SIEMENS数控系统课件

2023/4/21第四章SIEMENS数控系统故障诊断与维修2023/4/2教学提示：SIEMENS公司是全球生产数控类产品较早、产品市场占有率较大的生产厂家之一，至今已开发、生产了多个系列的控制系统。因此，SIEMENS数控系统也是数控机床上使用较广、维修过程中遇到较多的系统之一。本章主要介绍SIEMENS数控系统的组成、PLC、参数配置、故障诊断与维修、数据备份及恢复等内容。教学要求：了解SIEMENS数控系统的基本构成和硬件连接、参数配置和报警系统，掌握SIEMENS数控系统的数据备份和恢复，掌握利用输入/输出信号状态进行故障诊断的方法。4.1概述

德国SIEMENS公司是生产数控系统的世界著名厂家，从20世纪70年代以来，SIEMENS公司凭借在数控系统及驱动产品方面的专业思考与深厚积累，不断制造出机床产品的典范之作，为自动化应用提供了日趋完善的技术支持。SINUMERIK系列数控产品，能满足各种控制领域不同的控制需求，其构成只需很少的部件。它具有高度的模块化、开放性以及规范化的结构，适于操作、编程和监控。2023/4/232023/4/25一；820为12in单色或彩色显示，系统电源为交流220V、SIEMENS810/820系统SIEMENS810/820是西门子公司20世纪80年代中期开发的CNC、PLC一体型控制系统，它适合于普通车、铣、磨床的控制，系统结构简单、体积小、可靠性高，在80年代末、90年代初的数控机床上使用较广。810与820的区别仅在于显示器，810为9in单色显示，系统电源为直流24V，其余硬件、软件部分完全一致。810/820最大可控制6轴（其中允许有2个作为主轴控制），3轴联动。系统由电源、显示器、CPU板、存储器（MEM/EPROM/RAM）板、I/O板、接口板、显示控制板、位控板、机箱等硬件组成。硬件采用了较多的大规模集成电路和专用集成电路，系统的模块少、整体结构简单，通常无需进行硬件调整和设定。

系统软件上，增加了蓝图编程、固定循环、极坐标编程、CL800语言编程等功能，为加工程序的编制提供了方便。PLC采用STEP5语言编程，指令丰富，通过OB、PB、SB、FB等功能块为结构化编程提供了良好的环境。810/820系统还具有“通道”控制功能，可以两个通道同时工作，为机床设计人员提供了便利。2023/4/26二、SIEMENS802系列系统SIEMENS802系列系统包括802S/Se/Sbaseline、802C/Ce/Cbaseline、802D等型号，它是西门子公司20世纪90年代末开发的集CNC、PLC于一体的经济型控制系统。系统性能价格比较高，比较适合于经济型、普及型车、铣、磨床的控制，近年来在国产经济型、普及型数控机床上有较大量的使用。SIEMENS802系列数控系统的共同特点是结构简单、体积小、可靠性高；此外系统软件功能也较强。2023/4/27

SIEMENS802S、802C系列系统可以配OP020独立操作面板与MCP机床操作面板，显示器为7in或5.7in单色液晶显示。集成内置式PLC最大可以控制64点输入与64点输出，PLC的I/O模块与ECU间通过总线连接；系统体积小，结构紧凑，性能价格比高。802D与802S、802C有较大的不同，在功能上比802S/C系统有了改进与提高，系统采用SIEMENSPCU210模块，控制轴数为4轴/4轴联动，可以通过611U伺服驱动器携带10V主轴模拟量输出，以驱动带模拟量输入的主轴驱动系统。

系统可以配OP020独立NC键盘、MCP机床操作面板（与802S/C相同），802D采用了10.4in彩色液晶显示器，比802S/C（5.7in或7in单色液晶显示）具有更好的操作性能。系统与驱动、I/O模块间利用PROFIBUS总线进行连接；I/O模块采用了独立的输入、输出单元（PP72/48I/O单元），9每一系统最大可以配备两个PP72/48I/O单元，点数比802S/C系统大大增加，最大可以到144/96点。

