西門子數控系統軟故障的維修

牛志斌 柏 剛

(吉林北方捷凱傳動有限公司數控維修工作室，吉林 吉林 132021)

西門子數控系統軟故障的維修

牛志斌 柏 剛

(吉林北方捷凱傳動有限公司數控維修工作室，吉林 吉林 132021)

介紹了西門子數控系統軟件故障的維修方法和實例

西門子數控系統；軟件故障；維修；實例

筆者公司從1990年開始從國外引進數控加工設備，其中大部分設備都采用西門子數控系統。現有仍在使用的西門子數控系統有3TT系統、3M系統、805系統、810T/M系統、840C系統、810D系統、840D系統及840D SL系統等。

這些數控系統實際上都是計算機控制系統，包含軟件和硬件兩大部分。有時軟件出現問題或者機床數據、參數混亂都會造成數控系統工作不正常。這些故障只要重新下載軟件備份，或者修正機床數據、參數即可排除。下面介紹幾個實際故障維修例。

故障1 一臺數控球道銑床系統啟動不了

數控系統：西門子3TT系統

故障現象：這臺機床通電啟動系統時，系統啟動不了

故障分析：在啟動系統時，觀察發現系統操作面板上報警燈亮，但屏幕沒有顯示。檢查數控裝置，發現PLC的CPU模塊上的紅色報警燈亮，說明系統供電沒有問題，可能偶然因素或者干擾使系統啟動程序沒有執行。

故障處理：將PLC的CPU模塊的“Run/Stop”撥動開關(圖1)置于“Stop”位置，在系統接通電源的同時按“Reset”按鈕，然后將“Run/Stop”撥動開關從“Stop”位置撥到“Run”位置，然后再撥回“Stop”位置，之后再撥到“Run”位置，這時PLC的運行燈“Run”點亮，系統屏幕恢復顯示，系統也正常工作了。

故障2 一臺數控外圓磨床系統出現死機

數控系統：西門子805系統

故障現象：這臺機床開機啟動后，系統顯示基本畫面，但不能進行任何操作。

故障分析與檢查：通過故障現象分析，感覺是系統出現了死機故障。如果是軟件原因死機可以通過強行啟動的方法恢復系統。

西門子805系統強行啟動的方法：

在系統主板的左下角有一個16檔旋轉開關，如圖2所示，其中0位是系統正常工作方式，2位是初始化方式。在系統斷電情況下將此開關由位置0撥到位置2，然后系統上電，這時只要系統沒有硬件故障就進入了初始化方式。

故障處理：系統強行啟動后，檢查系統數據沒有丟失，這時關機系統斷電，將旋轉開關由位置2撥回到位置0，然后系統上電，系統恢復正常工作了。

故障3 一臺數控內圓磨床開機系統屏幕黑屏

數控系統：西門子810T系統

故障現象：這臺機床在停用一段時間后，開機時系統沒有顯示。

故障分析與檢查：觀察系統的啟動過程，發現面板上的報警燈亮，顯示系統報警，因此懷疑系統數據丟失。為此首先對系統進行強行啟動。

西門子810T/M系統強行啟動方法如下：

重新啟動系統，同時按住面板上的診斷“眼睛”按鍵，這時如果系統是因為軟件問題引起的死機或黑屏，系統就會進入初始化畫面。

對這臺機床進行強行啟動，系統進入初始化畫面，但顯示的是德文文本，說明確實是系統數據丟失，需要重裝。此時屏幕顯示1號報警，指示系統后備電池電量不足。對系統后備鋰電池進行檢查，發現電壓有些偏低。

故障處理：首先更換系統后備電池，然后下載機床數據和相關文件，這時斷電關機數分鐘，重新開機，機床恢復正常工作。

故障4 一臺數控球道磨床開機進入不了西門子操作界面

數控系統：西門子840D系統

故障現象：這臺機床開機啟動系統時出現如圖3所示的錯誤報警界面

故障分析與檢查：這臺機床的數控系統的MMC采用PCU50.1，PCU50.1實際上是一臺工業計算機，是數控系統的上位機，帶有硬盤，使用Widows XP操作系統。

為了觀察故障現象，關機數分鐘后重新開機，這時觀察系統屏幕，發現當Windows系統引導結束，進入Siemens軟件時，系統出現如圖3的錯誤報警界面，不再繼續向下運行。分析錯誤信息：應用錯誤(APP Error)信息為“Cannot open log file”(不能打開log文件)；系統錯誤(System Error )信息為“The volume does not contain a recognized file system”(磁盤卷標中不包含可識別的文件系統)。從這些信息分析，認為故障原因應該是PCU50.1硬盤上的部分文件丟失，是軟件系統出現問題。

故障處理：為了盡快恢復系統，將PCU50.1的硬盤拆下(其實也可以不拆，通過網線連接PC機進行恢復，但過程太繁瑣)，將硬盤安裝到移動硬盤盒連接到辦公室PC機上，使用GHOST軟件將事先備份好的整盤備份文件恢復到硬盤，然后把硬盤重新安裝到PCU上，這時通電開機，系統恢復正常運行。

采用MMC(PCU)的數控系統要做好GHOST硬盤整盤備份工作。由于機加生產車間環境較差，系統硬盤相對來說容易出現故障，當系統硬盤出現故障時，系統程序與數據用整盤備份文件恢復到新硬盤上即可快速排除系統故障。

故障5 一臺數控外圓磨床開機出現報警“2000 PLC sign-of-life monitoring”(PLC運行狀態監控)、“810004 Stop/abort event, error analysis via STEP7 required”(停止、異常中止事件，需要通過STEP7進行故障分析)，都指示系統PLC系統出現問題

