西門子840D數(shù)控系統(tǒng)報21612 故障排除方法及案例分析

西門子840D數(shù)控系統(tǒng)報21612 故障排除方法及案例分析

21612 通道%1 軸%2：復(fù)位使能，原因%3

參數(shù)：%1 = 通道號

  %2 = 軸名稱，主軸編號

說明：引起報警的原因%3：

0: 報警原因不能夠有系統(tǒng)確定；

1: 接口信號"伺服控制使能" (DB31 - 61, DBX 2.1) 丟失；

2: 接口信號"脈沖使能" (DB31 - 61, DBX 21.7) 丟失；

3: 驅(qū)動信號 "使能脈沖" (DB31 - 61, DBX 93.7) 未被置位；

4: 驅(qū)動信號"驅(qū)動準(zhǔn)備好" (DB31 - 61, DBX 93.5) 未被置位。

只要有這些運動使能信號（"伺服控制使能"、"使能脈沖"、Parking/編碼器、或驅(qū)動使能，比如T663端子）被復(fù)位丟失，相應(yīng)的軸就會報21612報警。

即使幾何組內(nèi)某個軸在運動，接口信號“控制器使能”（db3*.dbx2.1）已為顯示軸設(shè)為0。在MD 數(shù)組20050AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB 中輸入的軸作為幾何組的軸計數(shù)。不管運動與否，所有幾何軸必須存在控制器使能。

反應(yīng)：NC 轉(zhuǎn)換為跟蹤模式。

本通道NC 啟動禁止。

已設(shè)置接口信號。

報警顯示。

報警時NC 停止。

處理： 檢驗接口信號"伺服控制使能" (DB31 - 61, DBX 2.1)、"脈沖使能" (DB31 - 61, DBX 21.7)、驅(qū)動信號"使能脈沖" (DB31 - 61, DBX 93.7) 、驅(qū)動信號"驅(qū)動準(zhǔn)備好" (DB31 - 61, DBX 93.5)，可以利用診斷操作區(qū)內(nèi)的PLC 狀態(tài)顯示）。

檢查編碼器部分，以及模塊上的使能信號，比如T663端子。當(dāng)驅(qū)動模塊的使能端子失效，檢查相應(yīng)的接線以及硬件，比如繼電器等。同時檢查端子信號連接的PLC 用戶程序段中。

程序繼續(xù)：用清除鍵或NC 啟動鍵清除報警。

報警號：300608軸 %1 驅(qū)動 %2 速度控制輸出被限制

參數(shù)： %1 = NC 軸號

%2 = 驅(qū)動號

說明：速度控制器輸出時間超過允許的限制時間（MD 1605: $MD_SPEEDCTRL_LIMIT_TIME）。扭矩設(shè)定值超過扭矩限定值或者電流設(shè)定值超過電流限定值。只有當(dāng)速度設(shè)定值小于速度極限 MD 1606 $MD_SPEEDCTRL_LIMIT_THRESHOLD時監(jiān)控才是有效的。

