数控维修专讲-SIEMENS 系统的基本检查.doc

数控维修专讲-SIEMENS 系统的基本检查 SIEMENS 系统的基本检查与信号诊断    3. 3. 1 I/ O信号的构成 根据系统型号的不同，各SIEMENS系统的I/O(输入/输出)信号构成有所区别，对于常用的系统，一般有使用I/O模块与直接使用SIEMENS标准PLC的软、硬件两种结构形式前者一般用于功能较简单、控制轴数较少的数控系统，如：SIEMENS 810/820/802等：而后者一般用于功能较强、控制轴数较多的数控系统，如：SIEMENS 810D/840D等 SIEMENS 810/820M/802D是使用I/O模块的结构形式在SIEMENS 810/820M系统中，I/O信号是通过I/O子模块直接与系统的I/O总线连接的根据机床的不同要求，I/O模块的数量可以增减，最大为4个I/O模块，每一子模块的I/O点为64/32点(见图3-6)在SIEMENS802D系统中，I/O信号子模块直接作为系统PROFIBUS总线的外设，因此，称之谓PP(PROFIBUS Peripheral)根据机床的不同要求，PP模块的数量是1个或2个模块，每一子模块的I/O点为72/48点(见图3-7)。

SIEMENS 810D/840D系统是直接使用SIEMENS标准PLC的软、硬件结构形式系统中的I/O信号子模块直接使用SIMATIC S7-300的软件与硬件，PLC的CPU集成在系统的NCU(或CCU)中，I/O模块与系统间通过SIMATIC S7-300IM连接电缆与系统的I/O总线相连接在840D中最大可以连接3个SIMATIC S7-300扩展模块框架，每个扩展模块框架最大可以安装8个I/O子模块SIMATIC S7-300I/O子模块的I/O点数与输入/输出规格要求，可以根据机床的不同要求选配，每个SIMATIC S7-300I/O子模块最多可以有16点输入或16点输出    几乎所有的SIEMENS 802/810/840系统(例外的有SIEMENS PRIMOS等经济型系统)，由于系统都有内部PLC功能，所以各I/O模块上的I/O信号的用途与意义无规定 .3.2 I/O信号状态的显示与输出模拟 (1) I/O信号的状态诊断 对于SIEMENS各种常用系统，其I/O信号的诊断操作步骤如下: 1) SIEMENS 810/820 ① 根据系统CRT上提示，按菜单键〖DIAGNOSE〗，系统显示诊断页面； ② 按菜单键〖PLC-STATUS〗，系统显示PLC状态诊断页面； ③ 根据需要，通过菜单键〖KIW〗、〖QW〗、〖FW〗、〖T〗、〖C〗选择输入、输出、内部继电器、定时器、计数器、数据字的状态显示； ④ 通过〖PAGE〗键、〖CURSOR〗 (光标移动)键，逐页显示诊断信号的状态； 2) SIEMENS 802S① 按〖诊断〗功能键，进入诊断页面，当无〖诊断〗功能键显示时，可以通过操作面板的“区域转换”键，使〖诊断〗功能键在显示器上显示； 、 ② 按诊断页面的〖调试〗功能键，进入调试页面； ③ 按〖PLC状态〗功能键，显示PLC状态页面，当页面无〖PLC状态〗功能键显示时，可以通过“菜单扩展”键，使〖PLC状态〗功能键在页面上显示； ④ 输入需要检测的I/O信号地址字节，如：需要检测I 1.0、Q1.0、VB38000000.1时，应输入信号地址字节IB1、QBl、VB38000000等； ⑤ 按MDI面板上的“输入”键，系统显示对应字节上的8位信号的状态。