其伺服驱动与802C相同，通常采用SIEMENS611数字式交流伺服驱动系统，驱动器的调试可以直接利用SIMOCOMU软件完成，调整十分方便。

在软件上，802D除保留了SIEMENS传统的编程功能外，主要在以下两方面进行了改进：一是增加了PLC程序“梯形图”显示功能，方便了维修；二是可以使用非SIEMENS代码指令进行编程，系统的开放性更强。2023/4/210三、SIEMENS810D/840D系统

在数字化控制领域，SINUMERIK810D第一次将CNC和驱动控制集成在一块板子上。810系列按功能分有810T、810G、810N；按型号分有810Ⅰ、810Ⅱ、810Ⅲ型。810系列适用于中、低档的中、小型机床。810Ⅰ型适用于车床和铣床，可控制3轴，联动2轴。810Ⅱ型适用于车床、铣床和磨床，可控制4轴，联动3轴。810Ⅲ型适用于车床、铣床、磨床和冲压类机床，可控制5轴，联动3轴。810系列数控装置的主CPU为80186，系统分辨率为lµm，内置PLC为128点输入、64点输出。该系统具有轮廓监控、主轴监控和接口诊断等功能。2023/4/211图形对话式操作、编程软件，直接使用人机对话式编程。系统可以进行2D动态模拟显示与3D立体图形模拟显示。此外，通过配套EASYMASK软件，还可以通过ASCII编辑器进行用户屏幕设计，开放性更强。

系统的PLC编程可以采用S7-HiGraph点阵图形辅助编程工具，进行PLC程序设计。该系列NC还具有所谓的神经网络功能，通过自学习、自优化系统，自动完成伺服系统的优化调整，使系统的调整时间大大缩短。

由于丰富的软件替代了一部分硬件功能，因此810D/840D硬件的特点是模块少，结构简单，硬件的故障率较低。2023/4/2134.2SIEMENS数控系统组成

每一个数控厂家生产的数控系统在产品更新换代工程中，都有一定的继承性，不仅包括硬件的功能，还包括软件的特点，如参数设置、接口设置、基本操作界面等。西门子不同系列的数控产品也不例外，其产品具有较高通用性。本书将以810D/840D系统为例来学习西门子数控系统。

一、基本构成SINUMERIK810D/840D是由数控及驱动单元CCU（CompactControlUnit）或NCU（NumericalControlUnit）,人机界面MMC(ManMachineCommunication)，可编程序控制器PLC的I/0模块三部分组成。由于在集成系统时，总是将驱动单元SIMODRIVE611D和数控单元（CCU或NCU）并排放在一起，并用设备总线互相连接，因此在说明时将二者划归一处。2023/4/2141．数控及驱动单元

（1）810D与CCU

数控单元是SINUMERIK81OD的核心，它被称为CCU单元，CCU分为CCU1和CCU3，目前我们使用的是CCU3单元。CCU单元内部集成了数控核心CPU和SIMATICPLC的CPU。包括SINUMERIK810D数控软件和PLC软件，带有MPI接口，手轮及测量接口。更集成了SIMODRIVE驱动的功率模块。体现了数控及驱动的完美统一。2023/4/215

根据选用硬件如CPU芯片等和功能配置的不同，NCU分为NCU561.2，NCU571.2，NCU572.2，NCU573.2(12轴)，NCU573.2(31轴)等若干种，同样，NCU单元中也集成SINUMERIK840D数控CPU和SIMATICPLCCPU芯片，包括相应的数控软件和PLC控制软件，并且带有MPI或Profibus接口，RS232接口，手轮及测量接口，PCMCIA卡插槽等，所不同的是NCU单元很薄，所有的驱动模块均排列在其右侧。

（3）数字驱动

数字伺服是运动控制的执行部分,由611D伺服驱动和1FT6(1FK6)电机组成。SINUMERIK840D配置的驱动一般都采用SIMODRIVE611D。它包括两部分：电源模块+驱动模块（功率模块）。172．人机界面

