爱游戏官网轴承损坏及原因以及对策1、轴承损坏及原因以及对策损伤事项损伤状态原因对策图样表面剥落沟道单侧全周表面剥落安装不良或因轴膨胀造成异常轴向负荷游隙与自由侧轴承外轮的配合相符沟道内钢球间距表面剥落安装时的冲击负荷小心安装运转停止时的锈长期不运转时需防锈处理沟道面、钢球面的早期表面剥落（图1）负荷过大适当的配合游隙过小适当的游隙润滑不良适当的润滑剂和量安装不良重新查看轴、支架的精度、安装方法锈保管、使用注意相对于沟道倾斜的表面剥落（图2）安装不良安装作业注意轴的弯曲选用游隙大的轴承轴、支架的精度不良轴、支架的垂直度修整沟道对称位置的表面剥落支架的精度不良支架内径面的精度修整压痕沟道内有钢球间距的压痕、打痕（图3）安装时落下时的

　　2、冲击负荷使用注意静止中或低速回转中的负荷过大重新查看静止负荷沟道、钢球面有压痕砂、金属粉等的侵入轴、支架的清洗，重新查看密封装置擦伤、烧伤 沟道、钢球面的变色、软化溶粘（图4）负荷过大适当的配合游隙过小适当的游隙润滑不良适当的润滑剂和量安装不良安装方法和有关部件的复查电蚀沟道、钢球面有洗衣服板状的电蚀（图5）电流通过轴承产生的火花接地线、轴承绝缘破损 沟道面的破裂、缺损（图6）冲击负荷过大适当的负荷条件过盈量过大适当的配合表面剥落或烧伤的进展轴和套的修整安装部的圆角大把圆角修整成比轴承倒角小钢球的破裂、缺损冲击负荷过大适当的负荷条件运转中游隙过大配合和轴承游隙复查保持器的破损（图7）力矩负荷注

　　3、意使用高速及高加速度回转的冲击复查回转条件润滑不当润滑剂、润滑方法的复查异物进入改善密封装置粘着沟道、钢球面的粘着，擦伤、烧伤（图8）润滑不当（硬的油脂、量不足）注入适当量的柔软的油脂开始回转时的加速度大（钢球的滑动）不急着加速磨损沟道、钢球、保持器的异常磨损（图9）异物侵入改善密封装置锈保管、使用注意润滑不良适当的润滑剂和量配合面的粘着磨损，蠕变（图10）过盈量不足适当的配合套筒的拼紧不足适当的套筒拼紧配合面的红色磨损、微振磨损（图11） 配合面的微小间隙加大过盈量沟道有钢球间距的微振磨损，不正确的表面变形现象在输送中轴承停止状态的振动固定轴和支架小振幅的摇动运动使用润滑油，预压锈、腐蚀轴承

　　4、内部的锈保管状态不良注意保管空气中的水分造成的结露注意保管配合面的锈（图12）微振磨损加大过盈量变动负荷在配合面涂上油“损伤”腐蚀酸、碱、气体的侵入密封装置的复查润滑剂的化学作用润滑剂的复查为什么轴承会磨损坏仅有部份的轴承在实际应用中损坏。大部份的轴承抽坏的原因很多超出原先预估的负载，非有效的密封、过紧的配合所导致的过小轴承间隙等。这些因素中的任一因素皆有其特殊的损坏型式且会留下特殊的损坏痕迹。因此，检视损坏轴的承，在大多案例中可以发现其可能的导因，大体上来说，有三分之一的轴承损坏导因于疲劳损坏，另外的三分之一导因于润滑不良，的三分之一导因于污染物进入轴承或安装处理不当。 然而，这些损坏型

