西门子840D_810D系统21612报警分析以及故障实例

西门子840D_810D系统21612报警分析以及故障实例
发布者：泰之admin 发布时间：2012-11-5

西门子840D的故障实例及分析：
Doc on CD上关于21612报警的描述
21612 通道%1 轴%2：复位使能，原因%3
参数：%1 = 通道号
%2 = 轴名称，主轴编号
说明：引起报警的原因%3：
0: 报警原因不能够有系统精确确定；
1: 接口信号”伺服控制使能” (DB31 – 61, DBX 2.1) 丢失；
2: 接口信号”脉冲使能” (DB31 – 61, DBX 21.7) 丢失；
3: 驱动信号 “使能脉冲” (DB31 – 61, DBX 93.7) 未被置位；
4: 驱动信号”驱动准备好” (DB31 – 61, DBX 93.5) 未被置位。
只要有这些运动使能信号（”伺服控制使能”、”使能脉冲”、Parking/编码器、或驱动使能，比如T663端子）被复位丢失，相应的轴就会报21612报警。
即使几何组内某个轴在运动，接口信号“控制器使能”（db3*.dbx2.1）已为显示轴设为0。在MD 数组20050AXCONF_GEOAX_ASSIGN_TAB 中输入的轴作为几何组的轴计数。不管运动与否，所有几何轴必须存在控制器使能。
反应：NC 转换为跟踪模式。
本通道NC 启动禁止。
已设置接口信号。
报警显示。
报警时NC 停止。
处理：检验接口信号”伺服控制使能” (DB31 – 61, DBX 2.1)、”脉冲使能” (DB31 – 61, DBX 21.7)、驱动信号”使能脉冲” (DB31 – 61, DBX 93.7) 、驱动信号”驱动准备好” (DB31 – 61, DBX 93.5)，可以利用诊断操作区内的PLC 状态显示）。
检查编码器部分，以及模块上的使能信号，比如T663端子。当驱动模块的使能端子失效，检查相应的接线以及硬件，比如继电器等。同时检查端子信号连接的PLC 用户程序段中。
程序继续：用清除键或NC 启动键清除报警。
报警号：300608轴 %1 驱动 %2 速度控制输出被限制
参数： %1 = NC 轴号
%2 = 驱动号
说明：速度控制器输出时间超过允许的限制时间（MD 1605: $MD_SPEEDCTRL_LIMIT_TIME）。扭矩设定值超过扭矩限定值或者电流设定值超过电流限定值。只有当速度设定值小于速度极限 MD 1606 $MD_SPEEDCTRL_LIMIT_THRESHOLD时监控才是有效的。
反应：- BAG 没有准备就绪。
– 通道没有准备就绪。
– 通道没有准备就绪。
– 本通道NC 启动禁止。
– 报警时NC 停止。
– NC 转换为跟踪模式。
– 报警显示。
– 已设置接口信号。
处理： • 电极被卡住、负载过重或刹车关闭？
• 如果功率模块允许，调高旋转扭矩限制、功率限制和电流限制；
• 电机接地了吗？
• 检查电机变频器的连接（缺少相位，旋转区域错误）
• 检测编码器线数。
• 检测编码器、编码器电缆和保护屏是否接触不良或电缆断开。
• 检测编码器的旋转方向（比如编码器MD 1011: $MD_ACTUAL_VALUE_CONFIG Bit1)。
• 编码器电缆与编码器类型相配吗？
• 检测控制器设置（比如根据软件交换）。
• 检测电机的防护；
• 检查DC_Link电压是否正常。
• 检查DC_Link连接端子是否正常（检查螺钉是否紧固）。
• Uce监控激活（通过供电电源关和开来实现复位）。
• 机床数据MD 1605: $MD_SPEEDCTRL_LIMIT_TIME（和MD 1606: $MD_SPEEDCTRL_LIMIT_THRESHOLD （制动器上的极限控制器）与轴的机械和动力可能性相匹配。
