西门子802D系统常见故障维修案例

1西门子数控系统装调与维修

西门子数控系统概述

一、西门子数控系统组成西门子数控系统主要包括：控制及显示单元、PLC输入/输出单元（PP）、PROFIBUS总线单元、伺服驱动单元、伺服电机等部分。

二、西门子数控系统的发展历程

1．SINUMERIK802S/C系统SINUMERIK802S/C系统专门为低端数控机床市场而开发的经济型CNC控制系统。802S/C两个系统具有同样的显示器，操作面板，数控功能，PLC编程方法等，所不同的只是SINUMERIK802S带有步进驱动系统，控制步进电机，可带3个步进驱动轴及一个±10V模拟伺服主轴；SINUMERIK802C带有伺服驱动系统,它采用传统的模拟伺服±10V接口,zui多可带3个伺服驱动轴及一个伺服主轴。

2．SINUMERIK802D系统该系统属于中低档系统，其特点是：全数字驱动，中文系统，结构简单（通过PROFIBUS连接系统面板、I/O模块和伺服驱动系统），调试方便。具有免维护性能的SINUMERIK802D核心部件-控制面板单元（PCU）具有CNC、PLC、人机界面和通讯等功能，集成的PC硬件可使用户非常容易地将控制系统安装在机床上。

3．SINUMERIK840D/810D/840Di系统840D/810D是几乎同时推出的，具有非常高的系统一致性，显示/操作面板、机床操作面板、S7-300PLC、输入/输出模块、PLC编程语言、数控系统操作、工件程序编程、参数设定、诊断、伺服驱动等许多部件均相同。SINUMERIK810D是840D的CNC和驱动控制集成型，SINUMERIK810D系统没有驱动接口，SINUMERIK810DNC软件选件的基本包含了840D的全部功能。采用PROFIBUS-DP现场总线结构西门子840Di系统，全PC集成的SINUMERIK840Di数控系统提供了一个基于PC的控制概念。

4．SINUMERIK840C系统SINUMERIK840C系统一直雄居世界数控系统水平，内装功能强大的PLC135WB2，可以控制SIMODRIVE611A/D模拟式或数字式交流驱动系统，适合于高复杂度的数控机床。

三、西门子交流驱动系统

1.SIMODRIVE611A：模拟式伺服，配合1FT5系列进给驱动电机（600V）和1PH7主轴电机,可控制主轴，进给轴，及普通异步电机。

2.SIMODRIVE611D：数字式伺服，配合1FT6/1FK6系列进给驱动电机和1PH7主轴电机，可控制主轴，进给轴等，只能配合810D、840D、840C数控系统。

3.SIMODRIVE611U：通用型伺服，可接收模拟信号或数字信号（PROFIBUS）,可以进行位置控制、速度控制及转矩控制。配合1FT6/1FK6和1PH7电机，是理想的驱动系统解决方案之一。

4.SIMODRIVE611UE：通用E型伺服，通过PROFIBUS接连，其余同611U。

SINUMERIK802D数控系统的部件连接

一、连接总图及各个功能部件功能、接口介绍数控单元（PCU）中集成了人机界面、数控运算和可编程控制系统（PLC）三个功能软件。2与之配套的有：数控编程键盘、手轮、机床控制面板、数字量输入输出模块以及伺服驱动系统。

1、802D基本组件及功能介绍:

1.系统控制及显示单元（PCU）:系统单元与显示单元合为一体,既紧凑又方便连接。此单元为核心单元有一块486工控机作主控CPU,其负责数控运算、界面管理、PLC逻辑运算等。其显示单元为一10.4吋真彩液晶显示屏（OP），与键盘输入单元组成人机界面。该单元与系统其他单元间的通讯采用PROFIBUS现场总线，另有2个RS232接口与外界通讯。

2.PLC输入/输出单元（PP）:zui大144点输入，96点输出。由PROFIBUS完成与PCU的通讯（2块）。

3.PROFIBUS总线单元：由PROFIBUS子模块、各单元上相应的PROFIBUS接口以及PROFIBUS总线电缆组成。PROFIBUS总线连接时要求各接点进出方向正确，两根线不交叉且连接可靠，屏蔽接牢。各接点插头上的设置开关严格遵循终端为“ON"，中间各接点为“OFF"的原则。