　　5、式亦与工业别有关。例如，纸浆与造纸工业多半半是由于润滑不良或污染造成轴承的损坏而不是由于材料疲劳所致。 轴承失效原因与分析装配不当 各种轴承提前失效的16%是由于装配不当（通常是由于用力过大）和不会正确使用装配工具造成的。有些设备要求采用机械，液压或加热方法来进行正确而有效的安装和拆卸。SKF提供了基于各种专业工程服务技术的全套工具和设备，使得这些工作变得简单，快捷和更具成本核算效益。使用专用工具和技术进行专业的装配，是实现最大限度的延长机器运行时间的另一种解决方法。润滑不当 尽管可以安装各种“免维护”密封轴承，但提前失效轴承中仍有36%是由于润滑脂的技术应用不正确和使用不当造成的。任何润滑不

　　6、当的轴承都不可避免地在正常使用寿命之前提前失效。由于轴承通常是机械设备中最不容易装卸的部件，不经常润滑就会出现问题。在无法实现人工维护的情况下，SKF 可以制定全自动润滑系统来达到最佳润滑效果。只要根据要求采用了SKF 润滑脂，工具和技术进行有效的润滑，将有助于大幅度减少停机时间。污染 轴承是精密零件，如果轴承及润滑脂受到污染，将无法有效运行。此外，由于已经注有润滑脂的免维护密封轴承只占所有使用轴承中的一小部分，所以所有提前失效的轴承中至少有14%是由于污染问题造成的。SKF 拥有卓越的轴承制造和设计能力，可以为各种恶劣的工作环境提供密封解决方案。疲劳如果机器出现过载、使用或维护不当，轴承都会

　　7、受到影响，导致提前失效的轴承中有34%是由于疲劳引起的。由于轴承在维护不当或应力过大时会发出“提前警告”，可以用SKF状态监控设备进行检测和分析，因此突然的或计划外的失效是可以避免的。SKF系列产品包括手持式测量仪器、固定式系统和数据管理软件，可以对关键的运行参数进行定期或连续监控。轴承损坏分析与检修应该注意的事项并非所有损伤的I轴承都可以修复，但是对于每一个损伤的轴承在考虑修复或更换新轴承之前，必须对其损坏的原因和程度进行评估以避免或减少再次损伤。引起轴承损伤的原因很多，诸如安装不当、污物侵入或水分侵入等是很多轴承早期损伤的常见原因。INA轴承的常见损坏原因分析以及相应的能延长INA轴承寿命

　　8、的预防措施。 A 操作不当： 安装、操作或拆卸不当可能引起保持架变形或缺损 预防措施：使用合适的操作、安装和拆卸工具 B润滑不充分： 润滑不充分或不当可能导致元件擦伤或者严重的轴承变形 预防措施：改进润滑系统，定时恰当地补充或更换润滑剂 C生锈与腐蚀： 接触水可能导致轴承元件蚀损并生锈。锈蚀损伤后的轴承在工作时可能导致剥落 预防措施：定期检查密封，保证良好的密封效果，正确储存INA轴承 D电流： INA轴承转动时通电可能导致出现凹槽或刻痕。轴承静止时，电气操作接地不当会导致轻微的烧伤 预防措施：在对INA轴承以外的部件焊接前通过适当接地连接减少或避免电流通过轴承 E 外部材料： 磨损性颗粒污染

　　9、和碎片侵入可能导致INA轴承工作面磨损、擦伤和凹陷 预防措施：清除侵入颗粒和碎片，更换润滑剂，检查密封系统 F 偏心： 偏心、倾斜或过大负荷可能导致几何应力集中或表面剥落 预防措施：精确加工INA轴承座和挡肩 对INA轴承设备的定期检修、运转及外围零件改换时被拆卸下来的轴承中止搜检时，需求依次判别次INA轴承零件能否可再次运用和记录运用状况的好于坏。 其次搜检INA轴承的滚道面，滚动面和合营面的状况以及对峙架的磨损状况等有无毁伤和异常状况特殊是要察看滚道面的运转轨迹。判别轴承可否再次运用，要在思考轴承毁伤的水平，机械机能、首要性、运转前提、搜检周期等往后再来抉择。 搜检效果，假如发现INA轴承