• 标准值VSA：
• MD 1605 = 200 ms
• MD 1606 = 8000 1/min
• 标准值HSA：
• MD 1605 = 200 ms
• MD 1606 = 30 1/min
• 交换电机（编码器已坏，电机指示线圈短路，接地或短路）。
• 在直线电机中：
• 检测实际值方向。
• 检测电机最大电流的减小MD 1105 MD_MOTOR_MAX_CURRENT_REDUCTION，在可能的情况下扩大它的值。
• 检测电机连接。
• 在连接中电机正确通电了吗？
程序继续：用复位键在该方式组中所有通道中删除报警。重新启动零件程序。
25201轴 %1 伺服故障
参数： %1 = 轴名称、主轴号
说明：驱动装置发出信号，告诉存在一个严重的故障（状态等级1 ZK1）。故障的准确原因可以识别出来，方法是评估下列驱动装置报警，它们被另外输出）：
报警 300 500,
报警300 502 – 300 505,
报警300 508,
报警300 515,
报警300 608,
报警300612,
报警300 614,
报警300 701 – 300 761,
报警300 799
该报警也可以编制在MD11412：ALARM_REACTION_CHAN_NOREADY （通道未准备就绪）中。
反应： – BAG 没有准备就绪。
– 通道没有准备就绪。
– 如果导致发生报警的是一单个轴，则报警仅对这一轴有效（不影响通道或该方式组）。
– 通道没有准备就绪。
– 本通道NC 启动禁止。
– 报警时NC 停止。
– NC 转换为跟踪模式。
– 报警显示。
– 已设置接口信号。
处理：对以上所列驱动装置警报的评价。
程序继续：用复位键在该方式组中所有通道中删除报警。重新启动零件
处理故障的案例分析与经验
21612故障分析
轴在运动中被复位，出现21612: Channel %1 axis %2 VDI signal servo enable reset during motion，即通道1的轴2的VDI驱动使能信号在运动中复位。
21612的报警通常都是随着其他的报警出现，由于满足机床运动的某个条件在运动中突然丢失，因此PLC的”伺服控制使能” (DB31 – 61, DBX 2.1)被复位为0，相应的轴运动停止。21612报警是出现的结果，而不是原因，通常最后出现，所以显示在OP上。因此这种情况下一定需要在报警纪录中检查其他出现的报警，一起分析处理。
之所以出现21612这个报警，是使能被去掉了，有两种情况：一种是系统报警，从内部断开使能，通常还会有其他报警；另一种是使能的某个条件不满足，PLC程序断开使能，比如液压压力低于阀值。如果是后一种，编写PLC程序的时候，应该多做些报警提示信息，这样用户就知道是什么原因引起的，便于维护。比如某台龙门机床，Z轴往下走时出现21612报警，检查发现是C轴夹紧信号丢失，打开看是线松了，往下走拉紧线就接触不了。

案例分析

[smartads]

例1：DMG DMC635V 加工中心，数控系统为西门子SINUMERIK 840D POWER LINE 在自动运行过程中，突然停止运行而转到急停状态，屏幕显示如下报警信息：
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报警是由于其它故障信号触发而产生的，可以暂时不管它。
21612通道1 轴SP1正在运动时VDI信号“伺服使能”被复位，主轴如果正在高速旋转，一般情况下突然停机都会导致各个模块掉电的时间差，CPU（NCK-PLC）单元没有停止的情况下，伺服驱动模块连接电机的功率模块先失电，而伺服驱动模块连接CPU的控制模块仍旧正常工作，这样的情况就会导致CPU发出使能复位信号（VDI信号），而这时由于惯性主轴仍旧高速旋转。所以往往21612不会是硬件损坏所致的严重报警，而是极短暂的电源缺失故障，重启后一般能消失，因此这个报警号也可以排除出的视线。