4.SIMODIVE611U数字伺服驱动单元：由电源模块、功率模块、611U控制模块组成。其中电源模块负责将380V交流电转换成600V直流母线电压。

5.伺服电机：通常有1FK6/1FK7/1FT6，主轴电机：1PH7等。2、802D各单元间的连接:SINUMERIK802D数控系统是基于PROFIBUS总线的数控系统。信号都是通过PROFIBUS传送的。

三、供电与接地

1.数控系统供电：1.数控系统采用24V直流供电，要选择好直流稳压电源的容量。

2.数控系统中需要直流24V供电部件有：数控系统和键盘、机床控制面板、数字输入输出模块等。

3.尽可能采用单独的24VDC电源为数字输出外部供电。

4．驱动电源供电驱动电源模块将三相交流进线电源转化为600V直流，并通过直流母线为功率模块供电，电源模块中没有制动电阻，采用向电网馈电方式制动，必须对其上电与断电的时序进行控制。为了保证驱动器就绪信号有效，端子NS1与NS2必须短接。

5．接地.数控系统的电源共地连接指24V直流电源的0V与保护地PE连接.

6.需将电动机的动力电缆的屏蔽层与驱动器的屏蔽连接架连接，或将伺服电动机电缆的屏蔽网与接地体保持良好接触。

四、部件连接,按照图纸要求，完成部件连接。

五、连接操作注意事项通电前，要认真检查模块的接线，确保连接正确无误。实验内容:

1.802D的各部件的正确连接

2.了解PROFIBUS现场总线的连接要点6实训练习实验步骤:a.

系统连接步骤说明：

①系统核心部分PCU通过连接插座X9，PROFIBUS电缆6XV1830-0EH10，与PP72/48、SIMODRIVE等设备连接；

②系统操作面板OP020与机床操作面板MCP之间有扁平电缆将X111与X1201；X222与X1202相连；

③PCU通过X8与电源相连接；

④PCU通过X14/X15/X16连接手轮；

⑤PCU通过X10与键盘连接；

⑥PP72/48通过X1与电源连接；

⑦PP72/48通过X333与机床信号；

⑧电机通过电缆6FX*002-5****-1**0与功率模块相连接；

⑨电机通过电缆6FX*002-2CA31-1**0与伺服模块611UE相连接；

⑩611电源模块通过直流母线给功率模块供电；

b.实验台上的线路连接；

c.通电前的线路检查通电前，首先测量各电源电压是否正常。·用万用表ACV档测量AC380V是否正常：断开各变压器次级，用万用表ACV档测量各次级电压是否正常，如正常将电路恢复。·用万用表DCV档测量开关电源输出电压是否正常（DC24V）：断开DC24V输出端，给开关电源供电，用万用表DCV档测量其电压，如正常即可进行下一步。·断开电源，用万用表电阻档测量各电源输出端对地是否短路。·按图纸要求将电路恢复。

思考题：

1、802D系统由那些部分组成？各部分分别起什么作用？

2、数控系统内置可编程控制器起什么作用

3.PROFIBUS现场总线的连接要点

单元三西门子PLC应用编程

一、西门子PLC应用程序设计规范

1.PLC应用程序的模块化和文档化

2.PLC应用程序的版本管理

3.PLC基本指令说明1）PLC编程语言Micro/Win的基本操作符号2）PLC基本指令说明：位逻辑指令、整数算术运算指令、比较指令、计数计时指令等。

二、西门子PLC编程工具介绍

ProgrammingToolPLC802Version3.1软件的应用。在PLC编程工具中有许多操作窗口：

1.梯形图编辑窗口，

2.符号表窗口，

3.状态图窗口，

4.交叉引用窗口，

5.诊断窗口等。

三、西门子PLC软件编程PLC应用程序采用主程序OB1和子程序SBR结构。一个PLC应用程序程序由许多PLC梯形图网络构成。通常将隶属于同一功能的网络集成到一起构成一个PLC子程序。其中主程序OB1起到组织作用，来调用各种功能的子程序。子程序SBR来完成各个功能。并由主程序来调用。