　　10、有毁伤和异常状况时，请依照轴承毁伤的现象查明启事，制定对策。另外，搜检效果，假如有下面几种缺陷的话，轴承就不能再用了，需求改换新的INA轴承。轴承失效分析方法 轴承失效分析方法在分析轴承失效的过程中，往往会碰到许多错综复杂的现象，各种实验结果可能是相互矛盾或者主次不清，这就需要经过反复实验、论证，以获得足够的证据或反证。只有运用正确的分析方法、程序、步骤，才能找到引发失效的真正原因。一般情况下轴承失效分析大体可分为以下三个步骤：失效实物和背景资料的收集、对失效实物的宏观检查和微观分析。1.失效实物和背景材料的收集尽可能地收集到失效事物的各个零件和残片。充分了解失效轴承的工作条件、使用过程和制造

　　11、质量等。具体内容包括：（1）主机的载荷、转速、工作状况等轴承的设计工作条件。（2）轴承及其相关部位其他零件的失效情况，轴承失效的类型。（3）轴承的安装运转记录。运转使用过程中有无不正常操作。（4）轴承工作中所承受的实际载荷是否符合原设计。（5）轴承工作的实际转速及不同转速出现的频率。（6）失效时是否有温度的急剧增加或冒烟，是否有噪声及振动。（7）工作环境中有无腐蚀性介质，轴承与轴颈间有无特殊的表面氧化色或其他沾污色。（8）轴承的安装记录（包括安装前轴承尺寸公差的复验情况），轴承原始间隙、装配和对中情况，轴承座和机座刚性如何，安装是否有异常。（9）轴承运转是否有热膨胀及动力传递变化。（10）轴承

　　12、的润滑情况，包括润滑剂的牌号、成分、颜色、粘度、杂质含量、过滤、更换及供给情况等，并收集其沉淀物。（11）轴承的选材是否正确，用材质量是否符合有关标准或图样要求。（12）轴承的制造工艺过程是否正常，表面是否有塑性变形，有没有表面磨削烧伤。（13）失效轴承的修复和保养记录。（14）同批或同类轴承的失效情况。在收集实际背景材料工作中，全部满足上述要求是很难的。但收集到的资料越多，无疑会更有利于得到正确的分析结论。2.宏观检查对失效轴承进行宏观检查（包括尺寸公差测量和表面状态检查分析），是失效分析最重要的环节。总体的外观检查，可了解轴承失效的概貌和损坏部位的特征，估计造成失效的起因，察看缺陷的大小、

　　13、形状、部位、数量和特征，并截取适当部位做进一步的的微观检查和分析。宏观检查的内容包括：（1）外形和尺寸的变化情况（包括测振分析、动态函数分析和滚道圆度分析）。（2）游隙的变化情况。（3）是否有腐蚀现象，在什么部位，是什么类型的腐蚀，是否与失效直接有关。（4）是否有裂纹，裂纹的形态和断口性质如何。（5）磨损是什么类型的，对失效有多大作用。（6）观察轴承各零件工作表面变色的情况和部位以确定其润滑情况和表面温度效应。（7）对失效特征区主要观察有无异常磨损、外来颗粒嵌入、裂纹、擦伤和其他缺陷。（8）冷酸洗法或热酸洗法检验轴承零件原始表面有无软点、脱碳层和烧伤，特别是表面磨削烧伤。（9）用X射线、仪器测量轴承工作前后的应力变化情况。宏观检查的结果，有时可基本判断失效的形式和原因，但要进一步确定失效的性质，还必须取得更多的证据，做微观分析。3.微观分析失效轴承的微观分析包括光学金相分析、电子显微镜分析、探针和电子能谱分析等。主要是根据失效特征区的微观组织结构变化和对疲劳源、裂纹源的分析为失效分析提供更充分的判据或反证。微观分析中最常用、最普遍的方法是光学金相分析和对表面硬度检测。分析的内容应包括：（1）材料质量是否符合有关标准和设计要求。（2）轴承零件的基本组织和热处理质量是否符合有关要求。（3）表层组织是否存在脱碳层、托氏体和其他表面加工变质层。（4）测量渗碳层等表面强化层和多层金属各