报警号27001显示驱动轴实际位置信号值和通道位置监控值之间存在的差异（MD1305~MD1363）超出监控公差值（MD36905~MD36963）的范围。对于这种报警，只要设定的机床数据没有被改动，一般来说通过启动复位仍无法解决就应该考虑硬件损坏的可能。但是，这个报警号涉及的硬件较多，几乎涵盖整个控制回路，因此可以同时结合其他的报警号来分析处理。
报警号27001出现后重启系统，如果随即出现27023、27024报警即可断定存在硬件故障。伺服系统控制下的电机处于静止状态的时候，肉眼看到的是一动不动的，然而实际上“静止”的电机是不断的运动着的。
原理如下，伺服系统驱动的动力电流流过电动机绕组而形成一个力矩，这个力矩使电动机有一个旋转的趋势并产生一个微小的动作，此时位置反馈系统检测到这个动作，经过系统运算后发出一个反向的动作信号以补偿这个微动过程，这样就会产生一个与先前相反的运动趋势。微动着的电动机在人们的感知下就是一个有着强劲输出力矩的静止的电动机，而要保持系统要求的静止状态，系统设计师要为这个微动设定一个范围，这个范围就是电动机“静”与“动”的分水岭，也就是27023，27024报警号得以触发的“安全静止公差”，一旦超差，即触发报警。
报警号300508是监控轴的零标志监控信号，一般是反馈信号弱、反馈回路受到电磁干扰、反馈回路硬件损坏等原因。一般通过重启机器是否可以暂时消除报警来判断是否为电磁干扰或硬件损坏，重启报警消除那么多数是电磁干扰所致，后续要仔细检查周围用电环境，或者加装隔离稳压电源（有源稳压）来解决。
重启报警消除不掉，那么多数是硬件原因，首先检查编码器光栅尺连接电缆是否老化或虚接，可以更换正品电缆（比较便宜），如果有接近开关、BERO、之类的检测元件最好先试着调近检测间距，如果这些都已经确认没有问题，那么，只剩下两种可能：（1）611D驱动控制板损坏了，（2）编码器或光栅尺等检测器件损坏了。611D驱动控制板可以通过交换法与其他轴交换，如果报警号跟着控制板走，那么购买相应型号控制板换上就可以了；如果报警信号仍然停留在原来的轴上，那么，该换的就是反馈器件（编码器或光栅尺等）了。
• 使用西门子原装的编码器电缆（有更高的屏蔽等级）。
• 检测编码器、编码器电缆和屏蔽连接是否接触不良或电缆断掉。
• 检测控制模块（屏蔽连接）前板上面的螺钉。
• 若使用齿轮编码器，检查齿轮和编码器之间的间距。
• 更换编码器、编码器电缆或者控制模块。
• 检查直流母线的金属涂层。
• 在使用BERO时，被监控的不是 BERO信号而是零标记。
检查控制模块（屏蔽连接）前板上面的螺钉，是为了确保屏蔽接触良好，保证屏蔽效果。检查直流母线的金属涂层，是为了保证直流母线接触良好，使模块供电稳定，不至于产生干扰或者工作不稳定。
在使用BERO时被监控的不是 BERO信号而是零标记。 BERO信号就是零标志信号，检查一下电气图纸，驱动模块的BERO端子是不是连接一个开关，这个开关应该是轴的零位开关。
例2 某台磨床有一段时间经常出现21612报警，磨削中砂轮自动停止，消除报警后再启动又正常。查找紧接着21612之前的报警为700113：砂轮转速报警。用数字转速表检测，发现报警前瞬间检测出来的砂轮转速比程序中数值高出150rpm以上，因此可以判断NC认为砂轮超速而停止砂轮轴。检查原因：砂轮不平衡量过大，重新调整后故障消除。
例3：二轴数控钻铣床，Z2 轴在加工中频繁出现25050 Z2轴轮廓监控，21612 通道2 Z2 轴伺服使能运动过程中被复位报警，机床停止加工。