3) SIEMENS 802D ① 同时按系统操作面板上的“SHIFT”与“SYSTEM”键，进入系统页面： ② 按〖PLC〗功能键，显示PLC页面； ③ 按〖PLC状态〗功能键，显示PLC状态页面，当页面无〖PLC状态〗功能键显示时可以通过“菜单扩展”键，使〖PLC状态〗功能键在页面上显示： ④ 输入需要检测的I/O信号地址字节，如：需要检测I 1.0、Q1.0、VB38000000.1时，应输入信号地址字节IBl、QBl、VB38000000等； 按MDI面板上的“输入”键，系统显示对应字节上的8位信号的状态 4) 对于SIEMENS 810D/840D系统，输入、输出信号的诊断操作如下： ① 根据系统CRT上提示，按菜单键〖DIAGNOSE〗，系统显示诊断页面； ② 按菜单键〖PLC-STATUS〗，系统显示PLC状态诊断页面； ③ 根据需要，选择I、Q、F、T、C、DB，以选择输入、输出、内部继电器、定时器、计数器、数据字的状态显示； ④ 通过〖PAGE〗键，逐页显示诊断信号的状态 (2) I/O信号的模拟 对于SIEMENS各种常用系统，其I/O模拟操作步骤如下： 1) SIEMENS 802S/C ① 按I/O信号状态诊断步骤显示相应的信号； ② 调节光标到信号状态显示区域； ⑧ 按功能键〖修改〗； ④ 输入所需要的模拟值； ⑤ 按功能键〖接收〗，输入的数据传送到PLC中。

2) SIEMENS 802D ① 按I/O信号状态诊断步骤显示相应的信号； ② 调节光标到信号状态显示区域； ⑧ 按功能键〖编辑〗； ④ 输入所需要的模拟值； ⑤ 按功能键〖确认〗，输入的数据传送到PLC中 3) SIEMENS 810D/840D ① 根据系统CRT上提示，按菜单键〖DIAGNOSE〗，系统显示诊断页面： ② 按菜单键〖PLC-STATUS〗系统显示PLC状态诊断页面； ③ 根据需要，选择I、Q、F、T、C、DB，以选择输入、输出、内部继电器、定时器、计数器、数据字的状态显示； ④ 按菜单键〖CHANGE〗，进入修改； ⑤ 按菜单键〖OPERRAND+〗〖OPERRAND－〗键，可以变换地址：⑥ 按菜单键〖DEFAULT FORMAT〗可以选择数据格式：B一二进制，H—十六进制 D一十进制； ⑦ 输入需要模拟输出的值，按菜单键〖ACCEPT〗，输入值生效 3.3.3 系统自诊断 SIEMENS系统设有较强的自诊断功能，能及时识别NC、PLC和机床中的故障，从而避免发生事故监控范围包括程序读入、程序格式、系统处理器、串行接口、控制电压、温度、驱动、位置反馈回路及位置传感器、NC与PLC之间的数据传送、加工的轮廓、系统存储器、主轴等多个方面。

以810/820系统为例，系统监控主要有以下内容 (1) CPU监控 810/820的CPU监控通过CPU模块上的红色发光二极管(LED)指示    正常情况下，接通系统后在6～7s内LED闪烁，然后熄灭，系统启动完成，进入正常工作状 态如果LED一直发光无闪烁，则系统不能正常启动，CRT通常无显示，维修时可从以下几个方面查找故障原因： 1) CPU模块中有硬件故障； 2) CPU模块中短接端设定错误； 3) EPROM存储器故障； 4) 系统总线板损坏； 5) 机床参数设定错误； 6) 启动芯片安装错误或损坏 如果在运行过程中LED发光，则表明： 1) 模块中出现硬件故障； 2) CPU循环出错 (2) EPROM自诊断 810/820的基本系统软件存储于EPROM存储器中，它是系统正常工作的前提每次启动系统，系统都要自动对存储器的内容进行检查，一旦发现错误，系统可以显示文字报警，并指出出错的芯片号在维修过程中，EPROM存储器损坏的情况并不多见，引起此类故障的原因一般有： 1) 存储器模块或EPROM芯片插接不良、安装位置错； 2) 不同版本、不同型号、不同种类的软件混用 对于以上情况，维修时只要进行纠正，并重新启动系统，故障即可排除。