　　15、层组织的深度，腐蚀坑或裂纹的形态与深度，并根据裂纹的形状和两侧组织特征确定裂纹产生的原因及性质。（5）根据晶粒大小、组织变形、局部相变、重结晶、相聚集等判断变形程度、温升情况、材料种类及工艺过程等。（6）测量基本硬度、硬度均匀性及失效特征区的硬度变化。（7）断口观察与分析。用扫描电子显微镜定性分析和测量观察断口。（8）电子显微镜、探针和电子能谱在疲劳源和裂纹源分析中能测出断口的成分，发现断口的性质和断裂的原因。以上介绍的轴承失效分析一般方法的三个步骤是一个由表及里逐步深入的分析过程。具体每一步骤中包含的内容应根据轴承失效的类型和特点，视具体情况取舍，但分析步骤是缺一不可的。而且在整个分析过程中

　　16、，分析结果应始终与影响轴承失效的诸多因素联系起来，综合考虑。润滑和密封不当造成的进口轴承失效分析 进口轴承是机械中广泛应用的标准零部件，典型的滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成的，它具有摩擦阻力小、效率高、易于起动、润滑方便、互换性好等优点，但也存在抗冲击能力差、高速时噪声大等缺点。在实际使用中，对进口轴承工作性能知识了解不多，使用维护不当，会造成滚动轴承非正常失效，寿命降低，甚至出现机械故障，给用户带来不必要的损失。(1)润滑剂超过使用期而变质，润滑剂中的杂质进入轴承滚动体和内外圈接触表面之间，加剧轴承磨粒磨损，使进口轴

　　17、承失效。(2)润滑剂量不够，达不到充分润滑的目标，甚至造成干摩擦，加快轴承疲劳点蚀和磨损，使轴承失效。(3)润滑剂质量低劣或牌号不对，起不到润滑的作用，加快轴承失效。(4)机器长时间闲置不用，使润滑脂凝固变质，机器在使用过程中加快轴承失效。进口轴承密封不良，使灰尘、泥沙、杂物等侵人轴承内部，加剧轴承磨粒磨损。同时也造成润滑剂流失，使润滑失效。润滑和密封不当造成的进口轴承失效分析 进口轴承是机械中广泛应用的标准零部件，典型的滚动轴承由内圈、外圈、滚动体和保持架组成的，它具有摩擦阻力小、效率高、易于起动、润滑方便、互换性好等优点，但

　　18、也存在抗冲击能力差、高速时噪声大等缺点。在实际使用中，对进口轴承工作性能知识了解不多，使用维护不当，会造成滚动轴承非正常失效，寿命降低，甚至出现机械故障，给用户带来不必要的损失。(1)润滑剂超过使用期而变质，润滑剂中的杂质进入轴承滚动体和内外圈接触表面之间，加剧轴承磨粒磨损，使进口轴承失效。(2)润滑剂量不够，达不到充分润滑的目标，甚至造成干摩擦，加快轴承疲劳点蚀和磨损，使轴承失效。(3)润滑剂质量低劣或牌号不对，起不到润滑的作用，加快轴承失效。(4)机器长时间闲置不用，使润滑脂凝固变质，机器在使用过程中加快轴承失效。进口轴承密封不良，使灰尘、泥沙、杂物等侵人轴承内部，加剧轴承磨粒磨损。同时也

　　19、造成润滑剂流失，使润滑失效。轴承损坏的原因分析及其解决办法一、安装不当(约占16) 1、安装时使用蛮力，用锤子直接敲击轴承对轴承伤害最大；是造成变形的主要原因。 2、安装不到位，安装有偏差或未装到轴承位，造成轴承游隙过小。内外圈不处于同一旋转中心，造成不同心。 建议：选择适当的或专业的轴承安装工具，安装完毕要用专用仪器检测。二、润滑不良(约占36) 据调查，润滑不良是造成轴承过早损坏的主要原因之一。主要原因包括：未及时加注润滑剂或润滑油；润滑剂或润滑油

