浅谈数控机床PLC状态诊断

SIEMENS数控系统是应用最为广泛的数控系统之一，目前国内在数控机床上应用较多的是SINUMERIK 810D/840D系统和SINUMERIK 802系统。由于810D/840D系统采用的是模块化结构，故障率较低，一旦出现故障，在现场只能用备件替换，因此电气维修工作的重点在于故障性质的判断上。从笔者几年来的维修实践得知，数控机床出现的大部分故障都是通过PLC装置检查出来的，利用PLC状态诊断法维修机床是一种行之有效的快捷方法。下面以笔者单位的数控铣床（德国进口）为例，介绍PLC状态诊断法的一些应用（机床主要配置：控制系统-SINUMERIK 840D sl,操作面板-PCU50.3，驱动系统-SINAMICS S120）。
一、PLC状态诊断机理
PLC检测故障的机理就是通过运行机床制造商为特定机床编制的PLC程序，根据各种输入、输出状态进行逻
辑判断，如果发现问题，产生报警并在屏幕上产生报警信息（西门子公司为用户提供的PLC报警号在700000～799999之间）。所以对一些PLC产生报警的故障，或一些没有报警的故障，可以利用PLC状态或者分析PLC程序对故障进行诊断。
二、PLC状态诊断法
1、 接口信号状态检查
在“诊断”操作区域中，按【PLC】软键，就进入PLC状态检查界面，显示操作数、格式、状态值，如
图2.1-1所示。PLC的诊断功能可以显示多种接口信号状态，主要包括如下几种：1）机床控制面板信号。2）机床外部开关信号。
3）驱动控制使能信号。
4）报警处理信号。
5）NCK与PLC数据接口信号。
6）定时器、计数器、
位存储器状态。在进行PLC接口信号状态检查时，把要检查的信号（操作数），输入“操作数”一栏中，确认后，就可在“值”一栏中显示该操作数的状态，例如，要检查“E60.2”信号状态（即本单位数控铣床主轴冷却液流量开关状态），就可以输入操作数”E60.2”,点“确认”后，在“值”中显示“1”（如图2.1-1）表示流量正常，如果流量异常则会显示“0”，同时屏幕也会显示报警信息：“主轴冷却故障”，这样我们就会很方便的了解主轴冷却系统是否存在问题。
2、 PLC在线监控
利用STEP7软件在线监控PLC控制程序的运行，如果机床系统中未安装STEP7软件（我单位数控铣床操
作系统已安装STEP7 V5.3软件），需要把STEP7软件装在个人PC上，通过专用电缆或适配器连接到机床NCU的通讯接口上。在线连接完成后，把PLC程序上传到PC,选择在线监控，就可以在屏幕上看到PLC的运行状态。
应用范围包括：
1）根据报警信息查看报警信号的通/断,进而确定故障。
2）通过查看控制动作顺序是否与实际情况相符，诊断故障点。
3）根据在线监控逻辑关系的执行结果，找出故障原因。例如，我单位数控铣床主轴刀具位置传感装置（主轴电机内置三个位置传感器Sensor1、Sensor2、Sensor3，连接到PLC输入模块）经常发生故障。
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