人机交换界面负责NC数据的输入和显示,它由MMC和OP组成。MMC(ManMachineCommunication)包括：OP(Operationpanel)单元，MMC,MCP(MachineControlPanel)三部分。MMC实际上就是一台计算机，有自己独立的CPU,还可以带硬盘，带软驱；OP单元正是这台计算机的显示器，而西门子MMC的控制软件也在这台计算机中。

（1）MMC

我们最常用的MMC有两种：MMC100.2和MMC103，其中MMC100.2的CPU为486，不能带硬盘；而MMC103的CPU为奔腾，可以带硬盘，一般的，用户为SINUMERIK810D配MMC100.2，而为SINUMERIK840D配MMC103。18（2）OPOP单元一般包括一个10.4〞TFT显示屏和一个NC键盘。根据用户不同的要求，西门子为用户选配不同的OP单元，如：OP030，OP031，OP032，OP032S等，其中OP031最为常用。

对于SINUMERIK810D/840D应用了多点接口MPI(MultiplePointInterface）总线技术，传输速率为187.5K／秒，OP单元为这个总线构成的网络中的一个节点。为提高人机交互的效率，又有OPI（即OperatorPanelInterface)总线，它的传输速率为1.5M／秒2023/4/219二、硬件连接

SINUMERIK810D/840D系统的硬件连接从两方面入手：其一，根据各自的接口要求，先将数控与驱动单元，MMC，PLC三部分分别连接正确：电源模块X161中9，112，48的连接；驱动总线和设备总线；最右边模块的终端电阻（数控与驱动单元）；MMC及MCP的+24V电源千万注意极性；PLC模块注意电源线的连接；同时注意信号模块SM的连接。其二，将硬件的三大部分互相连接，连接时应注意：MPI和OPI总线接线一定要正确；CCU或NCU与S7的IM模块连线。

2023/4/2211．数控单元模块接口

（1）SINUMERIK840DNCU接口图如4-4所示。X101：操作面板接口端，该端口通过电缆与MMC及机床操作面板连接。X102：RS485通信接口端，该端口主要是满足SIEMENS通信协议的要求。X111：PLCS7-300I/O接口端，该接口提供了与PLC连接的通道。X112：RS-232-C通信接口端，实现与外部的通信，如要由数个数控机床构成DNC系统，实现系统的协调控制，则各个数控机床均要通过该端口与主控计算机通信。

2023/4/222X121：多路输人／输出接口端，通过该端口数控系统可与多种外设连接，例如与控制进给运动的手轮、CNC输人／输出的连接。

X122：PLC编程器PG接口端，通过该端口与西门子PLC编程器PG连接，以此传输PG中的PLC程序到NC模块，或从NC模块将PLC程序拷贝到PG中，另外还可在线实时监测PLC程序的运行状态。X103A、X103B：电动机驱动器611D的输入输出扩展端口，通过扁平电缆将驱动总线与各个驱动模块连接起来，对各个伺服电动机进行控制。X172：数控系统数据控制总线端口，通过扁平电缆与各相关模块的系统数据控制总线联系起来。X173：数控系统控制程序储存卡插槽。2023/4/2233．各模块连接SINUMERIK810D系统连接图见图4-8，SINUMERIK840D系统连接图见图4-9。2023/4/2254.3SIEMENS数控系统PLC

一、PLC在数控机床中的应用数控系统内部处理的信息大致可分为两大类：一是控制坐标轴运动的连续数字信息，这种信息主要由CNC系统本身去完成；另一类是控制刀具更换、主轴启停、换向变速、零件装卸、切削液的开停和控制面板、机床面板的输入输出处理等离散信息，这些信息一般用PLC来实现。PLC在CNC系统中是介于CNC装置与机床之间的中间环节。它根据输入的离散信息，在内部进行逻辑运算并完成输出功能。2023/4/226MT侧顺序控制的最终对象的数量随数控机床的类型、结构、辅助装置等的不同而有很大的差别。机床结构越复杂，辅助装置越多，受控对象数量就越多。相比而言柔性制造单元（FMC）、柔性制造系统（FMS）的受控对象数量多，而数控车床、数控铣床的受控对象数量较少。2）PLC、CNC、机床间的信息交换

