SIEMENS(西門子)系統的故障診斷與維修分析

SIEMENS系統的硬件特點是模塊少、整體結構簡單，用戶一般無需調整，硬件的可*性較高。系統硬件故障時，通常情況下，需要對模塊進行檢測與維修，且應具備一定的測試條件、工裝和相應的維修器件。因此，現場維修時，一般只要求能夠根據模塊的功能結合故障現象，判斷、查找出發生故障的模塊，進行備件替換。當CPU或存儲器等模塊更換后，還需要重新進行數據的輸入和系統的初始化調整，使系統恢復正常工作。
??? 以810/820系統為例，硬件故障的一般檢查方法如下，其他系統的故障診斷方法與此類似。

??? 1．電源模塊的故障診斷

?? SIEMENS810與820系統電源模塊的區別僅在于輸入電壓不同，模塊的輸出電壓及外部接口一致。810系統電源模塊采用的是直流24V輸入，顯示器電源為直流15V；820采用交流220V輸入，顯示器為交流220V。電源模塊的輸出直流電壓有+5V，-5V，+12V，-12V，
+15V等，具有過電流、短路等保護功能。測量、控制端有+5V電壓測量孔、電源正常(POWER
SUPPLY OK)信號輸出端子、系統啟動(NC-ON)信號輸入端子及復位按鈕(RESET)等。
電源模塊的工作過程如下：
??? 1)外部直流24V或交流220V電壓加入；
??? 2)通過短時接通系統啟動(NC-ON)信號，接通系統電源；
??? 3)若控制電路正常，直流輸出線路中無過電流，“電源正常”輸出觸點信號閉合；否則輸出信號斷開。
電源模塊的故障通常可以通過對+5V測量孔的電壓測量進行判斷，若接通NC-ON信號后，+5V測量孔有+5V電壓輸出，則表明電源模塊工作正常。
??? 若無+5V電壓輸出，則表明電源模塊可能損壞。維修時可取下電源模塊，檢查各電子元器件的外觀與電源輸入熔絲是否熔斷；在此基礎上，再根據原理圖逐一檢查各元器件。
? 當系統出現開機時有+5V電壓輸出，但幾秒鐘后+5V電壓又斷開的故障時。一般情況下，電源模塊本身無損壞，故障是由于系統內部電源過載引起的。維修時可以將電源模塊拔出，使其與負載斷開，再通過接通NC-ON正常上電，若這種情況下+5V電壓輸出正常且電源正常信號輸出觸點閉合，則證明電源模塊本身工作正常，故障原因屬于系統內部電源過載。這時可以逐一取下系統各組成模塊，進一步檢查判斷故障范圍。若電源模塊取下后，無+5V輸出或仍然只有幾秒的+5V電壓輸出，可能是電源模塊本身存在過載或內部元器件損壞，可根據原理圖進行進一步的檢查。
??? 本書第4章第4.1節，測繪了810M電源模塊的部分電路并列舉了維修實例，可供維修人員參考。

??? 2．顯示系統的故障診斷

810/820系統顯示控制主要由CRT、視頻板等部件組成。CRT的作用是將視頻信號轉換為圖像進行顯示；視頻板的作用是將字符及圖像點陣轉換為視頻信號進行輸出。
??? CRT故障時一般有以下幾種現象：
??? 1)屏幕無任何顯示，系統無法啟動。當按住系統面板上的診斷鍵(帶有“眼睛”標記的鍵)接通系統電源啟動，在系統啟動時，面板上方的4個指示燈閃爍：
2)屏幕顯示一條水平或垂直的亮線；
3)屏幕左右圖像變形；
4)屏幕上下線性不一致，或被壓縮，或被擴展；
5)屏幕圖像發生傾斜或抖動。
以上故障一般為顯示驅動線路的不良引起的，維修時應重點針對顯示驅動線路進行檢查。
?? 視頻板故障時一般有以下幾種現象：
?? 1)屏幕無任何顯示，系統無法啟動。當按住系統面板上的診斷鍵(帶有“眼睛”標記的鍵)接通系統電源啟動，在系統啟動時，面板上方的4個指示燈閃爍；
?? 2)屏幕圖像不完整；
?? 3)顯示器有光柵，但屏幕無圖像。

?? 3．CPU板的故障診斷

CPU板是整個系統的核心，它包括了PLC、CNC的控制、處理線路。CPU板上主要安裝有80186處理器、插補器、RAM、EPROM、通信接口、總線等部件。系統軟件固化在EPROM中。PLC程序、NC程序、機床數據可通過兩個V.24口用編程器或計算機進行編輯、傳輸；同時，NC程序、機床數據亦可通過V.24接口進行輸入/輸出操作。在系統內部，CPU板通過系統總線與存儲板、接口板、視頻板、位置控制板進行數據傳輸，實現對這些部件的控制。
??? 當CPU板故障時，一般有如下現象：
??? 1)屏幕無任何顯示，系統無法啟動，CPU板上的報警指示紅燈亮；
??? 2)系統不能通過自檢，屏幕有圖像顯示，但不能進入CNC正常畫面；
??? 3)屏幕有圖像顯示，能進入CNC畫面，但不響應鍵盤的任何按鍵：
??? 4)通信不能進行。
??? 當CPU板故障時，一般情況下只能更換新的CPU備件板。

4．接口板的故障診斷

??? 810/820接口板上主要安裝有系統軟件子程序模塊、兩個數字測頭的信號輸入端、PLC輸入/輸出模塊的接口部件等。
??? 接口板故障時，一般有如下幾種現象：
??? 1)系統死機，無法啟動；
??? 2)接口板上系統軟件與CPU板上系統軟件不匹配，導致系統死機或報警；
3)PLC輸入/輸出無效；
4)電子手輪無法正常工作。
此板發生故障時，通常應更換一塊新的備件板。

5．存儲器板的故障診斷

810/820存儲器板上安裝有UMS用戶存儲子模塊、系統存儲器子模塊等，其中UMS可以是固化用戶WS800A開發軟件的用戶程序子模塊，或是西門子提供的固定循環子模塊，或是RAM子模塊。
??? 存儲器板故障時，一般有如下幾種現象：
??? 1)系統死機，無法啟動：
2)存儲器上的軟件與CPU板上系統軟件不匹配，導致系統死機或報警。
存儲器板發生故障時，若通過更換軟件仍然不能排除故障，一般應更換一塊新的備件板。

6．位置控制板的故障診斷

??? 位置控制板是CNC的重要組成部分，它由位置控制、編碼器接口、光柵尺的前置放大(EXE)等部件組成。
??? 位置測量系統板故障時，一般有如下現象：
1)CNC不能執行回參考點動作，或每次回參考點位置不一致；
2)坐標軸、主軸的運動速度不穩定或不可調；
3)加工尺寸不穩定；
4)出現測量系統或接口電路硬件故障報警；
5)在驅動器正常的情況下，，坐標軸不運動或定位不正確。
位置控制板發生故障時，一般應先檢查測量系統的接口電路，包括編碼器輸入信號的接口電路、位置給定輸出的D/A轉換器回路等，在現場不能修理的情況下，一般應更換一塊新的備件板。