西門子數(shù)控系統(tǒng)軟故障的維修

牛志斌 柏 剛

(吉林北方捷凱傳動有限公司數(shù)控維修工作室，吉林 吉林 132021)

西門子數(shù)控系統(tǒng)軟故障的維修

牛志斌 柏 剛

(吉林北方捷凱傳動有限公司數(shù)控維修工作室，吉林 吉林 132021)

介紹了西門子數(shù)控系統(tǒng)軟件故障的維修方法和實例

西門子數(shù)控系統(tǒng)；軟件故障；維修；實例

筆者公司從1990年開始從國外引進數(shù)控加工設(shè)備，其中大部分設(shè)備都采用西門子數(shù)控系統(tǒng)?，F(xiàn)有仍在使用的西門子數(shù)控系統(tǒng)有3TT系統(tǒng)、3M系統(tǒng)、805系統(tǒng)、810T/M系統(tǒng)、840C系統(tǒng)、810D系統(tǒng)、840D系統(tǒng)及840D SL系統(tǒng)等。

這些數(shù)控系統(tǒng)實際上都是計算機控制系統(tǒng)，包含軟件和硬件兩大部分。有時軟件出現(xiàn)問題或者機床數(shù)據(jù)、參數(shù)混亂都會造成數(shù)控系統(tǒng)工作不正常。這些故障只要重新下載軟件備份，或者修正機床數(shù)據(jù)、參數(shù)即可排除。下面介紹幾個實際故障維修例。

故障1 一臺數(shù)控球道銑床系統(tǒng)啟動不了

數(shù)控系統(tǒng)：西門子3TT系統(tǒng)

故障現(xiàn)象：這臺機床通電啟動系統(tǒng)時，系統(tǒng)啟動不了

故障分析：在啟動系統(tǒng)時，觀察發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)操作面板上報警燈亮，但屏幕沒有顯示。檢查數(shù)控裝置，發(fā)現(xiàn)PLC的CPU模塊上的紅色報警燈亮，說明系統(tǒng)供電沒有問題，可能偶然因素或者干擾使系統(tǒng)啟動程序沒有執(zhí)行。

故障處理：將PLC的CPU模塊的“Run/Stop”撥動開關(guān)(圖1)置于“Stop”位置，在系統(tǒng)接通電源的同時按“Reset”按鈕，然后將“Run/Stop”撥動開關(guān)從“Stop”位置撥到“Run”位置，然后再撥回“Stop”位置，之后再撥到“Run”位置，這時PLC的運行燈“Run”點亮，系統(tǒng)屏幕恢復顯示，系統(tǒng)也正常工作了。

故障2 一臺數(shù)控外圓磨床系統(tǒng)出現(xiàn)死機

數(shù)控系統(tǒng)：西門子805系統(tǒng)

故障現(xiàn)象：這臺機床開機啟動后，系統(tǒng)顯示基本畫面，但不能進行任何操作。

故障分析與檢查：通過故障現(xiàn)象分析，感覺是系統(tǒng)出現(xiàn)了死機故障。如果是軟件原因死機可以通過強行啟動的方法恢復系統(tǒng)。

西門子805系統(tǒng)強行啟動的方法：

在系統(tǒng)主板的左下角有一個16檔旋轉(zhuǎn)開關(guān)，如圖2所示，其中0位是系統(tǒng)正常工作方式，2位是初始化方式。在系統(tǒng)斷電情況下將此開關(guān)由位置0撥到位置2，然后系統(tǒng)上電，這時只要系統(tǒng)沒有硬件故障就進入了初始化方式。

故障處理：系統(tǒng)強行啟動后，檢查系統(tǒng)數(shù)據(jù)沒有丟失，這時關(guān)機系統(tǒng)斷電，將旋轉(zhuǎn)開關(guān)由位置2撥回到位置0，然后系統(tǒng)上電，系統(tǒng)恢復正常工作了。

故障3 一臺數(shù)控內(nèi)圓磨床開機系統(tǒng)屏幕黑屏

數(shù)控系統(tǒng)：西門子810T系統(tǒng)

故障現(xiàn)象：這臺機床在停用一段時間后，開機時系統(tǒng)沒有顯示。

故障分析與檢查：觀察系統(tǒng)的啟動過程，發(fā)現(xiàn)面板上的報警燈亮，顯示系統(tǒng)報警，因此懷疑系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失。為此首先對系統(tǒng)進行強行啟動。

西門子810T/M系統(tǒng)強行啟動方法如下：

重新啟動系統(tǒng)，同時按住面板上的診斷“眼睛”按鍵，這時如果系統(tǒng)是因為軟件問題引起的死機或黑屏，系統(tǒng)就會進入初始化畫面。

對這臺機床進行強行啟動，系統(tǒng)進入初始化畫面，但顯示的是德文文本，說明確實是系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失，需要重裝。此時屏幕顯示1號報警，指示系統(tǒng)后備電池電量不足。對系統(tǒng)后備鋰電池進行檢查，發(fā)現(xiàn)電壓有些偏低。

