SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)是應(yīng)用最為廣泛的數(shù)控系統(tǒng)之一，目前國(guó)內(nèi)在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用較多的是SINUMERIK 810D/840D系統(tǒng)和SINUMERIK 802系統(tǒng)。由于810D/840D系統(tǒng)采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，故障率較低，一旦出現(xiàn)故障，在現(xiàn)場(chǎng)只能用備件替換，因此電氣維修工作的重點(diǎn)在于故障性質(zhì)的判斷上。從筆者幾年來(lái)的維修實(shí)踐得知，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的大部分故障都是通過(guò)PLC裝置檢查出來(lái)的，利用PLC狀態(tài)診斷法維修機(jī)床是一種行之有效的快捷方法。下面以數(shù)控銑床（德國(guó)進(jìn)口）為例，介紹PLC狀態(tài)診斷法的一些應(yīng)用（機(jī)床主要配置：控制系統(tǒng)-SINUMERIK 840D sl,操作面板-PCU50.3，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)-SINAMICS S120）。
一、 PLC狀態(tài)診斷機(jī)理PLC檢測(cè)故障的機(jī)理就是通過(guò)運(yùn)行機(jī)床制造商為特定機(jī)床編制的PLC程序，根據(jù)各種輸入、輸出狀態(tài)進(jìn)行邏輯判斷，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，產(chǎn)生報(bào)警并在屏幕上產(chǎn)生報(bào)警信息（西門(mén)子公司為用戶(hù)提供的PLC報(bào)警號(hào)在700000～799999之間）。所以對(duì)一些PLC產(chǎn)生報(bào)警的故障，或一些沒(méi)有報(bào)警的故障，可以利用PLC狀態(tài)或者分析PLC程序?qū)收线M(jìn)行診斷。
二、 PLC狀態(tài)診斷法
1、 接口信號(hào)狀態(tài)檢查
在“診斷”操作區(qū)域中，按【PLC】軟鍵，就進(jìn)入PLC狀態(tài)檢查界面，顯示操作數(shù)、格式、狀態(tài)值。
PLC的診斷功能可以顯示多種接口信號(hào)狀態(tài)，主要包括如下幾種：
1）機(jī)床控制面板信號(hào)。
2）機(jī)床外部開(kāi)關(guān)信號(hào)。
3）驅(qū)動(dòng)控制使能信號(hào)。
4）報(bào)警處理信號(hào)。
5）NCK與PLC數(shù)據(jù)接口信號(hào)。
6）定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、 位存儲(chǔ)器狀態(tài)。在進(jìn)行PLC接口信號(hào)狀態(tài)檢查時(shí)，把要檢查的信號(hào)（操作數(shù)），輸入“操作數(shù)”一欄中，確認(rèn)后，就可在“值”一欄中顯示該操作數(shù)的狀態(tài)，例如，要檢查“E60.2”信號(hào)狀態(tài)（即本單位數(shù)控銑床主軸冷卻液流量開(kāi)關(guān)狀態(tài)），就可以輸入操作數(shù)”E60.2”,點(diǎn)“確認(rèn)”后，在“值”中顯示“1”（如圖2.1-1）表示流量正常，如果流量異常則會(huì)顯示“0”，同時(shí)屏幕也會(huì)顯示報(bào)警信息：“主軸冷卻故障”，這樣我們就會(huì)很方便的了解主軸冷卻系統(tǒng)是否存在問(wèn)題。
2、 PLC在線監(jiān)控
利用STEP7軟件在線監(jiān)控PLC控制程序的運(yùn)行，如果機(jī)床系統(tǒng)中未安裝STEP7軟件（我單位數(shù)控銑床操作系統(tǒng)已安裝STEP7 V5.3軟件），需要把STEP7軟件裝在個(gè)人PC上，通過(guò)專(zhuān)用電纜或適配器連接到機(jī)床NCU的通訊接口上。在線連接完成后，把PLC程序上傳到PC,選擇在線監(jiān)控，就可以在屏幕上看到PLC的運(yùn)行狀態(tài)。應(yīng)用范圍包括：
1）根據(jù)報(bào)警信息查看報(bào)警信號(hào)的通/斷,進(jìn)而確定故障。
2）通過(guò)查看控制動(dòng)作順序是否與實(shí)際情況相符，診斷故障點(diǎn)。
3）根據(jù)在線監(jiān)控邏輯關(guān)系的執(zhí)行結(jié)果，找出故障原因。例如，我單位數(shù)控銑床主軸刀具位置傳感裝置（主軸電機(jī)內(nèi)置三個(gè)位置傳感器Sensor1、Sensor2、Sensor3，連接到PLC輸入模塊）經(jīng)常發(fā)生故障，我們就是利用PLC在線監(jiān)控功能進(jìn)行診斷或調(diào)修的。具體方法是：在“調(diào)試”操作區(qū)域的擴(kuò)展菜單中，按【STEP7】軟鍵打開(kāi)SIMATIC Manager(項(xiàng)目管理器)窗口，在機(jī)床程序子菜單中找到“FC72”功能塊，打開(kāi)該功能塊程序界面，其中的“Network 2(網(wǎng)絡(luò)2)”是關(guān)于主軸刀位傳感器的功能程序。
在窗口工具欄中點(diǎn)擊“Monitor(監(jiān)視)”圖標(biāo)即進(jìn)入PLC在線監(jiān)控界面。主軸電機(jī)內(nèi)置的三個(gè)傳感器檢測(cè)的是主軸夾刀裝置的不同位置信號(hào)，正常情況時(shí)有四種狀態(tài)：1）當(dāng)主軸的刀具卡子夾緊刀具時(shí)，傳感器2（Sensor2）的狀態(tài)值“STA”一欄中應(yīng)該顯示“1”,另外兩個(gè)傳感器的狀態(tài)值應(yīng)該是“0”。2）當(dāng)主軸卡子松開(kāi)卸下刀具時(shí)，傳感器1（Sensor1）的狀態(tài)值應(yīng)該是“1”，另外兩個(gè)傳感器的狀態(tài)值應(yīng)該是“0”。3）當(dāng)主軸卡子不帶刀具夾緊時(shí)，傳感器3（Sensor3）的狀態(tài)值應(yīng)該是“1”，另外兩個(gè)傳感器的狀態(tài)值應(yīng)該是“0”。4）當(dāng)主軸卡子夾緊刀具，但是刀具沒(méi)有卡到位（刀具與主軸間有間隙）時(shí)，三個(gè)傳感器狀態(tài)值都應(yīng)該為“0”。當(dāng)這四種狀態(tài)中其中有一個(gè)出現(xiàn)異常，PLC會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，屏幕顯示“主軸傳感裝置X（傳感器編號(hào)）故障，啟動(dòng)緊急停止”，機(jī)床無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)以上信息我們就會(huì)很方便快捷的鎖定這些跟主軸傳感器有關(guān)的故障點(diǎn)，省時(shí)又省力。
綜上所述，數(shù)控機(jī)床是技術(shù)密集型設(shè)備，其故障診斷和維修技術(shù)也顯得格外重要。
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