反應(yīng)：- BAG 沒有準(zhǔn)備就緒。

- 通道沒有準(zhǔn)備就緒。

- 通道沒有準(zhǔn)備就緒。

- 本通道NC 啟動禁止。

- 報警時NC 停止。

- NC 轉(zhuǎn)換為跟蹤模式。

- 報警顯示。

- 已設(shè)置接口信號。

處理： • 電極被卡住、負(fù)載過重或剎車關(guān)閉？

• 如果功率模塊允許，調(diào)高旋轉(zhuǎn)扭矩限制、功率限制和電流限制；

• 電機接地了嗎？

• 檢查電機變頻器的連接（缺少相位，旋轉(zhuǎn)區(qū)域錯誤）

• 檢測編碼器線數(shù)。

• 檢測編碼器、編碼器電纜和保護(hù)屏是否接觸不良或電纜斷開。

• 檢測編碼器的旋轉(zhuǎn)方向（比如編碼器MD 1011: $MD_ACTUAL_VALUE_CONFIG Bit1)。

• 編碼器電纜與編碼器類型相配嗎？

• 檢測控制器設(shè)置（比如根據(jù)軟件交換）。

• 檢測電機的防護(hù)；

• 檢查DC_Link電壓是否正常。

• 檢查DC_Link連接端子是否正常（檢查螺釘是否緊固）。

• Uce監(jiān)控激活（通過供電電源關(guān)和開來實現(xiàn)復(fù)位）。

• 機床數(shù)據(jù)MD 1605: $MD_SPEEDCTRL_LIMIT_TIME（和MD 1606: $MD_SPEEDCTRL_LIMIT_THRESHOLD （制動器上的極限控制器）與軸的機械和動力可能性相匹配。

• 標(biāo)準(zhǔn)值VSA：

• MD 1605 = 200 ms

• MD 1606 = 8000 1/min

• 標(biāo)準(zhǔn)值HSA：

• MD 1605 = 200 ms

• MD 1606 = 30 1/min

• 交換電機（編碼器已壞，電機指示線圈短路，接地或短路）。

• 在直線電機中：

• 檢測實際值方向。

• 檢測電機zui大電流的減小MD 1105 MD_MOTOR_MAX_CURRENT_REDUCTION，在可能的情況下擴大它的值。

• 檢測電機連接。

• 在連接中電機正確通電了嗎？

程序繼續(xù)：用復(fù)位鍵在該方式組中所有通道中刪除報警。重新啟動零件程序。

25201軸 %1 伺服故障

參數(shù)： %1 = 軸名稱、主軸號

說明：驅(qū)動裝置發(fā)出信號，告訴存在一個嚴(yán)重的故障（狀態(tài)等級1  ZK1）。故障的準(zhǔn)確原因可以識別出來，方法是評估下列驅(qū)動裝置報警，它們被另外輸出）：

報警 300 500,

報警300 502 - 300 505,

報警300 508,

報警300 515,

報警300 608,

報警300612,

報警300 614,

報警300 701 - 300 761,

報警300 799

該報警也可以編制在MD11412：ALARM_REACTION_CHAN_NOREADY （通道未準(zhǔn)備就緒）中。

反應(yīng)： - BAG 沒有準(zhǔn)備就緒。

- 通道沒有準(zhǔn)備就緒。

- 如果導(dǎo)致發(fā)生報警的是一單個軸，則報警僅對這一軸有效（不影響通道或該方式組）。

- 通道沒有準(zhǔn)備就緒。

- 本通道NC 啟動禁止。

- 報警時NC 停止。

- NC 轉(zhuǎn)換為跟蹤模式。

- 報警顯示。

- 已設(shè)置接口信號。

處理：對以上所列驅(qū)動裝置警報的評價。

程序繼續(xù)：用復(fù)位鍵在該方式組中所有通道中刪除報警。重新啟動零件

處理故障的案例分析與經(jīng)驗

21612故障分析

軸在運動中被復(fù)位，出現(xiàn)21612: Channel %1 axis %2 VDI signal servo enable reset during motion，即通道1的軸2的VDI驅(qū)動使能信號在運動中復(fù)位。

21612的報警通常都是隨著其他的報警出現(xiàn)，由于滿足機床運動的某個條件在運動中突然丟失，因此PLC的"伺服控制使能" (DB31 - 61, DBX 2.1)被復(fù)位為0，相應(yīng)的軸運動停止。21612報警是出現(xiàn)的結(jié)果，而不是原因，通常zui后出現(xiàn)，所以顯示在OP上。因此這種情況下一定需要在報警紀(jì)錄中檢查其他出現(xiàn)的報警，一起分析處理。

之所以出現(xiàn)21612這個報警，是使能被去掉了，有兩種情況：一種是系統(tǒng)報警，從內(nèi)部斷開使能，通常還會有其他報警；另一種是使能的某個條件不滿足，PLC程序斷開使能，比如液壓壓力低于閥值。如果是后一種，編寫PLC程序的時候，應(yīng)該多做些報警提示信息，這樣用戶就知道是什么原因引起的，便于維護(hù)。比如某臺龍門機床，Z軸往下走時出現(xiàn)21612報警，檢查發(fā)現(xiàn)是C軸夾緊信號丟失，打開看是線松了，往下走拉緊線就接觸不了。