　　20、未加注到位；润滑剂或润滑油选型不当；润滑方式不正确等等。 建议：选择正确的润滑剂或润滑油，使用正确的润滑加注方式。三、污染(约占14) 污染也会导致轴承过早损坏，污染是指有沙尘、金属屑等进入轴承内部。主要原因包括：使用前过早打开轴承包装，造成污染；安装时工作环境不清洁，造成污染；轴承的工作环境不清洁，工作介质污染等。 建议：在使用前最好不要拆开轴承的包装；安装时保持安装环境的清洁，对要使用的轴承进行清洗；增强轴承的密封装置。四、疲劳(约占34) 疲劳破

　　21、坏是轴承常见的损坏方式。常见的疲劳破坏的原因可能是：轴承长期超负荷运行；未及时维修；维修不当；设备老化等。 建议：选择适当的轴承类型，定期及时更换疲劳轴承轴承属于精密零件，因而在使用时要求有相当地慎重态度，即变是使用了高性能的轴承，如果使用不当，也不能达到预期的性能效果，而且容易使轴承损坏。所以，使用轴承应注意以下事项：一、保持轴承及其周围环境的清洁即使肉眼看不见的微小灰尘进入轴承，也会增加轴承的磨损，振动和噪声。二、使用安装时要认真仔细不允许强力冲压，不允许用锤直接敲击轴承，不允许通过滚动体传递压力。三、使用合适、准确的安装工具尽量使用专用工具，极力避免使

　　22、用布类和短纤维之类的东西。四、防止轴承的锈蚀 不过，在某种特殊的操作条件下，轴承可以获得较长于传统计算的寿命，特别是在轻负荷的情况下。这些特殊的操作条件就是，当滚动面(轨道及滚动件)被一润滑油膜有效地分隔及限制污染物所可能导致的表面破坏。事实上，在理想的条件下，所谓永久轴承寿命是可能的。 轴承寿命 滚动轴承之寿命以转数(或以一定转速下的工作的小时数)，定义：在此寿命以内的轴承，应在其任何轴承圈或滚动体上发生初步疲劳损坏(剥落或缺损)。然而无论在实验室试验或在实际使用中，都可明显的看到，在

　　23、同样的工作条件下的外观相同轴承，实际寿命大不相同。此外还有数种不同定义的轴承“寿命”，其中之一即所谓的“工作寿命”，它表示某一轴承在损坏之前可达到的实际寿命是由磨损、损坏通常并非由疲劳所致，而是由磨损、腐蚀、密封损坏等原因造成。 为什么轴承会磨损坏？ 仅有部份的轴承在实际应用中损坏。 大部份的轴承抽坏的原因很多超出原先预估的负载，非有效的密封、过紧的配合所导致的过小轴承间隙等。这些因素中的任一因素皆有其特殊的损坏型式且会留下特殊的损坏痕迹。因此，检视损

　　24、坏轴的承，在大多案例中可以发现其可能的导因，大体上来说，有三分之一的轴承损坏导因于疲劳损坏，另外的三分之一导因于润滑不良，的三分之一导因于污染物进入轴承或安装处理不当。 然而，这些损坏型式亦与工业别有关。例如，纸浆与造纸工业多半半是由于润滑不良或污染造成轴承的损坏而不是由于材料疲劳所致。 对策 损伤事项原因措施剥离载荷过大。安装不良(非直线;力矩载荷异物侵入、进水。

　　27、面上由表面往里有多条深至5-10m的微小裂缝，并在大范围内发生微小脱落(微小剥离)断裂安装时受到了打击。 载荷过大。 跌落等使用不良。改善安装方法(采用热装，使用适当的工具夹)。 纠正载荷条件。 轴承安装到位，使挡边受支承。所谓断裂是指由于对滚道轮的挡边或滚子角的局部部分施加乐冲击或过大载荷而一小部分断裂。卡伤过大载荷、过大预压。 润滑不良。 &