(3)报警的处理 系统监控的结果大部分是以报警显示的方式进行指示，对于极大多数故障，系统有固定的报警号和文字显示给予提示同时，根据故障的情况，系统可以自动撤消NC准备好信号，或者是进入“进给保持”状态 一般来说，大部分报警显示的含义清晰，处理方法也较明了但也有部分报警的含义较广泛，现将故障可能原因及处理方法列举如下，以供维修人员参考 1)ALMl~15报警：它是系统本身的故障，提示的含义较明确，但需要注意以下几点： ①ALMl报警：提示系统存储器的电池即将用完，应尽快更换电池更换电池必须在系统通电的情况下进行，否则存储内容会丢失 ②ALM 6报警：指示数据存储器子模块电池用尽，替换时，应以新的子模块替换更换必须在系统断电的情况下进行，否则会引起系统故障子模块调换后，需重新对存储内容进行加载 ③ALM 3报警：表明PLC处于停止状态，此时，系统的I/O接口信号被封锁，机床不能工作对于本报警，一般应使用PLC的编程器读出中断堆栈的内容，才能查明故障原因对于偶然出现的故障，当维修现场无编程器时，可以通过系统初始化的方法，重新启动PLC使机床恢复工作 2)ALMl6~48报警：ALMl6~48报警为RS-232C(V.24)接口报警，810/820系统有两个RS-232C接口，可以通过设定数据SD5010-SD5028，使它与不同外部设备进行数据传输。

数据传输与电缆连接、系统与传输设备的状态、数据格式、传输识别符以及传输波特率等有关，16~48号报警是对数据传输过程进行监控    其中，ALM22报警“时间监控生效”，表示系统在60s内没有输出或收到传输字符，它一般与外部设备的状态或设定、电缆连接等因素有关ALM28报警为“环行存储器溢出”，表明系统不能及时处理读入的字符，可能的原因是传输速度太快，应降低系统与外设的传输波特率等等 以上报警在排除后，用数据输入/输出操作中的“STOP”功能键即可以清除报警，无须进行关机操作 3) 进给轴专用报警：ALM 100*~196*(其中*=轴号，为0、1、2、3、4)这类报警反映机床的位置控制闭环中的某个环节存在故障，是维修中较容易出现的报警其中： ① ALMl04*：坐标轴指令值到达了数模转换极限它表示对应轴要求处理的指令值已高于机床数据268*中规定的数/模转换极限值，系统无法对这样的数字指令值实现数/模转换应通过降低速度，或检查位置反馈传感器，或检查MD268*的设定，或检查伺服驱动单元等措施解决 ② ALMll6*：轮廓监控出错它表示轴运行速度高于机床数据MD336*规定的轮廓监控速度，且超过了MD332*规定的允差；也有可能是制动时，轴不能在规定时间内达到要求的速度引起的。

产生以上故障的原因一般是系统的Kv参数设置不当，维修时应检查MD332*的设定，Kv值(MD252*)的设定，检查伺服系统转速调节器的响应特性，或重新对伺服系统进行优化处理等等 ③ ALMl32*：位置反馈回路硬件故障它表示系统检测到的位置反馈信号的错误维修时应检查测量回路电缆是否断路、脱落；必要时可以通过插上测量回路短路插头，判断位置控制模块是否有故障通过示波器，可以测量位置反馈信号的波形，进而判断电缆与位置传感器是否存在故障 ④ ALMl68*：来自PLC用户程序“进给使能”信号被撤消应根据PLC程序检查PLC程序的逻辑关系，以及有关接口信号的状态，查明故障原因 以上报警在排除原因后，可以用机床控制面板上的复位键消除 4) 程序报警：ALM 2000~2999该类报警一般在运行程序时出现，主要是指出程序编制中的错误报警不仅指明了故障类型，而且还可以指出出错的程序段 报警在排除原因后，用机床控制面板上的复位键消除 5) 程序模拟报警：ALM3000~3050报警指示内容和方式与程序报警相似，区别是此类报警发生在程序模拟时报警在排除原因后，用“报警应答”键清除 6) 机床报警：ALM 6000~6031。

这些报警是机床设计人员在编制PLC程序时，结合机床的具体要求设计的故障信息报警显示的文字内容由报警文本(％PCA)输入维修时应根据PLC用户程序进行分析，查找故障原因 报警在排除原因后，用报警应答键清除 7) PLC报警：ALM6032~6039它是系统为PLC设置的报警，主要是给PLC设计。