对于不同数控系统，所交换的信息内容、数量各有区别，但基本思路和作用是一样的。对于不带

PLC的数控系统产品，其信息交换主要以开关量为主，并通过CNC与PLC之间的硬件I/O连接来实现。对于内装PLC的数控系统产品，不仅可通过开关量交换信息，而且可以通过内部寄存器、内部标志位等交换信息，而且在CNC与PLC之间无需硬件I/O连接，数据处理能力强，可靠性高。2023/4/229

数控系统中PLC的信息交换，是以PLC为中心，在CNC、PLC和机床之间的信息传递。PLC与CNC之间交换的信息分两个方向进行，其中由CNC发给PLC的信息主要包括各种功能代码

M、S、T的信息，手动／自动方式信息，各种使能信息等。而由PLC发给CNC的信息主要包括M、S、T功能的应答信息和各坐标轴对应的机床参考点信息等。

同样，PLC与机床之间交换的信息也分为两部分。例如机床的启动／停止，主轴正转／反转／停止、机械变速选择，冷却液的开／关、倍率选择、各坐标轴点动和刀架、卡盘的夹紧／松开等信号，以及上述各部件的限位开关等保护装置、主轴伺服状态监视信号和伺服系统运行准备等信号。2023/4/230二、SIEMENSPLC输入/输出信号状态的显示现代数控机床使用的数控系统基本上都有PLC输入/输出信号的状态显示的功能，利用显示功能可直接观察PLC的输入/输出瞬时状态，这些状态显示对诊断数控机床的很多故障是非常有利的。西门子数控系统的PLC状态变化可以通过数控系统的DIAGNOSIS（诊断）功能进行监视，对于SIEMENS各种常用系统，其输入/输出信号的诊断操作步骤如下。2023/4/2311．SIEMENS810/820系统。（1）根据系统CRT上提示，按菜单键“DIAGNOSE”，系统显示诊断页面；（2）按菜单键“PLC-STATUS”，系统显示PLC状态诊断页面；（3）根据需要，通过菜单键“KIW”、“QW”、“FW”、“T”、“C”选择输入、输出、内部继电器、定时器、计数器、数据字的状态显示；（4）通过“PAGE”键、“CURSOR”(光标移动)键，逐页显示诊断信号的状态；2023/4/2322．SIEMENS802S系统。（1）按“诊断”功能键，进入诊断页面，当无“诊断”功能键显示时，可以通过操作面板的“区域转换”键，使“诊断”功能键在显示器上显示；（2）按诊断页面的“调试”功能键，进入调试页面；（3）按“PLC状态”功能键，显示PLC状态页面，当页面无“PLC状态”功能键显示时，可以通过“菜单扩展”键，使“PLC状态”功能键在页面上显示；（4）输入需要检测的I/O信号地址字节，如：需要检测I1.0、Q1.0、VB38000000.1时，应输入信号地址字节IB1、QBl、VB38000000等；（5）按MDI面板上的“输入”键，系统显示对应字节上的8位信号的状态。2023/4/2333．SIEMENS802D系统。（1）同时按系统操作面板上的“SHIFT”与“SYSTEM”键，进入系统页面；（2）按“PLC”功能键，显示PLC页面；（3）按“PLC状态”功能键，显示PLC状态页面，当页面无“PLC状态”功能键显示时可以通过“菜单扩展”键，使“PLC状态”功能键在页面上显示；（4）输入需要检测的I/O信号地址字节，如：需要检测I1.0、Q1.0、VB38000000.1时，应输入信号地址字节IBl、QBl、VB38000000等；（5）按MDI面板上的“输入”键，系统显示对应字节上的8位信号的状态。2023/4/2344．对于SIEMENS810D/840D系统，输入、输出信号的诊断操作如下：（1）根据系统CRT上提示，按菜单键“DIAGNOSE”，系统显示诊断页面；（2）按菜单键“PLC-STATUS”，系统显示PLC状态诊断页面；（3）根据需要，选择I、Q、F、T、C、DB，以选择输入、输出、内部继电器、定时器、计数器、数据字的状态显示；（4）通过“PAGE”键，逐页显示诊断信号的状态。2023/4/235三、STEP7-300PLC

