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SIEMENS(西门子)系统的故障诊断与维修分析
点击次数:1330 发布时间:2017-07-12

SIEMENS系统的硬件特点是模块少、整体结构简单,用户一般无需调整,硬件的可靠性较高。系统硬件故障时,通常情况下,需要对模块进行检测与维修,且应具备一定的测试条件、工装和相应的维修器件。因此,现场维修时,一般只要求能够根据模块的功能结合故障现象,判断、查找出发生故障的模块,进行备件替换。当CPU或存储器等模块更换后,还需要重新进行数据的输入和系统的初始化调整,使系统恢复正常工作。
    以810/820系统为例,硬件故障的一般检查方法如下,其他系统的故障诊断方法与此类似。

    1.电源模块的故障诊断

   SIEMENS810与820系统电源模块的区别仅在于输入电压不同,模块的输出电压及外部接口一致。810系统电源模块采用的是直流24V输入,显示器电源为直流15V;820采用交流220V输入,显示器为交流220V。电源模块的输出直流电压有+5V,-5V,+12V,-12V,
+15V等,具有过电流、短路等保护功能。测量、控制端有+5V电压测量孔、电源正常(POWER
SUPPLY OK)信号输出端子、系统启动(NC-ON)信号输入端子及复位按钮(RESET)等。
电源模块的工作过程如下:
    1)外部直流24V或交流220V电压加入;
    2)通过短时接通系统启动(NC-ON)信号,接通系统电源;
    3)若控制电路正常,直流输出线路中无过电流,“电源正常”输出触点信号闭合;否则输出信号断开。
电源模块的故障通常可以通过对+5V测量孔的电压测量进行判断,若接通NC-ON信号后,+5V测量孔有+5V电压输出,则表明电源模块工作正常。
    若无+5V电压输出,则表明电源模块可能损坏。维修时可取下电源模块,检查各电子元器件的外观与电源输入熔丝是否熔断;在此基础上,再根据原理图逐一检查各元器件。
  当系统出现开机时有+5V电压输出,但几秒钟后+5V电压又断开的故障时。一般情况下,电源模块本身无损坏,故障是由于系统内部电源过载引起的。维修时可以将电源模块拔出,使其与负载断开,再通过接通NC-ON正常上电,若这种情况下+5V电压输出正常且电源正常信号输出触点闭合,则证明电源模块本身工作正常,故障原因属于系统内部电源过载。这时可以逐一取下系统各组成模块,进一步检查判断故障范围。若电源模块取下后,无+5V输出或仍然只有几秒的+5V电压输出,可能是电源模块本身存在过载或内部元器件损坏,可根据原理图进行进一步的检查。
    本书第4章第4.1节,测绘了810M电源模块的部分电路并列举了维修实例,可供维修人员参考。

    2.显示系统的故障诊断

810/820系统显示控制主要由CRT、视频板等部件组成。CRT的作用是将视频信号转换为图像进行显示;视频板的作用是将字符及图像点阵转换为视频信号进行输出。
    CRT故障时一般有以下几种现象:
    1)屏幕无任何显示,系统无法启动。当按住系统面板上的诊断键(带有“眼睛”标记的键)接通系统电源启动,在系统启动时,面板上方的4个指示灯闪烁:
2)屏幕显示一条水平或垂直的亮线;
3)屏幕左右图像变形;
4)屏幕上下线性不一致,或被压缩,或被扩展;
5)屏幕图像发生倾斜或抖动。
以上故障一般为显示驱动线路的不良引起的,维修时应重点针对显示驱动线路进行检查。
   视频板故障时一般有以下几种现象:
   1)屏幕无任何显示,系统无法启动。当按住系统面板上的诊断键(带有“眼睛”标记的键)接通系统电源启动,在系统启动时,面板上方的4个指示灯闪烁;
   2)屏幕图像不完整;
   3)显示器有光栅,但屏幕无图像。

   3.CPU板的故障诊断

CPU板是整个系统的核心,它包括了PLC、CNC的控制、处理线路。CPU板上主要安装有80186处理器、插补器、RAM、EPROM、通信接口、总线等部件。系统软件固化在EPROM中。PLC程序、NC程序、机床数据可通过两个V.24口用编程器或计算机进行编辑、传输;同时,NC程序、机床数据亦可通过V.24接口进行输入/输出操作。在系统内部,CPU板通过系统总线与存储板、接口板、视频板、位置控制板进行数据传输,实现对这些部件的控制。
    当CPU板故障时,一般有如下现象:
    1)屏幕无任何显示,系统无法启动,CPU板上的报警指示红灯亮;
    2)系统不能通过自检,屏幕有图像显示,但不能进入CNC正常画面;
    3)屏幕有图像显示,能进入CNC画面,但不响应键盘的任何按键:
    4)通信不能进行。
    当CPU板故障时,一般情况下只能更换新的CPU备件板。

4.接口板的故障诊断

    810/820接口板上主要安装有系统软件子程序模块、两个数字测头的信号输入端、PLC输入/输出模块的接口部件等。
    接口板故障时,一般有如下几种现象:
    1)系统死机,无法启动;
    2)接口板上系统软件与CPU板上系统软件不匹配,导致系统死机或报警;
3)PLC输入/输出无效;
4)电子手轮无法正常工作。
此板发生故障时,通常应更换一块新的备件板。

5.存储器板的故障诊断

810/820存储器板上安装有UMS用户存储子模块、系统存储器子模块等,其中UMS可以是固化用户WS800A开发软件的用户程序子模块,或是西门子提供的固定循环子模块,或是RAM子模块。
    存储器板故障时,一般有如下几种现象:
    1)系统死机,无法启动:
2)存储器上的软件与CPU板上系统软件不匹配,导致系统死机或报警。
存储器板发生故障时,若通过更换软件仍然不能排除故障,一般应更换一块新的备件板。

6.位置控制板的故障诊断

    位置控制板是CNC的重要组成部分,它由位置控制、编码器接口、光栅尺的前置放大(EXE)等部件组成。
    位置测量系统板故障时,一般有如下现象:
1)CNC不能执行回参考点动作,或每次回参考点位置不一致;
2)坐标轴、主轴的运动速度不稳定或不可调;
3)加工尺寸不稳定;
4)出现测量系统或接口电路硬件故障报警;
5)在驱动器正常的情况下,,坐标轴不运动或定位不正确。
位置控制板发生故障时,一般应先检查测量系统的接口电路,包括编码器输入信号的接口电路、位置给定输出的D/A转换器回路等,在现场不能修理的情况下,一般应更换一块新的备件板。

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