_系统自诊断——西门子数控系统_

系统自诊断——西门子数控系统
 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设计者的提示。在机床使用中一般不会出现。
8) 机床操作信息:7000~7031。7000~7031是操作者信息,它不属于故障,而是设计者在PLC程序中设计的操作者提示信息,显示的文字内容由%PCA文件设定,称为操作者提示文本。
操作者信息不需要清除,在相应状态消失后,显示会自行消除。
对于SIEMENS 810D/840D以及802S/802D等系统,系统出厂资料中有专门的“诊断手册”,用于分析、诊断故障原因。由于该资料内容丰富,描述具体,维修时可以根据系统的实际情况,参照进行,在此不再一一进行描述。


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