　　36、;检查过盈量。 向配合面上涂润滑剂。由于两个接触面间相对反复微小华东而产生的磨损在滚道面和滚动体的接触部分上产生。 由于发生红褐色和黑色磨损粉末，因而页称微振磨损腐蚀。假性布氏压痕在运输过程中等轴承在停转时的振动和摆动。 振幅小的摆动运动。 润滑不良。运输过程中咬对轴和轴承箱加以固定。 运输时对内圈和外圈要分开包装。 &#

　　37、160;加上预压减轻振动。 使用适当的润滑剂。在微振期间，在滚动体和滚道轮的接触部分由于振动和摇动造成磨损有所发展，产生累似布氏压痕的印痕。电蚀外圈与内圈间地电位差。在设定电路时、电流要不流过轴承部分。 对轴承进行绝缘。所谓电蚀是指电流在循环转重的轴承滚道轮和滚动体的接触部分流动时、通过薄薄的润滑油膜发出火花、其表面出现局部的地熔融和凹凸现象。蠕变过盈量不足或间隙配合。 紧定套紧固不够。检查过盈量， &#

　　42、的冲击载荷。使用恰当的工具 使用冲压机而防止了冲击载荷。 安装时相互之间的定心。轴承损坏一般原因分析及其对策一、轴承常见故障滚动轴承的故障现象一般表现为两种，一是轴承安装部位温度过高，二是轴承运转中有噪音。1、轴承温度过高在主机运转时，安装轴承的部位允许有一定的温度，当用手抚摸主机外壳时，应以不感觉烫手为正常，反之则表明轴承温度过高。轴承温度过高原因有：润滑油质量不符合要求或变质，润滑油粘度过高；主机装配过紧（间隙不足）：轴承装配过紧；轴承座圈在轴上或壳内转动负荷过大；轴承保持架或滚动体碎裂等。2、

　　43、轴承噪音滚动轴承在工作中允许有轻微的运转响声，如果响声过大或有不正常的噪音或撞击声咯噔声响，则表明轴承有故障。滚动轴承产生噪音的原因比较复杂，其一是轴承内、外圈配套表面磨损。而这种磨损，破坏了轴承与壳体、轴承与轴的配套关系，导致轴线偏离了正确的位置，轴承在有负荷时运转产生异响。当轴承疲劳时，其表面金属剥落；也会使轴承径向间隙增大产生异响。此外，轴承润滑不足，形成干摩擦，以及轴承破碎等都会产生异常的声响。轴承磨损松旷后，保持架松动损坏，也会产生异响。二、轴承的损伤原因分析与对策轴承在运转中无法直接观察，但通过噪音、振动、温度、润滑剂等状况可察知轴承异常。轴承损伤的代表例；1、裂纹缺陷部分缺口有裂

　　44、纹。其原因有：主机的冲击负荷过大，主轴与轴承配合过盈量大；也有较大的剥离摩擦引起裂纹；安装时精度不良；使用不当（用铜锤、卡入大异物）和摩擦裂纹。对策：应检查使用条件，同时，设定适当过盈及检查材质，改善安装及使用方法，检查润滑剂以防止摩擦裂纹。 2、滚道表面金属剥离运转面剥离。剥离后呈明显凹凸状。原因有轴承滚动体和内、外圈滚道面上均承受周期性脉动载荷作用，从而产生周期变化的接触应力。当应力循环次数达到一定数值后，在滚动体或内、外圈滚道工作面上就产生疲劳剥离。如果轴承的负荷过大，会使这种疲劳加剧。另外，轴承安装不正、轴弯曲、也会产生滚道剥离现象。对策：应重新研究使用条件和选择轴承及游隙，并检查轴和