案例分析

例1：DMG DMC635V 加工中心，數(shù)控系統(tǒng)為西門子SINUMERIK 840D POWER LINE 在自動運行過程中，突然停止運行而轉(zhuǎn)到急停狀態(tài)，屏幕顯示如下報警信息：

27001   Axis SP1 error in a monitoring channel, code 3…44, value: NCK-296573690, drive-296573509

300911   Axis SP1 drive 6 error in one monitoring channel

27023    Axis SP1 stop B triggered

27024    Axis SP1 stop B triggered

300508    Axis SP1 drive 6 zero mark monitoring of motor measuring system

21612   Channel 1 axis S1/SP1 VDI signal “server enable” reset during motion

25201    Axis SP1 drive fault

其中25201報警是由于其它故障信號觸發(fā)而產(chǎn)生的，可以暫時不管它。

21612通道1 軸SP1正在運動時VDI信號“伺服使能”被復(fù)位，主軸如果正在高速旋轉(zhuǎn)，一般情況下突然停機都會導(dǎo)致各個模塊掉電的時間差，CPU（NCK-PLC）單元沒有停止的情況下，伺服驅(qū)動模塊連接電機的功率模塊先失電，而伺服驅(qū)動模塊連接CPU的控制模塊仍舊正常工作，這樣的情況就會導(dǎo)致CPU發(fā)出使能復(fù)位信號（VDI信號），而這時由于慣性主軸仍舊高速旋轉(zhuǎn)。所以往往21612不會是硬件損壞所致的嚴(yán)重報警，而是極短暫的電源缺失故障，重啟后一般能消失，因此這個報警號也可以排除出的視線。

報警號27001顯示驅(qū)動軸實際位置信號值和通道位置監(jiān)控值之間存在的差異（MD1305~MD1363）超出監(jiān)控公差值（MD36905~MD36963）的范圍。對于這種報警，只要設(shè)定的機床數(shù)據(jù)沒有被改動，一般來說通過啟動復(fù)位仍無法解決就應(yīng)該考慮硬件損壞的可能。但是，這個報警號涉及的硬件較多，幾乎涵蓋整個控制回路，因此可以同時結(jié)合其他的報警號來分析處理。

報警號27001出現(xiàn)后重啟系統(tǒng)，如果隨即出現(xiàn)27023、27024報警即可斷定存在硬件故障。伺服系統(tǒng)控制下的電機處于靜止?fàn)顟B(tài)的時候，肉眼看到的是一動不動的，然而實際上“靜止”的電機是不斷的運動著的。

原理如下，伺服系統(tǒng)驅(qū)動的動力電流流過電動機繞組而形成一個力矩，這個力矩使電動機有一個旋轉(zhuǎn)的趨勢并產(chǎn)生一個微小的動作，此時位置反饋系統(tǒng)檢測到這個動作，經(jīng)過系統(tǒng)運算后發(fā)出一個反向的動作信號以補償這個微動過程，這樣就會產(chǎn)生一個與先前相反的運動趨勢。微動著的電動機在人們的感知下就是一個有著強勁輸出力矩的靜止的電動機，而要保持系統(tǒng)要求的靜止?fàn)顟B(tài)，系統(tǒng)設(shè)計師要為這個微動設(shè)定一個范圍，這個范圍就是電動機“靜”與“動”的分水嶺，也就是27023，27024報警號得以觸發(fā)的“安全靜止公差”，一旦超差，即觸發(fā)報警。

報警號300508是監(jiān)控軸的零標(biāo)志監(jiān)控信號，一般是反饋信號弱、反饋回路受到電磁干擾、反饋回路硬件損壞等原因。一般通過重啟機器是否可以暫時消除報警來判斷是否為電磁干擾或硬件損壞，重啟報警消除那么多數(shù)是電磁干擾所致，后續(xù)要仔細(xì)檢查周圍用電環(huán)境，或者加裝隔離穩(wěn)壓電源（有源穩(wěn)壓）來解決。