1、主程序（MAIN）结构分析

2、子程序结构分析四、西门子PLC程序传送（下载）PLC程序的下载与上载通过系统和PC机上的RS232接口进行的（注意：在作PLC传输时，请一定将系统上STEP7连接激活，使其变成有效，否则会传输失败）。

1、在计算机与数控系统断电的情况下，将RS232电缆与802DPCU模块上的串行口（X6）以及计算机的COM1口相连；然后打开计算机与802D。

2、在电脑侧打开PT802V3.1，并打开需要下载的程序，在Communication栏内，选择：InterfaceCom1Remoteaddress2TransmissionRate38.4kbps在802D侧的PLC菜单里将“STEP7连接"激活为有效（其他设置均为缺省值）。

3、点击“Doneload"菜单，下载程序，此间需使PLC停止运行。当计算机侧出现“Doneloadwassuccessful"时，下载结束。点击“RUN"菜单，重新运行PLC。8单元四基本控制逻辑的实现

一、伺服驱动器使能控制为了保证数控系统与伺服驱动系统的安全可靠运行，其中有许多使能控制信号，只有当所有的使能条件全部满足后，伺服电机与伺服主轴才能工作。

二、急停和限位控制

1.急停控制：其目的是在紧急情况下，使机床上所有运动部件制动，并在zui短的时间内停止。

2.限位控制：限位控制也是数控机床的一个基本安全功能。可分为：硬限位、软限位，其中硬限位是数控机床的外部安全措施，而软限位则是数控系统的内部安全功能。加工区域限制属于另一种形式上的软限位。

三、机床面板基本操作功能控制

1.进给倍率和主轴倍率：在机床控制面板上的倍率选择开关用于进给轴或主轴的速度修调。通常采用编码式旋转波段开关作为倍率选择开关。其编码方式有：格林码或二进制码两种。

2.电子手轮：利用电子手轮可在手动方式下移动坐标轴，进行工具原点和刀具参数的设定，手轮每一刻度称为1个增量，其硬件接口采用RS-422标准的差分协议。

3.进给轴的手动控制：手动移动坐标轴时，既可以采用连续点动方式，也可以采用增量点动方式。

4.程序运行控制选项：数控系统均配备了零件程序运行的控制选项，这些选项既可通过人机界面的选择窗口激活，也可通过机床控制面板上的选择键激活。

四、车床刀架控制

1.电动刀架控制原理：数控系统发出换刀信号，刀架电机正转继电器动作，电机正转，通过减速机构和升降机构将上刀体上升至一定位置，离合盘起作用，带动上刀体旋转到所选择刀位，发讯盘发出刀位信号，刀架电机反转继电器动作，电机反转，完成初定位后上刀体下降，齿牙盘啮合，完成定位，并通过升降机构锁紧刀架。

2.电动刀架设定：电动刀架可为四或六工位（即刀架上可装四或六把刀具），机床数据MD14510[20]所设定的数据应与刀架工位相吻合。每把刀具都有一固定刀号，通过霍尔开关进行到位检测。到位信号经故障设置引至I/O演示板下方的接插件上。刀架电机顺时针旋转时为选刀过程，逆时针旋转时为锁紧过程，锁紧时间由机床数据MD14510[22]决定（一般根据具体刀架，可设为1～1.6S左右）。

2.电动刀架PLC控制程序：梯形图程序参见多媒体课件。

9单元五西门子数控系统参数

一、机床参数的功能

1.机床数据是数控系统与机床以及伺服驱动之间匹配的媒介。

2.机床数据是数控系统功能管理和开放的钥匙。

3．机床数据是机床动态特性的调节阀门。

4.机床数据为PLC逻辑控制提供灵活的方式。

二、机床参数分类与设定

1．通用机床数据

2．轴机床数据主要是与机床各运行轴相关的机械电气参数。1）机床进给轴及相关机床数据；2）机床主轴及相关机床数据。

3．PLC机床数据与PLC相关的机床数据。

4．伺服驱动数据MD880:电机转速；10MD918:PROFIBUS地址；MD1005:电机编码器每转脉冲数；MD1120：电流环增益；MD1121:电流环积分时间；MD1407/MD1408:速度环增益；MD1409/MD1410:速度环积分时间。