　　45、轴承箱的加工精度、安装方法、润滑剂及润滑方法。 3、烧伤轴承发热变色，进而烧伤不能旋转。烧伤的原因一般是润滑不足，润滑油质量不符合要求或变质，以及轴承装配过紧等。另外游隙过小和负荷过大（预压大）滚子偏斜。对策：选择适当的游隙（或增大游隙），要检查润滑剂的种类，确保注入量，检查使用条件，以防定位误差，改善轴承组装方法。4、保持架碎裂铆钉松动或断裂，滚动体破碎。其原因有：力矩负荷过大，润滑不足，转速变动频繁、振动大，轴承在倾斜状态下安装，卡入异物。对策：要查找使用条件和润滑状态是否适宜，注意轴承的使用，研究保持架的选择是否合适和轴承箱的刚性是否负荷要求。5、蠕变内径面或外径面打滑，造成镜面或变色，

　　46、有时卡住。原因有：配合处过盈不足，套筒紧固不够，异常升温，主机负荷过大等。对策：要重新研究过盈量是否合适，检查使用条件，检查轴和轴承箱的精度。 6、生锈腐蚀表面局部或全部生锈，滚动体变线条状生锈。其原因有：保管状态不良、包装不当、防锈剂不足，水分酸溶剂等侵入，直接用手拿轴承。对策：要防止保管中生锈，定期不定期重新进行涂油包装，强化密封性能，定期检查润滑油，对油质不合格或变质的要及时更换，要正确的使用轴承。

　　47、1、PLC即可编程（Programmable logic Controller，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各

　　48、种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”PLC的特点2.1可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，

　　49、出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。2.2配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。2.3易学易用，深受工程技术

　　50、人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。2.4系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。2.5体积小，重量轻，能耗低

　　51、以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。3. PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。3.1开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续

　　52、变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程用于模拟量控制。3.3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。3.4过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模

　　53、拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。3.5数据处理现代PLC具有数算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，

　　54、如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。3.6通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。4. PLC的国内外状况世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编

　　55、程，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。20世纪70年代中末期，可编程进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程在先进工业国家中已获得广泛应用。

　　56、这个时期可编程发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程已步入成熟阶段。20世纪末期，可编程的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制

　　57、器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。5. PLC未来展望21世纪，PLC会有更大的发展。从技术上看，计算

　　58、机技术的新成果会更多地应用于可编程的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程和工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程技术的发展方向。目前的计算机集散控制系统DCS（DistributedControlSystem）中已

　　59、有大量的可编程应用。伴随着计算机网络的发展，可编程作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。1 PLC基础知识1.1 PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序，称ProgrammableCo

　　60、ntroller（PC）。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程的功能特点，可编程序定名为ProgrammableLogic Controller（PLC）。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代

　　61、的。1.2 PLC的构成从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。1.3 CPU的构成CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经

　　62、分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作

　　63、速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。1.4 I/O模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-

　　64、10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。1.5 电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。1.6 底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的

　　65、连接，使各模块构成一个整体。1.7 PLC系统的设备编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。1.7.2 人机界面：最简单的人机界面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。1.8 PLC的通信联网依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中

　　66、的重要性越来越显著，甚至有人提出网络就是的观点说法。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS或工业以太网进行联网。2 PLC控制系统的设计基本原则2.1 最大限度的满足被控对象的控制要求。2.2 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。2.3 保证控制系统安全可靠。2.4 考虑到生产的发展和工艺的改

　　67、进在选择PLC容量时应适当留有余量。3 PLC软件系统及常用编程语言3.1 PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言翻译成机器语言，诊断机器故障。系统软件由PLC厂家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干预。用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序（也就是逻辑控制）用来实现各种控制。STEP7是用于SIMATIC可编程逻辑组态和编程的标准软件包，也就是用户程序，我们就是使用STEP7来进行硬件组态和逻辑程序编制，以及逻辑程序执行结果的在线 PLC提供的编程语言3.2.1

　　68、 标准语言梯形图语言也是我们最常用的一种语言，它有以下特点3.2.1.1 它是一种图形语言，沿用传统控制图中的继电器触点、线圈、串联等术语和一些图形符号构成，左右的竖线 梯形图中接点（触点）只有常开和常闭，接点可以是PLC输入点接的开关也可以是PLC内部继电器的接点或内部寄存器、计数器等的状态。3.2.1.3 梯形图中的接点可以任意串、并联，但线 内部继电器、计数器、寄存器等均不能直接控制外部负载，只能做中间结果供CPU内部使用。3.2.1.5 PLC是按循环扫描事件，沿梯形图先后顺序执行，在同一扫描周期中的结果留在输出状态暂存器中

