故障排除提示：布线故障

在电缆的设计和安装上和运动系统的其他部分一样小心谨慎，将有助于确保可靠的长期运行。

在运动控制系统中，布线是最常见的故障点。这些故障可能很难诊断，但通常情况下，布线是机器制造商和原始设备制造商在开发设计时考虑的最后一件事。原因有很多，从错误的安装到糟糕的配置，再到不正确的电缆选择。其结果是大量不必要的失败，而这些失败是可以通过适当的技术避免的。我们邀请了一个专家小组讨论常见的错误和陷阱，以及解决方案。

Kristin Lewotsky：布线故障最常见的原因是什么？

应用程序和/或环境的电缆选择不当。所有电缆适用于某些应用和环境 - 不一定是所需的应用程序和环境。接下来，安装方法不当，例如太多的力量。穷人终止是一个非常常见的错误来源。最后，在运动控制应用中弯曲将显着降低故障（MTBF）之间的平均时间。电缆静态安装静态。机器人的电缆往往是持续数月。

——Belden高级产品开发工程师brian Shuman

由于客户没有使用正确的屏蔽电缆或接地不当而引起的噪音问题。

-Greg Hoell, Minarik应用产品与系统项目工程师

振动和松动的布线，以及腐蚀和潮湿的环境。此外，没有正确地标记电线和电缆，因为他们连接到什么。

-Mario Mitchell，帕克汉尼汾自动化集团电子部门产品经理

K.L .:如何确定系统中的故障是由布线/接线引起的，尤其是在间歇性时？您的标准故障排除步骤是什么？

检查电缆是否有明显的损坏迹象。观察正在使用的系统。检查控制器、PLC计算机等的任何诊断。评估从系统断开的电缆。检查连续性。在接口和后外壳处摆动连接器!如果所有这些都失败了，更换电缆，最好是从不同的批次，并验证问题消失。

-b.s.

我使用GUI来确定运动系统中是否存在电缆故障。如果反馈电缆有问题，则手动转动轴时，驱动器将为您提供位置反馈故障。如果它与电机电缆相关，如果您提供速度命令，电机将逃离电机。如果I / O相关，则在控制器（或PLC）中打开/关闭输出或输入并读取它，有助于排除问题。

- - - - - -Joe Figueroa, Minarik自动化与控制MAPS项目工程师

在快节奏的生产环境中，停机可能非常关键。如果您认为故障可能在电缆上，有备用的，并且布线新的电缆并不困难，换电缆使机器重新上线可能会更快。这还取决于是否有专业技术人员使用GUI/HMI诊断故障，并能够安装电缆进行修复。

-Tim McAdoo, Minarik自动化控制系统应用工程师/机械

这些问题通常表现为噪音，无论是电缆损坏还是安装不当，它们看起来都是一样的。这可能是不良操作的迹象——也许你有与数字线路平行的高压电线，或者盘绕成天线的电缆。将电机电缆粘接到驱动底盘上，可解决80%的噪音相关问题。当问题似乎是间歇性的，你真的必须回到最基本的，开始一个一个地分解问题。当您有机会将系统中的元件减少到三个(比如电机、驱动器和电缆)时，如果您有备件，有时您可以更换一个或多个元件来隔离问题。这通常会导致停机和更多的工作，但它有助于发现完整的问题。你也可以在电缆的两端放上一个电表，然后逐个检查电缆是否有短路，但这是一个艰苦的过程。

-Jim Wiley, Parker hannifin自动化公司应用工程经理

k.l.:你如何在电缆上隔离故障的物理位置，又如何处理它?例如，如果故障在于连接器，您是否可以只更换它而保留其余的电缆，还是无论如何都必须更换整个电缆?

如果电缆故障，我们尝试定位故障区域。这可以帮助我们确定故障的模式和如何预防它在未来。如果是电缆造成的故障模式，我们丢弃它，并建立一个新的电缆集。如果连接器被证明是原因，我们最经常更换电缆和连接器(新产品)。

兰斯Bredeson;导演,连接;Turck

检查导体未终止的明显损坏或问题！许多电缆可以拼接。但是，除非可以绝对识别故障的具体根本原因，否则应更换整个电缆。

-b.s.

