工厂经验之宝欧维改案例分享

案例：美国吉丁斯路易斯卧式加工中心Y轴突然向下掉的故障分析

故障现象

有一台美国吉丁斯路易斯的RT-1600卧式加工中心，数控系统采用西门子SINUMERIK 840D。用户加工过程中，加工程序执行快完成时，因刀片损坏，更换后继续调用加工程序，操作时发生了Y轴（主轴箱）以G0的速度迅速下掉，主轴撞倒工作台卡死，出现报警为27001：Y轴交叉校对错误，代码44，NCK值118072，伺服116926。同时出现报警300911：Y轴伺服2交叉检查时出错，重复断电重启，抱警不能消除，但液压可以启动。

机床检查与操作

对于这个报警现象，笔者分析用户需要从如下几方面进行分析排查：（1）使能、抱闸、参数。（2）检查硬件部分，包括NCU模块、安全功能的快速DMP模块（也可能是PROFISAFE模块）、安全功能涉及的接近开关、急停信号、报闸信号、使能信号等，将报警原因定位在与安全有关的信号上，然后再查阅840D的相关接口信号，进一步查阅PLC程序，找到这些信号接通的逻辑条件。（3）检查各轴驱动状态，看有无异常，可能某轴运动异常，比如编码器、机械等可能原因。运行的NC程序，尤其是在那个程序段出现故障，此时NC程序上涉及到机床辅助功能。最好是机床厂能够详细指导，找到原因，以免今后再出现类似故障。（4）另外，总清NC/PLC，然后回装正确的NC/PLC，以排除相关的参数紊乱或者导致出错（虽然不是人为修改，但是因为有些参数值读取系统的相关值）。

故障分析

机床如果使用了安全集成功能，比如安全静止公差，如一旦超出安全静止公差，那么就会出现相应的报警27023、27024。尽管停止了电机，但是此时电机处于使能状态，轴也处于一个微动的过程，这时候要保持一个安全静止的范围（这个范围也就是系统安全功能的静止公差）。如果超出这个范围，则报警27023、27024。机床运行程序时，处于程序停止状态，这时电机应该是处于使能状态。如果由于机械电气硬件、参数或者系统内部内存RAM紊乱，那么就会导致超出安全静止公差过多，并且积累在系统的RAM中，而下次一旦启动程序运行，轴运动，那么积累在系统内部RAM的位置积累误差则输出到系统的插补器，这样导致轴会突然迅速运动（通常是最大加速度），直到撞上机械部分。

NCK侧可能出现相应的错误代码，随后的报警是驱动报警，如300911。通常这类报警应该是机床处理了安全集成功能，在操作过程中没有遵守机床厂的安全操作规程，或者虽然是遵守了安全操作规程，但由于系统运行过程中出现某些中断（比如突然断电、急停、程序运行过程中停止等），而此时正好导致NCU系统内部安全功能运算的两个监控通道有差异，这就可能导致机床异常动作。

当下次有同样的操作，又有可能引起机床异常动作，主要因为机床系统内部运行程序对于用户是一样的。但由于出现故障时，动作触发的时序不一样，系统内部的内存数据值会有区别。另外，在正常情况下模拟操作，机床制造商考虑安全功能时已经考虑进去了，所以一般不会出现异常动作。

在线问答之西门子PROFIBUS现场总线

问：西门子PROFIBUS DP从站分为哪些类型？

答：西门子PROFIBUS DP从站常用的有如下类型。

（1）模块型从站ET 200M：ET 200M包含一个IM153-1接口，它被连接到S7/M7-PROFIBUS主站中。所有通过P总线选址的S7-300模块都可以插入到ET 200M中。每个ET 200M的最大地址空间是：输入/输出都是128/128个字节，最大传输速率是12M。

（2）紧凑型从站ET 200L和ET 200B：ET 200L和ET 200B都包含一个终端块和一个电子块。电子块都有数字和模拟信道。ET 200L被用在需要较少的输入和输出点且波特率大于1.5M的场合。ET 200B被用在装配深度有限的地方，最大波特率是12M。

（3）紧凑型从站ET 200C：具有较高保护等级IP66/IP77的紧凑型ET 200C是为恶劣的工业操作而严格设计的(可露天使用)。对数字的输入/输出，它的最大波特率是12M；而模拟的输入/输出最大波特率是1.5M。

（4）模块型从站ET 200X：具有较高保护等级IP65/IP67 的ET 200X是一个紧凑的I/O站，它包括一些基本模块和一些扩展模块，例如输入/输出模块、AS接口主站、负载馈电线模块、气动模块、SITOP电源。

（5）模块型从站ET 200S：保护等级IP 20的ET 200S是一个分布式的I/O站。它的高模块化设计使之可迅速和完善地适应任何应用。ET 200S包含一个PROFIBUS-DP接口模块、数字和模拟电子模块、技术功能模块 (如计算、定位解码) 和负载馈电模块。

（6）智能从站：例如带有从站功能的CPU 315-2、CP 342-5 或S5-95-PROFIBUS-DP 。

（7）驱动装置：带有DP选件卡或具备DP通信协议的驱动装置，如MM440、MM420、6ES70系列、SIMODRIVE 611U、SINAMICS等。

（8）非Siemens的现场设备：遵守EN 50 170标准的带有PROFIBUS连接器的设备。

问：西门子STEP7项目中如何组态第三方的PROFIBUS DP从站？

答：支持PROFIBUS协议的设备厂商可以提供一个GSD文件，这是一种设备描述文件，通常以“*.GSD”或者“*.GSE”为后缀，描述了设备的功能参数，用来使不同厂家支持PROFIBUS产品集成在一起。在工程开发过程中用两个独立的STEP7项目来实现同一个PROFIBUS网络通信，也可以借助GSD文件的方法来实现。

用户在西门子STEP7项目中，组态第三方的PROFIBUS DP从站，只需要从设备厂家获得GSD文件，然后在硬件组态窗口中安装GSD文件。这样就可以在PROFIBUS DP的硬件信息中查看到该设备，从而在项目的硬件组态中组态该设备。