重啟報警消除不掉，那么多數(shù)是硬件原因，首先檢查編碼器光柵尺連接電纜是否老化或虛接，可以更換電纜（比較便宜），如果有接近開關(guān)、BERO、之類的檢測元件先試著調(diào)近檢測間距，如果這些都已經(jīng)確認(rèn)沒有問題，那么，只剩下兩種可能：（1）611D驅(qū)動控制板損壞了，（2）編碼器或光柵尺等檢測器件損壞了。611D驅(qū)動控制板可以通過交換法與其他軸交換，如果報警號跟著控制板走，那么購買相應(yīng)型號控制板換上就可以了；如果報警信號仍然停留在原來的軸上，那么，該換的就是反饋器件（編碼器或光柵尺等）了。

• 使用西門子原裝的編碼器電纜（有更高的屏蔽等級）。

• 檢測編碼器、編碼器電纜和屏蔽連接是否接觸不良或電纜斷掉。

• 檢測控制模塊（屏蔽連接）前板上面的螺釘。

• 若使用齒輪編碼器，檢查齒輪和編碼器之間的間距。

• 更換編碼器、編碼器電纜或者控制模塊。

• 檢查直流母線的金屬涂層。

• 在使用BERO時，被監(jiān)控的不是 BERO信號而是零標(biāo)記。

檢查控制模塊（屏蔽連接）前板上面的螺釘，是為了確保屏蔽接觸良好，保證屏蔽效果。檢查直流母線的金屬涂層，是為了保證直流母線接觸良好，使模塊供電穩(wěn)定，不至于產(chǎn)生干擾或者工作不穩(wěn)定。

在使用BERO時被監(jiān)控的不是 BERO信號而是零標(biāo)記。 BERO信號就是零標(biāo)志信號，檢查一下電氣圖紙，驅(qū)動模塊的BERO端子是不是連接一個開關(guān)，這個開關(guān)應(yīng)該是軸的零位開關(guān)。

例2 某臺磨床有一段時間經(jīng)常出現(xiàn)21612報警，磨削中砂輪自動停止，消除報警后再啟動又正常。查找緊接著21612之前的報警為700113：砂輪轉(zhuǎn)速報警。用數(shù)字轉(zhuǎn)速表檢測，發(fā)現(xiàn)報警前瞬間檢測出來的砂輪轉(zhuǎn)速比程序中數(shù)值高出150rpm以上，因此可以判斷NC認(rèn)為砂輪超速而停止砂輪軸。檢查原因：砂輪不平衡量過大，重新調(diào)整后故障消除。

例3：二軸數(shù)控鉆銑床，Z2 軸在加工中頻繁出現(xiàn)25050 Z2軸輪廓監(jiān)控，21612 通道2 Z2 軸伺服使能運動過程中被復(fù)位報警，機床停止加工。

分析處理：手動狀態(tài)下操作，發(fā)現(xiàn)Z2 軸向+方向移動一定距離，都會出現(xiàn)報警。報警后查看Z2 軸接口信號伺服使能（DB31－48，DBX21）復(fù)位為0，Z 軸伺服驅(qū)動模塊X34 報警燈亮。

因為Z1 與Z2 軸伺服系統(tǒng)采用相同的電機，伺服驅(qū)動模塊，所以對Z1 軸與Z2 軸進(jìn)行觀察、比較。發(fā)現(xiàn)Z2 軸電機實時電流參數(shù)MD1708 在啟動后，馬上從百分之十幾變成40%以上，之后機床出現(xiàn)報警。而Z1 軸則沒有出現(xiàn)這樣的情況。打開Z2 軸罩殼，發(fā)現(xiàn)Z2 軸塞鐵未固定，造成Z2 軸在往+方向移動時，塞鐵越卡越緊，以致Z2 電機運轉(zhuǎn)過程中抗力過大，電機電流超過報警值，并復(fù)位Z2 軸伺服驅(qū)動的伺服使能，機床停機。拆下?lián)p壞的塞鐵，修復(fù)并重新安裝，報警消失，故障排除。