故障處理：首先更換系統(tǒng)后備電池，然后下載機床數(shù)據(jù)和相關(guān)文件，這時斷電關(guān)機數(shù)分鐘，重新開機，機床恢復正常工作。

故障4 一臺數(shù)控球道磨床開機進入不了西門子操作界面

數(shù)控系統(tǒng)：西門子840D系統(tǒng)

故障現(xiàn)象：這臺機床開機啟動系統(tǒng)時出現(xiàn)如圖3所示的錯誤報警界面

故障分析與檢查：這臺機床的數(shù)控系統(tǒng)的MMC采用PCU50.1，PCU50.1實際上是一臺工業(yè)計算機，是數(shù)控系統(tǒng)的上位機，帶有硬盤，使用Widows XP操作系統(tǒng)。

為了觀察故障現(xiàn)象，關(guān)機數(shù)分鐘后重新開機，這時觀察系統(tǒng)屏幕，發(fā)現(xiàn)當Windows系統(tǒng)引導結(jié)束，進入Siemens軟件時，系統(tǒng)出現(xiàn)如圖3的錯誤報警界面，不再繼續(xù)向下運行。分析錯誤信息：應(yīng)用錯誤(APP Error)信息為“Cannot open log file”(不能打開log文件)；系統(tǒng)錯誤(System Error )信息為“The volume does not contain a recognized file system”(磁盤卷標中不包含可識別的文件系統(tǒng))。從這些信息分析，認為故障原因應(yīng)該是PCU50.1硬盤上的部分文件丟失，是軟件系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

故障處理：為了盡快恢復系統(tǒng)，將PCU50.1的硬盤拆下(其實也可以不拆，通過網(wǎng)線連接PC機進行恢復，但過程太繁瑣)，將硬盤安裝到移動硬盤盒連接到辦公室PC機上，使用GHOST軟件將事先備份好的整盤備份文件恢復到硬盤，然后把硬盤重新安裝到PCU上，這時通電開機，系統(tǒng)恢復正常運行。

采用MMC(PCU)的數(shù)控系統(tǒng)要做好GHOST硬盤整盤備份工作。由于機加生產(chǎn)車間環(huán)境較差，系統(tǒng)硬盤相對來說容易出現(xiàn)故障，當系統(tǒng)硬盤出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)程序與數(shù)據(jù)用整盤備份文件恢復到新硬盤上即可快速排除系統(tǒng)故障。

故障5 一臺數(shù)控外圓磨床開機出現(xiàn)報警“2000 PLC sign-of-life monitoring”(PLC運行狀態(tài)監(jiān)控)、“810004 Stop/abort event, error analysis via STEP7 required”(停止、異常中止事件，需要通過STEP7進行故障分析)，都指示系統(tǒng)PLC系統(tǒng)出現(xiàn)問題

數(shù)控系統(tǒng)：西門子810D系統(tǒng)。

故障分析與檢查：出現(xiàn)故障時檢查CCU模塊，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼顯示器顯示“6”(如圖4所示)，也屬正常，但NC部分的SF報警燈亮，指示有故障報警；PLC側(cè)PS報警燈亮，指示PLC停止；PF報警燈亮指示PLC報警。

根據(jù)這些現(xiàn)象分析，首先懷疑PLC程序出現(xiàn)了問題，即出現(xiàn)了軟件問題。

故障處理：因為只是產(chǎn)生PLC方面的報警，所以首先對PLC系統(tǒng)進行總清操作，然后下載PLC系列備份文件，關(guān)機數(shù)分鐘重新開機，系統(tǒng)即刻恢復正常工作。

故障6 一臺專用數(shù)控球道磨床出現(xiàn)故障，加工數(shù)據(jù)修改不了

數(shù)控系統(tǒng)：西門子840D系統(tǒng)。

故障分析與檢查：觀察故障現(xiàn)象，圖5是系統(tǒng)磨削參數(shù)顯示畫面之一，其中有兩項參數(shù)的數(shù)據(jù)部分變成了#號，無法更改，有數(shù)值的參數(shù)也修改不了。據(jù)機床操作人員反映，在機床工作過程中，曾出現(xiàn)過機床操作面板上指示燈閃爍的現(xiàn)象，但加工循環(huán)并未受到影響。只不過加工幾個工件后要修改磨削數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)修改不了。

根據(jù)這些現(xiàn)象分析，懷疑NCU中的一些機床數(shù)據(jù)發(fā)生了改變，因而造成了數(shù)控系統(tǒng)軟件的混亂。為了排除這一故障，應(yīng)該將NC和PLC的內(nèi)存進行總清，然后再重新下載系列備份文件。為了防止萬一，雖然以前有過系列備份，但還是再做一次新的系列備份，NC系列備份過程非常正常，但PLC備份操作很快就完成了，查看文件發(fā)現(xiàn)文件字節(jié)數(shù)不對，PLC系列備份文件只有3 072個字節(jié)，而以前的備份有222 208個字節(jié)，因此懷疑是PLC的程序或者機床數(shù)據(jù)發(fā)生了混亂或丟失。