西门子810系统的集成式PLC使用的是STEP5语言，西门子802系统集成式PLC使用的是S7-200编程语言，而西门子810D/840D系统的集成式PLC则使用S7-300。STEP7是西门子公司S7-300/400系列PLC的编程软件。在STEP7软件中常用的三种基本编程语言有梯形图（LAD）、语句表（STL）和功能块图（FBD）。1．STEP7编程语言的程序结构STEP7-300的PLC程序的结构由块组成，包括用户块和系统块，它们在功能、使用方法和结构上各不相同。2023/4/236（1）用户块根据逻辑功能的不同，用户块分为组织块（OB）、功能块（FB）、功能（FC）和数据块（DB）。其中OB组织块相当于主程序，FC、FB块相当于子程序。在编完子程序后，必须在主程序中调用子程序。

①组织块(OB)组织块是操作系统和用户程序之间的接口。起动时，操作系统调用启动组织块OB100来初始化一些数据或状态。OB1是用于循环程序处理的组织块，操作系统通过循环调用OB1而启动用户程序的循环执行，所以可以在OB1中编写用户程序以及在OB1调用的块中编写用户程序。2023/4/237②功能块(FB)功能块是通过数据块参数而调用的。它们有一个放在数据块中的变量存储区，而数据块是与其功能块相关联的，称为背景数据块。当然，每一个功能块可以有不同的数据块。这些数据块虽然具有相同的数据结构，但具体数值可以不同。就像C语言中的函数，其形参可以相同，但带入函数的实参却可以不同。③功能(FC)功能没有指定的数据块，因而不能存储信息。功能常常用于编制重复发生且复杂的自动化过程。④数据块(DB)数据块中包含程序所使用的数据。在编制数据块中，你可以决定数据的类型、格式、次序以及存储在什么块中。2023/4/238根据使用方式的不同，数据块分为两种类型：全局数据块和背景数据块。全局数据块我们称之为“自由”数据块，因为它没有被指派给任何代码块。而背景数据块，作为块的局部数据，是与被指定的功能块相关联的。注意：各种块（除组织块外）的数目和代码的长度是与CPU不相关的，而组织块的数目则与CPU的操作系统相关。2023/4/239（2）系统块系统块包含在操作系统中，包括：系统功能（SPC）、系统功能块（SFB）和系统数据块（SDB）。系统块中包含重要的系统功能函数，如通信功能、操纵CPU的内部时钟等。系统功能和系统功能块可以被调用，但不能被修改。图4-12所示为PLC程序结构图。图4-13表示了系统启动过程中CPU动态扫描过程。首先，系统上电，开始运行初始化程序OB100，之后进入可编程的工作周期：进行过程映像输入，运行主程序，之后进行过程映像输出。2023/4/2403．新建块在管理器中可以方便地新建一个块，在管理器的左窗口点击Block图标，再按下鼠标右键，将弹出菜单，或在管理器的右窗口中，不选中任何对象，按下鼠标右键，也将弹出同样的菜单，在弹出的菜单，可新建FB、FC、OB等块。4．程序编辑器LAD/STL/FBD编辑器是编写和修改程序的工具，它也是在线监控的窗口之一。双击一个BLOCK，将启动编辑器。在编辑器中将“//”后的字符认为是注释语句而不加以编译，故在调试程序时，若要某一语句不执行，可以采用这种办法。2023/4/2415．程序的下载调试完的程序只有下载到PLC的CPU才能被运行。点击下载图标“Download”程序将下载至机床中。6．程序的在线监控在LAD/STL/FBD编辑器中，先打开要监控的程序段，然后点击监控图标“Monitor（on/off）”，管理器将与PLC的CPU通讯，并在编辑器里显示出程序执行的逻辑或状态值。。2023/4/2427．交叉表若要查找某一使用数据在程序中的使用情况，可使用交叉表快速的查找。在SIMATIC管理器下，下拉菜单Option→ReferenceData→FilterandDisplay，或在LAD/STL/FBD编辑器中下拉菜单Option→ReferenceData→FilterandDisplay，启动交叉表过滤器。过滤器的复选框是所要查找的数据区域，其后的输入框是数据的地址。DataType则是查找的数据类型，位、字节、字、双字或所有类型。如查找BitMemory区域，所有与0地址有关的数据，如M0.1-M0.7，MB0，MW0，MD0等。2023/4/243四、SIUMERIK810D/840D的PLC调试