數控系統：西門子810D系統。

故障分析與檢查：出現故障時檢查CCU模塊，發現數碼顯示器顯示“6”(如圖4所示)，也屬正常，但NC部分的SF報警燈亮，指示有故障報警；PLC側PS報警燈亮，指示PLC停止；PF報警燈亮指示PLC報警。

根據這些現象分析，首先懷疑PLC程序出現了問題，即出現了軟件問題。

故障處理：因為只是產生PLC方面的報警，所以首先對PLC系統進行總清操作，然后下載PLC系列備份文件，關機數分鐘重新開機，系統即刻恢復正常工作。

故障6 一臺專用數控球道磨床出現故障，加工數據修改不了

數控系統：西門子840D系統。

故障分析與檢查：觀察故障現象，圖5是系統磨削參數顯示畫面之一，其中有兩項參數的數據部分變成了#號，無法更改，有數值的參數也修改不了。據機床操作人員反映，在機床工作過程中，曾出現過機床操作面板上指示燈閃爍的現象，但加工循環并未受到影響。只不過加工幾個工件后要修改磨削數據時，發現數據修改不了。

根據這些現象分析，懷疑NCU中的一些機床數據發生了改變，因而造成了數控系統軟件的混亂。為了排除這一故障，應該將NC和PLC的內存進行總清，然后再重新下載系列備份文件。為了防止萬一，雖然以前有過系列備份，但還是再做一次新的系列備份，NC系列備份過程非常正常，但PLC備份操作很快就完成了，查看文件發現文件字節數不對，PLC系列備份文件只有3 072個字節，而以前的備份有222 208個字節，因此懷疑是PLC的程序或者機床數據發生了混亂或丟失。

故障處理：首先將NCU模塊拆下檢查，發現冷卻風扇風口吹過處油泥很多，故先清洗NCU模塊，然后安裝到系統上，通電開機，對NC和PLC系統進行總清操作，下載正常的系列備份文件，之后再運行加工程序，機床恢復了正常功能。

西門子810D/840D系統的系列備份文件很重要，當更換NCU模塊或者NCU出現異常時，需要下載系列備份文件恢復系統。所以，機床驗收后正常使用時應該定期為NC和PLC的做系列備份，以便在NCU模塊出現問題時，能盡快恢復軟件系統。

另外，有些數控機床故障通過調整數控系統的機床數據就可以消除，就是通過數控系統的軟件來解決機床問題，也是數控機床故障維修的獨特方法。下面是一個實際維修例。

故障7 一臺數控車床機械手位置有偏差

數控系統：西門子840C系統。

故障現象：這臺機床開機各軸回參考點后，發現上料機械手與中心卡具有位置偏差。

故障分析與檢查：這臺機床的機械手是直線軸Q軸帶動的，Q軸由伺服電動機驅動，使用增量編碼器作為位置反饋元件。

按照機床的工作原理，Q軸返回參考點后，Q軸上料機械手恰好停在卡具中心，工作時上料機械手抓住工件停在這個位置，主軸卡具在工件的垂直上方下移，到達工件位置，抓住、卡緊工件，同時機械手松卡，主軸卡具帶動工件到加工位置進行加工。

這次出現故障，上料機械手與主軸卡具中心目視觀察有大概7～8 mm的偏差，如果此時主軸卡具下降去抓工件，必將撞到工件上。

反復進行Q軸回參考點的操作，發現機械手的位置并不發生改變，分析可能因為機械原因使機械手的參考點發生變化。

故障處理：為了糾正機械手的位置，可以修改Q軸參考點的位置補償數據，將Q軸參考點補償機床數據MD2442調出，原數值為77 mm，經幾次調整，修改到88.1 mm時，偏差被糾正。

故障8 一臺數控淬火機床在執行加工程序時出現報警“25080 Axis AZ2 positioning monitoring”(軸AZ2位置監控)

數控系統：西門子840D系統。

故障現象：為了觀察故障現象，按系統復位按鍵將故障報警復位，然后重新啟動加工程序，發現在AZ2軸運動時噪音很大，然后出現25080報警，程序中止。

故障分析與檢查：首先檢查AZ2軸滑臺和滾珠絲杠，但都沒有發現機械問題。因為這是一臺剛投入使用不久的新機床，因此懷疑AZ2軸經過一段時間磨合后，機械特性發生變化，機械慣性變小，使伺服系統產生振蕩，產生噪音，而振蕩過大又出現25080報警。所以為了解決問題，應該調整伺服軸的增益機床數據。

故障處理：將AZ2軸的增益機床數據MD1407從0.8調整到0.6，如圖6所示。這時關機，數分鐘重新啟動后，機床恢復正常運行，故障消除。

[1]牛志斌主編.西門子系統現場故障檢修速查手冊[M]. 北京: 機械工業出版社，2010.

[2]牛志斌主編.牛工教你學數控機床維修：SIEMENS系統[M]. 北京:

化工工業出版社，2012.

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Repairing for Siemens CNC system’s soft faults

NIU Zhibin, BAI Gang

(Jilin Norinco Drive Shaft Co., Ltd., Jilin 132021, CHN)

Introduce repair methods and examples of Siemens’ CNC system faults.

Siemens’ CNC system; software faults; repairing; examples

TH39

B

10.19287/j.cnki.1005-2402.2016.12.026

牛志斌,男,1963年生,研究員級高級工程師,主要研究方向為數控及自動化技術,已發表論文23篇,獲西門子工業專家稱號。

茂) (

2016-05-24)

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