西門子810D數控系統故障維修一例

■ 東北工業集團吉林北方捷凱傳動軸有限公司 （吉林 132021） 牛志斌 陳貴良 柏 剛

一臺采用西門子810D系統的數控外圓磨床開機時出現故障，系統屏幕顯示如圖1所示的報警“120202 Wait for connection t o N C/P L C（等待連接N C/PLC）”。

這臺機床系統P C U模塊采用PCU50.1，NC CPU模塊采用CCU3.4，伺服采用611D數字伺服系統。

據機床操作人員反映，機床在上次正常工作時由于冷卻水管沒有鎖緊，冷卻水管脫落，致使冷卻液噴到電氣柜上，機床操作人員斷電關機下班了。兩天后開機就出現這個報警。

圖1 西門子810D系統120202報警

打開電氣柜進行檢查，發現數控系統CCU模塊上各種指示燈和狀態顯示數碼管沒有任何顯示，而CCU模塊上方剛好是機床電源電纜線進線口，估計是冷卻液從電纜線進線口滴淋到伺服電源模塊和數控系統模塊上，造成伺服電源模塊和數控系統損壞。

這臺機床數控部分由5個模塊構成，包括伺服電源模塊、CCU數控CPU模塊、CCU box模塊和一套單軸611D伺服驅動模塊。機床有X軸、Z軸、C軸和B軸四個伺服軸，其中X軸、Z軸和C軸由CCU box自帶的伺服模塊控制，B軸由單獨的611D伺服控制板和伺服功率模塊控制。

首先懷疑伺服電源模塊進水燒壞，拆下伺服電源模塊，拆開進行檢查，發現伺服電源模塊部分電路確實已經燒焦。檢查負載回路，沒有發現問題，更換以前維修過的伺服電源模塊，故障依舊，因此懷疑CCU模塊和CCU box模塊也有問題，訂購伺服電源模塊、CCU模塊和CCU box模塊。待新備件到貨后，把伺服電源模塊、CCU box模塊和CCU模塊全部安裝上，這時通電開機，CCU系統數碼管有顯示了，這時首先對CCU的NC和PLC進行總清操作。

對N C進行總清：將N C K設定開關S3從“0”撥到位置“1”，參考圖2，然后按復位（RESET）鍵S1，系統熱啟動，數分鐘后數控系統啟動完畢，并安裝標準機床數據，待CCU模塊上數碼管顯示“6”時，NC總清完畢，將S3開關撥回“0”位，但此時SF指示燈還在亮（這個燈亮指示伺服有問題，也可能是因為沒有下載NC系列備份的原因）。

圖2 西門子810D系統CCU面板開關與指示元件

對P L C進行總清：將P L C設定開關S4從“0”撥到位置“2”，然后撥到位置“3”，直到PS燈亮起；這時在3s之內，快速將S4開關撥到位置“2”，然后撥回位置“3”，再撥到位置“2”，這個過程PS燈先閃后又亮，PF燈亮；待PS和PF燈都一直亮時，將開關S4撥回“0”位，這時PS和PF燈都不亮了，PR綠燈亮，PLC總清結束。

下載系列備份：NC和PLC總清操作后，需要下載這臺機床的NC和PLC系列備份文件。通過系統Service（服務）菜單下擴展子菜單Series start-up（系列備份），按屏幕右側Read start up archive（讀備份文檔），選擇已經備份在PCU硬盤上的NC系列備份文件進行下載，然后選擇PLC系列備份文件進行下載。

備份文件下載后C C U模塊上數碼管顯示6，但SF紅燈仍然在亮，伺服模塊上的X35紅燈亮。數控系統上有報警“300500 Axis B drive7 system error，error codes 000001BH，00020000H（B軸驅動系統錯誤，錯誤代碼0000001BH，00020000H）”，如圖3所示。

圖3 B軸300500伺服報警

因為報警指示B軸伺服系統有問題，首先將B軸的611D伺服控制板（6SN1118-0DM33-0AA1）換到其他機床，也出現300500伺服報警，說明伺服控制板損壞。

把另外一臺西門子840D機床上好的伺服控制板換上，通電開機，系統不但出現報警“300500 Axis B drive7 system error，error codes 000001BH，00020000H（B軸驅動系統錯誤，錯誤代碼0000001BH，00020000H）”，還出現報警“300500 Axis C drive1 system error，error codes 000001BH，00010000H（X1軸驅動系統錯誤，錯誤代碼0000001BH，00010000H）”，如圖4所示。B軸伺服報警不但沒有消除，還多出一個C軸伺服報警。

將B軸伺服控制板和伺服功率模塊都換到另外一臺采用西門子840D系統的機床上，機床正常工作沒有問題，說明這兩個模塊都沒有問題。把這兩個模塊再換回到這臺機床，還是出現這兩個報警。

更換伺服系統控制總線和驅動總線都沒有解決問題，至此維修工作陷入困境。

圖4 B、C軸300500伺服報警

因為公司只有一臺810D系統的機床，無法通過交換法確認新CCU模塊和CCU box模塊是否有問題。

思前想后，在無計可施的情況下，決定將這臺機床換上的新伺服電源模塊換到另一臺采用840D系統的機床上檢測，更換后那臺機床也出現伺服報警，說明這個新伺服電源模塊有問題，把沒有故障機床上的伺服電源模塊安裝到這臺機床，報警消除，CCU模塊上的SF燈也熄滅，機床恢復了正常工作。

原來是新伺服電源模塊出現問題，導致B、C軸同時出現300500伺服報警。

這次意外故障導致數控系統除B軸伺服功率模塊外，其他4個模塊全部損壞，并且新購置的伺服電源模塊也損壞了，不但損失巨大，維修過程也費盡周折。為防止類似故障再次發生，用密封膠將電纜進線口封住，防止水進入電氣柜。

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[1] 牛志斌．圖解數控機床－西門子典型系統維修技巧[M]．北京：機械工業出版社，2004．

[2] 牛志斌，等．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．

[3] 牛志斌．牛工教你學數控機床維修：SIEMENS系統[M]．北京：化學工業出版社，2012．

[4] 牛志斌．圖解數控機床維修：從菜鳥到高手[M]．北京：機械工業出版社，2015．