目视检查将显示是否有任何切割或损坏的电缆/连接器，这可能导致丢失/间歇连接。如果电缆没有损坏，连接器是下一个要检查的罪魁祸首，而且通常是大多数问题所在。触点可能是焊接或不正确的卷曲。此外，当剥离电线或电缆时，安装人员可能会意外地切断额外的电线股或电线绝缘。

-G.H。

我建议更换整个电缆并用它完成。我宁愿关注系统启动（调整，I / O结账等）而不是电缆。

五个。

k.l.:在你的职业生涯中，哪一个电缆故障是你觉得最难分离和纠正的?你可以做些什么不同的事情来更快地隔离它或者防止失败的发生?

最难解决的故障是连接器的间歇性接触，由于机器和操作中相邻机器的振动而加剧。在1千赫时，接触实际上显示了连续性。然而，在DC (0hz)时，触点是间歇性的。决议花了将近两个月的时间。事后看来，我应该直接把样品收集起来送到我们实验室进行全面评估，包括x光检查。在零部件供应商、装配厂、系统集成商、电子产品制造商和终端用户之间相互指责之后，我们最终完成了这项工作。

-b.s.

销钉向后压接并插入连接器。因为它是向后的，引脚没有锁定在连接器的地方，并将有间歇连接或没有连接取决于它所连接的连接器。这里的困难在于找到问题所在;对于间歇性连接，如果目视检查没有发现任何问题，那么连续性测试就会变得非常困难。由于连接是间歇性的，在发现罪魁祸首之前，您可能会在几个通道上获得良好的连续性读数。

-G.H。

与连接器相关的布线故障是最难诊断的。有一套备用电缆是值得的。

五个。

电机上的反馈连接器有一个不受约束的引脚。它看起来不错，但当连接电缆时，引脚会被推回连接器。

-TM值。

k.l.:工程师在指定或安装电缆时所犯的最大错误是什么?是否有关键的设计技术可以用来减少失败的可能性?

思考他们可以通过制作电缆本身而不是购买更原水的电缆来节省一些雄鹿。电机反馈电缆可以在电缆内具有多达15或20个引线。你必须把所有这些引脚拿到，那么你必须选择正确的电线，正确的屏蔽类型，如果你做出错误的决定，它会导致问题。

成员j.w.。

有些人可能认为它只是电缆，但它比传输电源和信号更多。为了使电缆/电路集能够延长地工作，必须正确地指定电缆。我们有电缆被拉出或拉伸的情况（小导体尺寸〜24AWG或更小）和“撕裂”导体。更常见的是，我们遇到了[不正确]的电缆类型。令人惊讶的是，市场上有多少有线选择以及每个市场/应用程序如何需要特定的解决方案（与实施例，温度，弯曲，化学照射，冲洗，代理要求等）。而且，特别是与弯曲/运动应用有关的，电缆的肠道是或更重要的，而不是外夹克。在运动/ Flex应用中，它是关于最小化摩擦（导致故障）的全部。这就是通过应用程序指定正确的电缆类型如此重要。

-磅。

不合格是造成电缆故障的主要原因。这是很常见的规范一个标准产品的应用程序，需要更多的持久性。了解电缆在应用中面临的所有挑战是至关重要的，包括移动的类型和频率、电力需求、温度、是否有暴露的安装、可能接触的天气类型、化学物质或其他液体，以及它是否会面临磨损或切割危险。所有这些方面都可以并且应该考虑到电缆的施工。

-Chris Burke, Allied Wire & Cable的共同所有者和大客户代表

折扣环境的影响。环境温度会显着影响布线的电气性能。曝光电缆上的机械甚至化学压力可能会改变性能甚至降低使用寿命。我建议对环境和申请进行全面分析。

-b.s.