5．其他机床数据显示机床数据。单元六西门子数控系统的数据保护SINUMERIC802D系统配备了32M静态存储器SRAM与16M高速闪存FLASHROM两种存储器，静态存储器区存放工作数据（可修改），高速闪存区存放固定数据，通常作为数据备份区，以及存放系统程序。

一、西门子802D数控系统数据存储方法

1.机内存储

2.机外存储

3.PC卡存储

二、西门子802D数控系统两种起动方法

1.冷启动:S1开关选择。

2.热启动操作面板选择。

三、西门子802D数控系统三种起动方法

1.方式0：正常上电启动。

2.方式1：缺省值上电启动。

3.方式2：按存储数据上电启动。

四、机床数据的保护

1.机内存储机内存储即将静态存储器SRAM区已修改过的有用数据存放到高速闪存FLASHROM区保存。通常系统断电后，SRAM区的数据由高能电容C上的电压进行保持，对于长期不通电的机床，SRAM区的数据将丢失。当重新上电时，系统启动过程中自动调用备份数据区上一次存储的机床数据，若没有做过数据存储则在启动过程中自动调用出厂数据。机内存储即数据存储功能是一种不需任何工具的方便快速的数据保护方法

在SINUMERIK802Dsl系统维修中，我们西门子维修工程师总结了一些关于这方面的问题，例如进入不了系统，进度条走到一半，黑屏，花屏，白屏，通讯连不上等以下实例仅供西门子用户参考;另外，如果贵公司西门子802D数控系统出现故障，可以及时1580188201李工。

1、802D开机进入不了系统，进度条走到一半，数码管显示13

A:DRAM核对无误后,依次按下列键:

（1）

（2）水平左2键

垂直上2键

显示器将显示:defaultdataready?

3.按扩展键:

如执行上述操作仍黑屏,说明硬件有问题.

一般都能启动，故障电容失效，系统程序丢，恢复至工厂启动设置后解决。

黑屏：高压无，高压逆变器损坏，灯管坏，系统不启动，显示13，主板坏。

花屏白屏：液晶屏损坏，直接更换。

通讯连不上：DP通讯中断，通讯输入站信号中断，系统接口本身损坏。键盘和屏的通讯。

按键失灵：按键全部失灵，按键个别失灵，更换即可

2、14092报警:通道1程序段轴A1轴类型错误;

定义轴A1为旋转轴

编程:A1=10

若编程为A=10,则出现10492报警

3、按"增量"键,主轴停旋;

将PLC中控制主轴增量设定的接口信号（VB380X0005）删除.

4、MDI方式下在启动,主轴不旋动;

一种是先用“复位"键，将主轴停止后，再换到JOG方式移动工作台。另一种方法是修改PLC，增加如下：

在手动V31000000.2转到MDI或自动方式时，复位信号V30000000.0置位，延时100ms后，复位信号V30000000.0复位。

5、802Dbaseline系统主轴无速度显示;

将参数MD13070[0]改成8000后，重新启动系统。

6、系统出现25040,25060等定位监控报警;

这是因为主轴处于定位控制方式，而PLC处理时，只考虑当速度控制方式，主轴静止，移动键信号V380X0004.6和V380X0004.7为零时，激活M138.1，此时M138.1将取消主轴伺服使能V380X0002.1，因此需要增加位置环生效信号V390X0001.5为1时，不取消主轴伺服使能V380X0002.1。

7、802D如何在屏幕上编报报警文本;

（1）将标准PLC子程序库中的报警文本用*语言传入802D系统。

（2）在屏幕上编辑。按SYSTEM键，再按PLC软键。按PLC文本软键，按上下键找到要编辑的报警号，按Tab键可以编辑。按insert键可以插入光标，按ALT+S组合键，可以拼音输入中文。

8、802D特殊功能参数;

P378：PLC程序的显示：

设1表示在专家级下

9、64个用户报警信息是从那个版本开始有的?

版本02.01.05，2002年12月1日开始生产，2003年1月供货

10、用户信息画面和用户开机画面是否在802D中使用?