1．开机和启动首先，应认识NCU正面与启动控制有关的元素：一个七段显示器，一个复位按钮S1，两列状态显示灯及两个启动开关S3和S4；其次必须理解状态显示灯的含义和启动开关的设定意义。了解了上述内容，并确认S3和S4均设定为“0”，则此时就可以开机启动了。经过大约几十秒钟，当七段显示器显示“6”时，表明NCK上电正常；此时“+5V”和“SF”灯亮，表明系统正常；但驱动尚未使能。而PLC运行状态“PR”灯亮，表明PLC运行正常。状态显示灯的含义和启动开关的设定意义见表4-1所示2023/4/2442023/4/245元素类型含义备注复位S1按钮引起一个硬件复位，控制系统和驱动复位后重新引导启动。S3旋转开关NCK启动开关位置0：正常运行位置1：NCK总清位置2：NCK从内存卡软件升级位置3…7：预留S4旋转开关PLC模式选择开关位置0：PLC运行位置1：PLC运行-P位置2：PLC停止位置3：模块复位H1(左列)显示灯显示灯+5V：电源电压在容差范围内时亮。NF：如果NCK或PLC监控被触发，则此灯亮。SF：驱动故障时此灯相应点亮，系统启动无误后此灯灭。CB：如果正通过MPI接口传输数据，则此灯亮。绿灯红灯红灯黄灯H2(右列)显示灯显示灯PR：PLC-运行状态。PS：PLC-停止状态。PF：PLC故障时，此灯亮。PFO：PLC-强制状态。-：无作用（I复位期间短暂点亮。）绿灯红灯红灯H37段数码管软件支持输出的测试和诊断信息。启动完成后，正常状态显示“6”表4-1810DCCU模块控制和显示元素2．NC和PLC总清1）NC总清NC总清操作步骤如下：①将NC启动开关S3置为“1”；②启动NC，如NC已启动，可按一下复位按钮S1；③待NC启动成功，七段显示器显示“6”，将S3置为“0”；NC总清执行完成。NC总清后，SRAM内存中的内容被全部清掉，所有机器数据被预置为缺省值。2023/4/246（2）PLC总清PLC总清操作步骤如下：①将PLC启动开关S4置为“2”，PS灯会亮；。②S4置为“3”并保持约3秒直等到PS灯再次亮；③在3秒之内，快速地执行下述操作S4置为:“2”→“3”→“2”，PS灯先闪，后又亮，PF灯亮。（有时PF灯不亮）④等PS和PF灯亮了，S4置为“0”，PS和PF灯灭，而PR灯亮。PLC总清执行完成。PLC总清后，PLC程序可通过STEP7软件下传至系统。如PLC总清后屏幕上有报警可作一次NCK复位（热启动）2023/4/2473．PLC调试1）S7程序项目的结构在STEP7安装好后，为了调试PLC，我们通常要新建一个项目（Project)，其结构如图4-15所示。（2）PLC启动SINUMERIK81OD/840D的PLC为SIMATICS7-300，基本模块有64K内存配置，并可扩展至96KB，PLC程序又可划分为基本程序和用户程序，其组成结构见图4-13。(3)PLC基本程序4）若干重要信号，图4-172023/4/2482023/4/249图4-15PLC项目结构图2023/4/250图4-16计算机与SINUMERIK810D/840D连接图图4-17急停有关信号时序图4.4SIEMENS数控系统参数配置