确保电缆外径与连接器、线夹或导管的后壳相吻合。另一个常见的错误是忘记为特定的连接器排列合适的工具。

-G.H。

我认为长度(通常太长或太短)。通常控制板的位置是在现场改变的。

五个。

我经常看到在一端或两端有多个连接器的电缆有猪尾太短，以允许适当的路由和/或应变缓解。另一个常见的错误是，在布线/更换电缆时，使用的电缆载体尺寸不够大，不允许连接器在其他电缆旁边通过，或者在高挠性应用中使用标准电缆。

-TM值。

没有提前计划。这取决于你如何将电缆穿过机器。如果没有提前考虑，你可能会得到更紧的弯曲半径和不合适的路线。最好的机器制造商都有专攻布线的工程师。他们知道如何在机器上布置线路，他们很好地记录它，并把他们的工作惯例放在一起，所以他们的安装人员更容易把它们放在一起，他们有更高的成功水平。

成员j.w.。

使用错误类型的电缆-您在办公室使用的标准以太网电缆，而不是工业屏蔽以太网电缆。工业屏蔽以太网电缆对于降低噪声是非常重要的。

答。

K.L .:您希望您的客户知道关于指定/安装/故障排除电缆的哪些内容？

您可以调整如此多的电缆属性以满足应用程序的需求。例如，您可以增加导体股线计数以提高灵活性和弯曲寿命;改变更灵活的材料;调整电缆铺设的方式;添加不同的装甲或屏蔽，以防止物理损坏或电磁干扰提供额外的保护。

起来。

电缆中使用的不同材料，甚至是不同等级的材料。事实上，有数百个等级的PVC用于不同的应用。还有认证、标准和规范。

-b.s.

用户应注意噪声对电缆的影响，特别是来自高电感负载的影响。客户需要知道，运行反馈电缆与电机引线可能是非常有问题的。

五个。

在一个电机可能移动的轴上，从应变解除到电机连接器留下足够的电缆长度，以允许轴移动到其行程限制的两端，而不是对电缆施加张力和/或在连接器处急剧弯曲。

-TM值。

K.L .:当您第一次开始使用布线时，您希望您知道什么？

如何快速找到解决电缆故障的方法，而不是尝试一切。有时你不能找到根本原因，但你可以修复系统。这是好的。

-b.s.

正确的屏蔽和接地的重要性和方法。虽然这并不一定是特定于电缆，但实施适当的屏蔽和接地实践可以节省您多年试图跟踪接地/噪音问题的时间。

-G.H。

作为一名设计工程师，我希望我在设计和制造我的第一台数控机床时就意识到，有一天我可能会飞到全国各地去检修原型机，并更换一些线缆，这些线缆在机床安装后很难布线。

-TM值。

K.L.:随着系统智能和带宽需求的提高，电缆变得越来越复杂、昂贵和沉重。这是一个好趋势还是会带来新的挑战?为了从他们的系统中获得最好的结果，设计师需要了解这种趋势吗?

现场总线使系统更容易部署。我们需要的是一个大箱子，而不是许多管道和电线。这是伟大的。此外，这些设备正变得越来越智能，并提供诊断信息，以便更好地进行故障排除。客户需要了解正确的安装技术，以防止噪音。

五个。

我看到了技术进步的正反两面。有利的一面是设备变得越来越智能。一个不利方面的例子是终端用户想要扩展他们的容量，而他们5年前购买的同一台机器的更新版本现在有了更新的运动系统/平台。这可能意味着他们的维护技术人员、程序员和支持人员也必须得到更新。

-TM值。

我相信带宽和系统智能的增加是一件伟大的事情。是的，进步会带来一些后果，但我认为这些后果远远比不上生产力、效率、质量和安全方面的进步。我建议所有的运动控制专业人员对现有的和新兴的技术有一个基本的了解。与技术领导者和解决方案供应商建立关系。销售人员很好，特别是在午餐时间，但解决方案合作伙伴是无价的，特别是在你最需要帮助的时候。

-b.s.