802D可以设计开机画面,但需要费用,请通过西门子销售代表与西门子（南京）数控有限公司的开发部孟尔平.

用户信息画面,目前尚未开放

11、802D用于磨床和电火花加工机床时是否要有其软件或特他的补偿殊工艺软件支持?

802D是为车床和钻铣床设定.系统没有特殊选件.是否可以用于磨床和电火花加工机床,应由您根据机床的控制工艺而定.

12、M代码不能识别;

分组后的M代码,在M代码的动态和静态代码区域都有输出.M代码分组请参考<802D功能说明>.

13、NCK如何知道M代码已执行完毕?是否PLC要给NCK一个回答信号?

NCK只输出M代码信号,并不需要PLC应答M代码完成信号.辅助功能是用PLC完成的

14、要使S,T,D,H代码也能被搜索,是否要进行辅助功能分组?

辅助功能的分组已在初始化时自动完成,如果使用系统提供的初始化文件对系统进行初始化.就可实现你所提到的功能.初始化的过程已经初始化文件的路径请参考<<802D简明调试手册>>.搜索时按带计算搜索.

15、那该如何将V390x2000.0/1/2设定齿轮级改变为需要的齿轮级来进行启动换挡和换挡到位时的比较判断呢?

请参考下一个问题的回答

16、不知如何告别NCK当前的主轴转速设定值是多少;

手动换挡举例（第三轴为主轴）:

（1）条件:主轴参数MD35010=1-主轴换档使能

无主轴运动命令:V39020004.6=0ANDV39020004.7=0

（2）接受手动换档命令,利用PLC程序控制换档.换档完成后.

（3）将需要换的档位代码写入V38022000.0~V38022000.2

（4）然后向NCK发出换档完成信号:V38022000.3=1,延时（2个PLC周期）后,V38022000.3=0.这时,实际档位回显示在加工画面上.

（5）注意:系统zui多支持5档变速

17、当用选择开关手动换挡时不知如何告知NCK当前的主轴速度设定值;

普通交流主轴电机,或叫开关控制主轴的换档不需要通知NCK.在系统设置时,可将主轴取消（车床:通道参数MD20070[2]=0,铣床通道参数MD20070[3]=0）

注意:对于普通交流电机的主轴,许多固定循环不能使用.

18、螺距补偿方面的问题;

可以

19、方向间隙补偿是在螺距补偿之前先补进去还是和螺距补偿一起补进去;

数控机床是一个电机一体化的精密加工设备.一个高精度的数控机床,取决于机械系统的精度.补偿只是减小误差的手段之一.行程8米的数控机床的运行环境是否在恒温车间?如何不是恒温车间,温度变化对精度的影响有多大?所以在承担改造项目时,先要请求机械专家对机械状况进行评估.将所能达到的精度写在合同上.否则在改造之后在讨论精度.双方很容易产生矛盾

20、SINUMERIK802D系统内用户变量丢失;

（1）通过WNPCIN将系统内刀具数据,R参数,零点偏置传出备份

（2）将附件中文件通过WINPCIN以二进制格式传入,802D系统（此文件只用于802D（V2.1））

（3）将备份的刀具数据,R参数,零点偏置传入系统用户变量便恢复了.

变量定义文件说明:

1）同一版本车床版与铣床版相同.

2）V0103和V0201相同,V0202与其他不同.

变量定义文件制作说明:

在SinuComARC软件（西门子系统调试软件）将工具盒初始化文件打开保留DEF.DIR目录和跟目录下NITIAL.INI文件,其他全部删除,将INITIAL.INI文件中与用户变量无关部分删除,关闭SinuConARC软件,提示:选择YES:输入文件名,存盘,制作结束.

21、802DPLC程序的输入问题;

（1）软件中相关的参数设置如下:

REMOTEADDRESS:2

LOCALADDRESS:0

MODULE:802D（COM1）也可以是COM2.取决于你的通讯线的连接.

