西門子于上世紀九十年代研發(fā)出SINUMERIK 840D，這款具有高性能的數(shù)控系統(tǒng)由三個主要部分構(gòu)成，即數(shù)控和驅(qū)動單元，MMC 以及PLC 模塊。三大組成部分在功能方面既有明確分工，又相互提供支持。SINUMERIK 840D 的特點是：實現(xiàn)數(shù)字化驅(qū)動、軸控的規(guī)模大、能夠進行五軸聯(lián)動、視窗化的操作系統(tǒng)、軟件具有豐富的內(nèi)容且功能十分強大、具備遠程診斷的功能、具有完善的保護功能、硬件實現(xiàn)了高度的集成化、設計實現(xiàn)了模塊化、內(nèi)部裝有PLC 系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成

　　計算機通過對跟隨誤差的計算，獲得NC 位置給定，并得出其與位置實際值之差以完成輪廓監(jiān)控。在差值處于軸數(shù)據(jù)MD36400 ：CONTOUR_ TOL( 輪廓監(jiān)控勻差帶) 已設定值之外，就將觸發(fā)報警，與此同時，軸將按照當前所設定的制動斜度產(chǎn)生制動。SINUMERIK 810D / 840D 系統(tǒng)當中的 PLC 部分所使用的軟件和模塊是西門子 SIMATIC S7-300，在同一導軌上，從左到右分別為電源模塊，接口模塊和信號模塊。PLC 中的 CPU 同NC 中的CPU 均集成于 CCU 或集成于NCU 當中。

2 故障原因

　　2.1 機械系統(tǒng)方面的原因。主要集中體現(xiàn)為導軌和絲杠潤滑性差，或傳動系統(tǒng)有問題，使得軸在轉(zhuǎn)動時遇到很大阻力，導致位控元件所獲得實際值和給定的值之間產(chǎn)生很大的差異而觸發(fā)報警。

　　2.2 電氣系統(tǒng)方面的原因。主要體現(xiàn)在：第一，裝備的抱匣在伺服電機軸時，不能正確打開抱匣。第二，檢測部位的實際值的編碼器出現(xiàn)問題，或光柵尺有問題。第三，編碼器或者光柵尺的電纜存在問題。第四，軸驅(qū)動器出現(xiàn)的故障。第五，伺服電機存在故障。

　　2.3 NC 參數(shù)失真或數(shù)據(jù)丟失。相關(guān)的NC 參數(shù)有：第一，輪廓監(jiān)控允差帶。第二，位置控制器增益KV 因子設置這項參數(shù)，為了得到較大閉環(huán)增益，但KV 因子大小有限制，不會使得位置控制器發(fā)生振蕩，為避免輪廓發(fā)生誤差，要求插補的所有軸都該有相同的KV 因子。第三，軸加速度。

　　數(shù)控機床當中的CNC 系統(tǒng)，能夠使得刀具對工件的各坐標軸具有幾何運動規(guī)律的數(shù)字控制， 當中有插補計算和刀具補償?shù)葦?shù)據(jù)處理，此外還具備大量輔助性功能，例如主軸產(chǎn)生的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)運動，以及停止，包括進給運動的開啟和停止，以及刀庫和機械手的換刀控制、溫度冷卻和排屑裝置，工件的裝夾等大量應答式開關(guān)量控制，這些操作都可以運用數(shù)控機床中的可編程控制器來控制。

　　可編程控制器（PLC）在數(shù)控機床上的作用是將機床與 CNC相連接，接受CNC 發(fā)出的控制命令，根據(jù)機床側(cè)的控制信號，通過內(nèi)部的程序控制，向機床端發(fā)出控制指令，對電磁閥、繼電器和指示燈等實施控制，將狀態(tài)信號發(fā)到CNC ；同時，在處理開關(guān)信號中，如果出現(xiàn)一條信號誤差，或存在某種故障，都將導致機床產(chǎn)生故障。

3 PLC 的調(diào)試

　　對PLC 程序進行調(diào)度時，要對下列內(nèi)容進行了解：

　　(1) 編制的FC 塊或者FB 塊若在OB 塊當中不調(diào)用，說明這個程序塊不執(zhí)行。

　　(2) 對程序進行修改的最佳狀態(tài)是離線狀態(tài)，要求改后保存，之后再下傳。

　　(3)STEP7 中的PLC 程序經(jīng)過多次編輯，在運行后應適時進行壓縮。具體操作步驟：在線 PLC 模塊信息(Module Information) 內(nèi)存(Memory)壓縮。

　　(4) 新建Project 的方法為：在File NEW 輸入 Project名稱，確認，雙擊Insert Station Simatic 300 Station，打開該站點online 鈕，點擊Hardware PLC Unload station，然后就可將基本程序內(nèi)容復制到該站當中。

　　(5) 報警文本的編寫：報警文本的編寫應使用Dos 條件下Microsoft 的ASC Ⅱ編輯器，按照Dos 提示符鍵入Edit，就開啟了ASC Ⅱ編輯器。報警文本要有一定的格式和語法。

　　報警故障代碼 300500

　　在下列故障代碼 1 后可能還有故障代碼數(shù)據(jù) 2，這用于說明終端塊 / 模塊的十六進制號碼。

　　故障代碼 0001H

　　故障文本 故障在：P -RAM

　　附加信息 1 -

　　附加信息 2 故障地址

　　注釋 在引導啟動中測試程序存儲器時確定，寫入的位示例不能讀回。

　　原因：控制組件上硬件故障。

　　僅對于驅(qū)動軟件 V1.x （EPROM 版本）故障。故障在下列下載版本中由系統(tǒng)故障 F034

　　或者 F035 替代。

　　補救措施 更換控制組件

　　故障代碼 0002H

　　故障文本 在 X 中故障：或者 Y ：-RAM

　　附加信息 1 -

　　附加信息 2 故障地址

　　注釋 在引導啟動中測試數(shù)據(jù)存儲器時確定，寫入的位示例不能讀回。

　　原因：控制組件上硬件故障。補救措施 更換控制組件

4 故障實例

　　西門子公司 840D 系統(tǒng)的數(shù)控磨床在應用中，一個時期內(nèi)常產(chǎn)生 7000 號報警，報警一旦發(fā)生，機床便不能做其他項操作。在按復位鍵后或在關(guān)機重開后，故障可能消除。故障的分析和檢查。產(chǎn)生報警后應檢查機床控制部分的熱繼電器，若未發(fā)現(xiàn)出問題。按照數(shù)控系統(tǒng)的工作原理，產(chǎn)生 7000 號報警，PLC 相應標志位F108.0 應置“1”。

　　6 個熱繼電器的常閉觸點串聯(lián)之后接入PLC 輸入端子的，在出現(xiàn)報警時，PLC 輸入12.0 的狀態(tài)確實變?yōu)椤?”，這時在線測量熱繼電器常閉觸點接線端子上的電壓，2MCB6B 上的1107 號接線端子上有電壓，而2MCB7 上的1107 號接線端子卻沒有電壓，檢查端子間的連線時發(fā)現(xiàn)，1107 號導線在2M CB6B 的接線端子上虛接。故障處理：緊固2MCB6B 的接線端子后，這個故障不再發(fā)生。