由于PLC系统是技术密集型的成熟产品，本国产品初次面世，性能与价格都缺乏竞争优势。加上缺乏国家政策支持，在市场上根本无法立足，陷入了“市场信誉度低—缺乏实践与改进机会—市场信誉进一步降低”的恶性循环。 五是产学研结合的现实困境：国家工业管理机构多次变更，一些共性技术研究所改企业，原有的研究进程中断，技术积累流失或老化。

变频器软故障的排除方法及案例分析

1、过流

过流是变频器报警最为频繁的现象。

1.1现象

(1) 重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路，机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。

(2) 上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。

(3) 重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。

1.2 实例

(1) 一台LG-IS3-4 3.7kW变频器一启动就跳“OC”

分析与维修:打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT(7MBR25NF-120)基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。

(2) 一台BELTRO-VERT 2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。

分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流信号处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。

2 、过压

过电压报警一般是出现在停机的时候，其主要原因是减速时间太短或制动电阻及制动单元有问题。

(1) 实例

一台台安N2系列3.7kW变频器在停机时跳“OU”。

分析与维修:在修这台机器之前，首先要搞清楚“OU”报警的原因何在，这是因为变频器在减速时，电动机转子绕组切割旋转磁场的速度加快，转子的电动势和电流增大，使电机处于发电状态，回馈的能量通过逆变环节中与大功率开关管并联的二极管流向直流环节，使直流母线电压升高所致，所以我们应该着重检查制动回路，测量放电电阻没有问题，在测量制动管(ET191)时发现已击穿，更换后上电运行，且快速停车都没有问题。

3、欠压

欠压也是我们在使用中经常碰到的问题。主要是因为主回路电压太低(220V系列低于200V，380V系列低于400V)，主要原因:整流桥某一路损坏或可控硅三路中有工作不正常的都有可能导致欠压故障的出现，其次主回路接触器损坏，导致直流母线电压损耗在充电电阻上面有可能导致欠压.还有就是电压检测电路发生故障而出现欠压问题。

3.1 举例

(1) 一台CT 18.5kW变频器上电跳“Uu”。

分析与维修:经检查这台变频器的整流桥充电电阻都是好的，但是上电后没有听到接触器动作，因为这台变频器的充电回路不是利用可控硅而是靠接触器的吸合来完成充电过程的，因此认为故障可能出在接触器或控制回路以及电源部分，拆掉接触器单独加24V直流电接触器工作正常。继而检查24V直流电源，经仔细检查该电压是经过LM7824稳压管稳压后输出的，测量该稳压管已损坏，找一新品更换后上电工作正常。

(2) 一台DANFOSS VLT5004变频器，上电显示正常，但是加负载后跳“ DC LINK UNDERVOLT”(直流回路电压低)。

分析与维修:这台变频器从现象上看比较特别，但是你如果仔细分析一下问题也就不是那么复杂，该变频器同样也是通过充电回路，接触器来完成充电过程的，上电时没有发现任何异常现象，估计是加负载时直流回路的电压下降所引起，而直流回路的电压又是通过整流桥全波整流,然后由电容平波后提供的，所以应着重检查整流桥，经测量发现该整流桥有一路桥臂开路，更换新品后问题解决。

4 、过热

过热也是一种比较常见的故障，主要原因:周围温度过高，风机堵转，温度传感器性能不良，马达过热。

4.1 举例

一台ABB ACS500 22kW变频器客户反映在运行半小时左右跳“OH”。

分析与维修:因为是在运行一段时间后才有故障，所以温度传感器坏的可能性不大，可能变频器的温度确实太高，通电后发现风机转动缓慢，防护罩里面堵满了很多棉絮(因该变频器是用在纺织行业)，经打扫后开机风机运行良好，运行数小时后没有再跳此故障。

5、输出不平衡

输出不平衡一般表现为马达抖动，转速不稳，主要原因:模块坏，驱动电路坏，电抗器坏等。

5.1举例

一台富士 G9S 11KW变频器，输出电压相差100V左右。

分析与维修:打开机器初步在线检查逆变模块(6MBI50N-120)没发现问题，测量6路驱动电路也没发现故障，将其模块拆下测量发现有一路上桥大功率晶体管不能正常导通和关闭，该模块已经损坏，经确认驱动电路无故障后更换新品后一切正常。

6、过载

过载也是变频器跳动比较频繁的故障之一，平时看到过载现象我们其实首先应该分析一下到底是马达过载还是变频器自身过载,一般来讲马达由于过载能力较强,只要变频器参数表的电机参数设置得当,一般不大会出现马达过载.而变频器本身由于过载能力较差很容易出现过载报警.我们可以检测变频器输出电压,电流检测电路,等故障易发点来一一排除故障。

6.1举例

一台LG IH 55KW变频器在运行时经常跳“OL”。

分析与维修:据客户反映这台机器原来是用在37kw的马达上的，现在改用在55kw的马达上。参数也没有重新设置过，所以问题有可能出在参数上，经检查变频电流极限设置的为37kw 马达的额定电流，经参数重新设置后带负载一切正常。

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