　　69、所以输出点的值在用户程序中可以当做条件使用。3.2.2 语句表语言，类似于汇编语言。3.2.3 逻辑功能图语言，沿用半导体逻辑框图来表达，一般一个运算框表示一个功能左边画输入、右边画输出。4 STEP7程序的使用4.1 创建一个项目结构，项目就象一个文件夹，所有数据都以分层的结构存在于其中，任何时候你都可以使用。在创建一个项目之后，所有其他任务都在这个项目下执行。4.2 组态一个站，组态一个站就是指定你要使用的可编程，例如S7300、S7400等。4.3 组态硬件，组态硬件就是在组态表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用户程序中以什么样的地址来访问这些模板，地址一般不用修改由程序自动

　　70、生成。模板的特性也可以用参数进行赋值。4.4 组态网络和通讯连接，通讯的基础是预先组态网络，也就是要创建一个满足你的控制方案的子网，设置网络特性、设置网络连接特性以及任何联网的站所需要的连接。网络地址也是程序自动生成如果没有更改经验一定不要修改。4.5 定义符号，可以在符号表中定义局部或共享符号，在你的用户程序中用这些更具描述性的符号名替代绝对地址。符号的命名一般用字母编写不超过8个字节，最好不要使用很长的汉字进行描述，否则对程序的执行有很大的影响。4.6 创建程序，用梯形图编程语言创建一个与模板相连结或与模板无关的程序并存储。创建程序是我们控制工程的重要工作之一，一般可以采用线）、分布编程（编写功能块FB,OB1组织调用）、结构化编程（编写通用块）。我们最常采用的是结构化编程和分布编程配合使用，很少采用线 下载程序到可编程，完成所有的组态、参数赋值和编程任务之后，可以下载整个用户程序到可编程。在下载程序时可编程必须在允许下载的工作模式下（STOP或RUN-P）,RUN-P模式表示，这个程序将一次下载一个块，如果重写一个旧的CPU程序就可能出现冲突，所以一般在下载前将CPU切换到STOP模式。5 WINCC程序的使用5.1 简介，WINCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工业技术中性系统。具有控制自动化过程的强

　　72、大功能，是基于个人计算机的操作监视系统，它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面精确的满足生产实际要求。WINCC有两个版本RC版（具有组态和开发环境）、RT版（只有运行环境），我们一般使用的是RC版。5.2 WINCC简单使用步骤5.2.1 变量管理，首先确定通讯方式安装驱动程序，然后定义内部变量和外部变量，外部变量是受你买的WINCC软件授权限制的最大授权64K字节，内部变量没有限制。5.2.2 画面生成，进入图形编辑器，图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序。也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面。可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上。5

　　73、.2.3 报警记录设置，报警记录提供了显示和操作选项来获取和归档结果。可以任意地选择消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。为了在运行中显示消息，可以使用包含在图形编辑器中的对象库中的报警控件。5.2.4 变量记录，变量记录是用来从运行过程中采集数据并准备将它们显示和归档。5.2.5 报表组态，报表组态是通过报表编辑器来实现的爱游戏。是为消息、操作、归档内容和当前或已归档的数据定时器或事件控制文档的集成的报表系统，可以自由选择用户报表的形式。5.2.6 全局脚本的应用，全局脚本就是C语言函数和动作的通称，根据不同的类型脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。全局脚本动作用于过程执行的运行中。一个触发可以开始这些动作的执行。5.2.7 用户管理器设置，用户管理器用于分配和控制用户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限。每建立一个用户，就设置了WINCC功能的访问权利并独立的分配给此用户。至多可分配999个不同的授权。5.2.8 交叉表索引，交叉索引用

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