PROTOCOL:PPI

（2）系统中相关的参数设置如下:

口令为制造商

STEP7的连接打开

（3）检查计算机与系统的通讯波特率,两个应该一致

（4）检查您所选中的CPU类型与实际的类型是否一致

22、802D轴不动问题;

20700参数关掉了,后来查了的确是OB1里面的一个使能没有设

23、主轴缓慢转动如何解决?

通过修改MD4010参数故障解决

24、作802D螺距补偿时,将补偿数据传入机床老是出现数据保护报警,补偿后无任何效果;

有两种方法是补偿生效:

（1）在传输之前,设置MD32700=0,将补偿文件传出,然后测量并记录,之后再将文件以原来的路径传会系统,将MD32700设为1,返回参考点,补偿值即生效.

（2）在传输之前,设置MD32700=0,将补偿文件传出,然后测量并记录,之后将文件以加工程序的路径传回系统中,然后执行,补偿值就自动被写入系统中,设置MD32700=1,进给轴回参考点,即生效.

25、在BMEI,SINUMERIK802D,用户使用RENISHAW工件测量探针（MP10+MI12）调试;

调试过程如下:

（1）使用SinuComARC为RENISHAW提供的测量周期定义用户全程变量:

REALRENT[50]

REALRENC[50]

AXISAXV[5]

STRING[32]RENTL

REALRENE[20]

REALRENP[66]

BOOLRPRN[9]

INTRCYCTYP

（2）改变802D原来的测量周期:

（3）由于测量循环是为810D/840D设计的,802D没有这些系统变量:

$TC_MPP6[n,m]

此变量只用于刀具测量,不影响工件测量系统测量.

$A_IN[n]

经RENISHAW确认,此类型的测头不使用此变量.

故测量循环修改如下:

IF$A_IN[RENP[5]]==1GOTOFLN5->delete

IF$A_IN[RENP[5]]==0GOTOFLN5->GOTOFLN5

IF$A_IN[RENP[5]]<>0GOTOFLN5->delete

（4）测试探头,OK

26、802D系统输出不正常;

802D系统如果优良的24V电源,应将他们的零连接在一起.否则输出不正常.

27、802D系统出现乱码;

重新传输与系统版本一致的第二语言版本,并用此版本的语言编辑报警文本,即可解决问题

28、如何设定旋转轴（模态轴）按照zui短路径旋转?

旋转轴（模态轴）按照zui短路径旋转:MD30455.2=1

29、主轴电机按下复位键停止后,有很大的噪音;

减小位置环增益或取消优化参数,声音消除

30、26015报警;

使用SimoComU软件设置驱动参数.请参照<<802D简明调试手册>>.

31、25000报警:编码器找不到;

（1）611U的890维护参数改为1,默认值是0.

（2）更换编码器反馈电缆

32、运用PLC范例时,emergency停止运行;

检查PLC,调换继电器,可以将时间从200ms~300ms延迟

33、SINUMERIK802D均值后面的7部分显示的是什么?

控制导入后,显示应该是一个小写的"b"（由德语单词-betriebsbereit-（操作准备好））

如果系统显示诸如charactersits的其他符号,可SIEMENS:

34、如何将802S,802C,802D连接到同一网络;

SINUMERIK802没有网络接口,但可以通过RS232接口与Ethernet建立连接,速率可达到115.2KB（802C/S分别是38.4KB）.

SiemensIT-solutionDNCNT-2000可以识别这样的申请,并进行管理.使用者可以比较容易的发送指令,包括从外部获取（DNC模式）或从机器内部读取.

使用DNCNT-2000对话功能,可以不需要操作PC直接从机器进行数据转换.操作者可以向PC发送指令,指令中包含目录或部分程序的请求.转入"读取"模式,稍后将自动从PC获取所需程序.同样方法,也可以向PC传送程序.

35、要注意的技术问题;

要注意如下两点:

（1）对于SimoDrive611U-802Cbaseline（fireware为:07.02.06）和1FK7单极对resolver.驱动数据:P1011应该将默认值04（Hex）改为00（Hex）.默认值将导致错误

（2）对于类似主轴的802Dbaseline.应多设一个如下的数据:

MD137070[0]DRIVE_FUNCTION_MASK[0]=8000.

36、802D中试车数据不能传入;

若系统版本与试车数据的版本不同则不能传入。