一、参数总述机床参数的设定依据主要有两方面，一是系统生产厂家根据机床生产厂家所需要的CNC功能，对系统的基本功能进行的设定；二是机床生产厂按各机床的实际工作情况，对标准数控系统进行的设定与调整。与系统功能有关的机床参数直接决定了系统的配置和功能，设定错误可能会导致系统功能的丧失；与机床调整有关的机床参数设定错误，可能会影响机床的主要参数与动、静态性能、定位精度等。因此，保证机床参数的正确设定对机床的正常工作至关重要。2023/4/251二、参数的组成

CNC参数一般为系统功能的设定、伺服系统的调整、机床的主要性能指标的设定、主轴主要性能指标的设定等，它是数控机床最重要的参数。PLC参数一般为PLC模块的规格、定时器时间、计数器计数值、机床PLC程序用的设定参数等，它通常由机床生产厂家根据机床的实际控制要求进行设定。PLC用户参数也可以是机床生产厂家根据机床的功能要求而设置的参数，用于机床某些辅助部件动作的生效或取消，以提高PLC程序的通用化程度。2023/4/252三、810/820系统机床参数调整

以810/820系统为例，机床参数包括：1．NC数据2．PLC数据2023/4/253四、840D/810D系统机床参数的设置

1．机床数据设定（1）通用机床数据

(GeneralMD)MD10000→此参数设定机床所有物理轴，如X轴。通道机床数据

(ChannelSpecificMD)MD20000→设定通道名CHAN1；MD20050[n]→设定机床所用几何轴序号，几何轴为组成笛卡尔坐标系的轴；MD20060[n]→设定所有几何轴名；MD20070[n]→设定对于此机床存在的轴的轴序号；MD20080[n]→设定通道内该机床编程用的轴名；2023/4/2542．驱动数据设定3．参数生效模式POWERON(po)重新上电：NCU模块面板上的“RESET”键NEW_CONF(cf)新配置：MMC上的软件“ActivateMD”RESET(re)复位：控制单元上的“RESET”键IMMEDIATELY(so)：值输入以后2023/4/2554.5SIEMENS数控系统故障诊断与维修

本章将以810系统为例讲述CNC报警故障诊断与维修。西门子810系统报警故障诊断方法，其思路和方法同样适用于西门子其他数控系统，如820、850、880、840等。虽然它们之间的硬件、软件结构有所不同，但基本原理是相同的，报警内容也是类似的。2023/4/256一、810报警系统

1．西门子810系统自诊断功能与所有的现代化数控系统一样，西门子810系统也具备很强的自诊断系统，自诊断处理功能通过数控系统的CPU模块，对整个系统及其输入输出信号进行全面监控，并实时识别控制系统及机床出现的故障以及用户应用程序中的错误，在显示器上显示相应的故障号和故障信息，不但能有效地避免机床的误操作或者带病运行，更能有效地为维修机床提供依据。2023/4/2572．报警分类

810系统报警可以分为7类（5类NC报警，2类PLC报警）。（1）NC报警分为：①电源开报警；②RS232（V.24）报警；③伺服报警（复位报警）；④一般报警（复位报警）；⑤可删除的报警。（2）PLC报警分为：①PLC错误信息；②PLC操作信息。西门子810系统报警分类与清除方式一览表见表4-3。2023/4/2582023/4/259报警号报警类型报警清除方式ALM1~ALM15ALM40~ALM99电源开报警重新开控制器ALM16~ALM48V.24（RS232）报警①查找“数据输入输出（DATAIN-OUT）”菜单②按“数据输入输出（DATAIN-OUT）”的软键③按“停止（STOP）”软键ALM100*~ALM196*伺服报警（复位报警）（*=轴号）按复位键ALM132*伺服报警（电源开报警）（*=轴号）重新开控制器ALM2000~ALM2999一般报警（复位报警）按复位键ALM3000~ALM3050可删除的报警按应答键ALM6000~ALM6063ALM6100~ALM6163PLC用户报警按应答键ALM7000~ALM7063PLC操作消息这些信息由PLC程序自动复位二、西门子840D系统报警信息