故障處理：首先將NCU模塊拆下檢查，發(fā)現(xiàn)冷卻風扇風口吹過處油泥很多，故先清洗NCU模塊，然后安裝到系統(tǒng)上，通電開機，對NC和PLC系統(tǒng)進行總清操作，下載正常的系列備份文件，之后再運行加工程序，機床恢復了正常功能。

西門子810D/840D系統(tǒng)的系列備份文件很重要，當更換NCU模塊或者NCU出現(xiàn)異常時，需要下載系列備份文件恢復系統(tǒng)。所以，機床驗收后正常使用時應(yīng)該定期為NC和PLC的做系列備份，以便在NCU模塊出現(xiàn)問題時，能盡快恢復軟件系統(tǒng)。

另外，有些數(shù)控機床故障通過調(diào)整數(shù)控系統(tǒng)的機床數(shù)據(jù)就可以消除，就是通過數(shù)控系統(tǒng)的軟件來解決機床問題，也是數(shù)控機床故障維修的獨特方法。下面是一個實際維修例。

故障7 一臺數(shù)控車床機械手位置有偏差

數(shù)控系統(tǒng)：西門子840C系統(tǒng)。

故障現(xiàn)象：這臺機床開機各軸回參考點后，發(fā)現(xiàn)上料機械手與中心卡具有位置偏差。

故障分析與檢查：這臺機床的機械手是直線軸Q軸帶動的，Q軸由伺服電動機驅(qū)動，使用增量編碼器作為位置反饋元件。

按照機床的工作原理，Q軸返回參考點后，Q軸上料機械手恰好停在卡具中心，工作時上料機械手抓住工件停在這個位置，主軸卡具在工件的垂直上方下移，到達工件位置，抓住、卡緊工件，同時機械手松卡，主軸卡具帶動工件到加工位置進行加工。

這次出現(xiàn)故障，上料機械手與主軸卡具中心目視觀察有大概7～8 mm的偏差，如果此時主軸卡具下降去抓工件，必將撞到工件上。

反復進行Q軸回參考點的操作，發(fā)現(xiàn)機械手的位置并不發(fā)生改變，分析可能因為機械原因使機械手的參考點發(fā)生變化。

故障處理：為了糾正機械手的位置，可以修改Q軸參考點的位置補償數(shù)據(jù)，將Q軸參考點補償機床數(shù)據(jù)MD2442調(diào)出，原數(shù)值為77 mm，經(jīng)幾次調(diào)整，修改到88.1 mm時，偏差被糾正。

故障8 一臺數(shù)控淬火機床在執(zhí)行加工程序時出現(xiàn)報警“25080 Axis AZ2 positioning monitoring”(軸AZ2位置監(jiān)控)

數(shù)控系統(tǒng)：西門子840D系統(tǒng)。

故障現(xiàn)象：為了觀察故障現(xiàn)象，按系統(tǒng)復位按鍵將故障報警復位，然后重新啟動加工程序，發(fā)現(xiàn)在AZ2軸運動時噪音很大，然后出現(xiàn)25080報警，程序中止。

故障分析與檢查：首先檢查AZ2軸滑臺和滾珠絲杠，但都沒有發(fā)現(xiàn)機械問題。因為這是一臺剛投入使用不久的新機床，因此懷疑AZ2軸經(jīng)過一段時間磨合后，機械特性發(fā)生變化，機械慣性變小，使伺服系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，產(chǎn)生噪音，而振蕩過大又出現(xiàn)25080報警。所以為了解決問題，應(yīng)該調(diào)整伺服軸的增益機床數(shù)據(jù)。

故障處理：將AZ2軸的增益機床數(shù)據(jù)MD1407從0.8調(diào)整到0.6，如圖6所示。這時關(guān)機，數(shù)分鐘重新啟動后，機床恢復正常運行，故障消除。

[1]牛志斌主編.西門子系統(tǒng)現(xiàn)場故障檢修速查手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社，2010.

[2]牛志斌主編.牛工教你學數(shù)控機床維修：SIEMENS系統(tǒng)[M]. 北京:

化工工業(yè)出版社，2012.

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Repairing for Siemens CNC system’s soft faults

NIU Zhibin, BAI Gang

(Jilin Norinco Drive Shaft Co., Ltd., Jilin 132021, CHN)

Introduce repair methods and examples of Siemens’ CNC system faults.

Siemens’ CNC system; software faults; repairing; examples

TH39

B

10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.12.026

牛志斌,男,1963年生,研究員級高級工程師,主要研究方向為數(shù)控及自動化技術(shù),已發(fā)表論文23篇,獲西門子工業(yè)專家稱號。

茂) (

2016-05-24)

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