卢新林

　　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，在现场只能和备件替换，因此电气维修工作的重点在于故障都是通过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。以德国进口数控铣床为例（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),介绍PLC状态诊断法的一些应用。

　　1.PLC状态诊断机理

　　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）。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。

　　2.PLC状态诊断法

　　⑴接口信号状态检查

　　在诊断操作区域中，按【PLC】软键进入PLC状态检查界面，显示操作数，格式及状态值。PLC的诊断功能右以显示多种接口信号状态：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。⑤NCK与PLC数据接口信号。⑥定时器、计数器及位存储器状态。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（即数控铣床主轴冷却流量开关状态），就可以输入操作数E60.2，点“确认”后，在“值”中显示1，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，即可方便地了解主轴冷却系统是否存在问题。

　　⑵PLC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（该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的通信接口上。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，该数控铣床主轴刀具位置传感装置（主轴电机内置3个位置传感器Sensorl、Sensor2和Sensor3，连接到PLC输入模块）经常发生故障，可利用PLC在线监控功能进行诊断或调修。具体方法是：在“调试”操作区域的扩展菜单中，按【STEP7】软键打开SIMATIC Manager(项目管理器)窗口，在机床程序子菜单中找到“FC72”功能块，打开该功能块程序界面，其中“Network 2(网络2)”是关于主轴刀位传感器的功能程序。在窗口工具栏中点击“Monitor(监视)”图标即进入PLC在线监控界面。主轴电机内置的3个传感器检测的是主轴夹刀装置不同位置信号，正常情况时有4种状态：①当主轴的刀具卡子夹紧刀具时，传感器2(Sensor2)的状态值“STA”一栏中应该显示1，另外两个传感器的状态值应该是0。②当主轴卡子松开卸下刀具时，传感器1(Sensor1)的状态值应该是1，另外两个传感器的状态值应该是0。③当主轴卡子不带刀具夹紧时，传感器3(Sensor3)的状态值应该是1，另外两个传感器的状态值应该是0。④当主轴卡子夹紧刀具，但是刀具没有卡到位(刀具与主轴间有间隙)时，3个传感器状态值都应该为0。当这4种状态中其中有一个出现异常，PLC会发出报警信号，屏幕显示“主轴传感装置X(传感器编号)故障，启动紧急停止”，机床无法运转。根据以上信息方便快捷地锁定与主轴传感器有关的故障点，省时省力。