1．NC警报：2．MMC警报／信息3．611D警报4．PLC警报：2023/4/260三、SIEMENS系统故障实例

例4-1：某数控淬火机床，出现ALM2“Overtemperature”（超温报警）机床工作时出现ALM2报警，系统停止工作。故障分析及处理：这台机床的数控系统是西门子810的GA2版本，根据报警手册说明，2号报警是系统超温报警，指示系统温度过高。对系统进行检查，发现风扇不转，对风扇进行检查，没有发现问题，只是风扇电源插头接触不好。将电源插头重新插接，并采取紧固措施，重新开机，系统正常工作。2023/4/261某配套SIEMENS810MGA3的立式加工中心，开机后显示“ALM2000”机床无法正常起动。故障分析及处理：SIEMENS810MGA3系统出现ALM2000(急停)的原因是CNC的“急停”信号生效。在本系统中，“急停”信号是PLC至CNC的内部信号，地址为Q78.1(德文版为A78.1)。通过CNC的“诊断”页面检查发现Q78.1为“0”，引起了系统急停。2023/4/262进一步检查机床的PLC程序，Q78.1为“0”的原因是由于系统I/O模块中的“外部急停”输入信号为“0”引起的。对照机床电气原理图，该输入信号由各进给轴的“超极限”行程开关的常闭触点串联而成。经测量，机床上的Y方向“超极限”开关触点断开，导致了“超极限”保护动作，实际工作台亦处于“超极限”状态。鉴于机床Y轴无制动器，可以比较方便地进行机械手动操作，维修时在机床不通电的情况下，通过手动旋转Y轴的丝杠，将Y轴退出“超极限”保护，再开机后机床恢复正常工作。2023/4/263例4-3：某配套SIEMENS810M的龙门加工中心，手动移动X轴时，系统出现ALMll20报警。故障分析及处理：SIEMENS810M出现ALMll20报警的含义是“停止时夹紧允差超过”。根据该系统的特点，以上报警的实质是停止时的位置跟随误差超出了参数MD2120设定的允许误差范围。2023/4/264由于机床工作台运动正常，故障原因应与系统参数设定有关，检查系统与报警有关的参数，发现该机床的系统参数NC-MDl56=0。在SIEMENS810M系统中，该参数为“位置跟随误差消除时间”设定，当此值设定为“0”时，系统在编程的理论值到达后，即开始检测跟随误差，由于此时位置环尚未完成闭环调节，因此会引起上述报警。通过设定NC-MDl56为500ms后，故障消除，机床恢复正常。2023/4/265例4-4：配套SIEMENS802D系统的数控铣床，开机时出现报警：ALM380500，驱动器显示报警号ALM504。故障分析及处理：驱动器ALM504报警的含义是：编码器的电压太低，编码器反馈监控失效。经检查，开机时伺服驱动器可以显示“RUN”，表明伺服驱动系统可以通过自诊断，驱动器的硬件应无故障。经观察发现，每次报警都是在伺服驱动系统“使能”信号加入的瞬间出现，由此可以初步判定，报警是由于伺服电动机加入电枢电压瞬间的干扰引起的。重新连接伺服驱动的电动机编码器反馈线，进行正确的接地连接后，故障清除，机床恢复正常。2023/4/266例4-5：某配套SIEMENS3M的立式加工中心，在使用过程中经常无规律地出现“死机”、系统无法正常起动等故障。机床故障后，进行重新开机，有时即可以正常起动，有时需要等待较长的时间才能起动机床；机床在正常起动后，又可以恢复正常工作。故