分析处理：手动状态下操作，发现Z2 轴向+方向移动一定距离，都会出现报警。报警后查看Z2 轴接口信号伺服使能（DB31－48，DBX21）复位为0，Z 轴伺服驱动模块X34 报警灯亮。
因为Z1 与Z2 轴伺服系统采用相同的电机，伺服驱动模块，所以对Z1 轴与Z2 轴进行观察、比较。发现Z2 轴电机实时电流参数MD1708 在启动后，马上从百分之十几变成40%以上，之后机床出现报警。而Z1 轴则没有出现这样的情况。打开Z2 轴罩壳，发现Z2 轴塞铁未固定，造成Z2 轴在往+方向移动时，塞铁越卡越紧，以致Z2 电机运转过程中抗力过大，电机电流超过报警值，并复位Z2 轴伺服驱动的伺服使能，机床停机。拆下损坏的塞铁，修复并重新安装，报警消失，故障排除。
例4：二轴数控钻铣床，Z2 轴在加工中频繁出现21612 通道2 Z2 轴伺服使能运动过程中被复位，25050 Z2 轴轮廓监控报警，机床停止加工。复位后机床仍能正常加工，但过一段时间后同样报警再次出现。
分析处理：报警后查看Z2 轴接口信号伺服使能（DB31－48，DBX21）复位为0，Z 轴伺服驱动模块X34 报警灯亮。因为Z1 与Z2 轴伺服系统采用相同的电机，伺服驱动模块，所以在加工过程中对Z1 轴与Z2 轴进行观察、比较。Z2 轴与Z1 轴相比有异常的声响从滚珠丝杠两端安装轴承处传出，而且用手触摸Z2 轴电机温度也较高，查看Z2 轴电机实时电流参数MD1708，明显高出Z1 轴。因此怀疑Z2 轴轴承损坏导致Z2 电机运转过程中抗力过大，电机电流超过报警值所致。将电机与滚珠丝杠脱离，空转一段时间，电机电流、温度正常，排除了伺服驱动和电机的问题。拆开Z2 轴滚珠丝杠两端的轴承，发现轴承已损坏，确定故障是由轴承损坏造成电机运转时负载加大，电流激增，超出数控系统设定的电机极限值所引起。因此数控系统出现21612、25050 报警并复位Z2 轴伺服驱动的伺服使能，机床停机。该机床使用Z 轴安装的轴承是平面推力球轴承，一端3 个，安装人员在安装时随意安装，未针对其受力方向确定每个轴承的安装方向，至使轴承受力不当，过早损坏。更换损坏的轴承后，重新操作机床，报警消失，故障排除。
例5：5m 立车，Z2 轴在加工中频繁出现21612 通道2 Z2轴伺服使能位移时被复位，300501 Z2 驱动超出最大电流监控限制报警，机床停止加工。最后甚至出现开机即出现25201 Z2伺服故障，机床无法正常工作。
分析处理：报警后查看Z2 轴接口信号伺服使能（DB31－48，DBX21）复位为0，Z 轴伺服驱动模块X34 报警灯亮。因为Z1 与Z2 轴伺服系统采用相同的电机和伺服驱动模块，一般情况下，维修排故时从简单到复杂，机械到电气原则，先更换了Z1 和Z2 的伺服驱动的控制模块，故障依旧。考虑到虽然Z 轴是采用双驱动模块，但在模块内部Z1、Z2 的功率模块还是各自独立的。拆下Z 轴伺服驱动模块，拆开外壳，发现Z2 轴的功率模块驱动板上有烧焦痕迹，而Z1 轴则没有。由于此Z 轴伺服驱动功率模块已过质保期，整个更换后，报警消失，故障排除。
例6：二轴数控钻铣床，Z2 轴在加工中频繁出现21612 通道2 Z2 轴伺服使能位移时被复位，300501 Z2 驱动超出最大电流监控限制报警，机床停止加工。最后甚至出现开机即出现25201 Z2 伺服故障，机床无法正常工作。
分析处理：报警后查看Z2 轴接口信号伺服使能（DB31－48，DBX21）复位为0，Z 轴伺服驱动模块X34 报警灯亮。该情况与5m 立车的故障情况也是一致的，排障方法同上，最终也是发现Z2 轴的功率模块损坏。考虑之前拆下的5m 立车上的Z 轴伺服驱动的功率模块与二轴数控钻铣床Z 轴伺服驱动的功率模块为同一型号，而且都是双驱动的一块功率模块损坏，其他都完好，进行拼拆后，组合成一个完好伺服双驱动功率模块。然后安装，重新启动机床，报警消失，操作机床，故障不再出现。
例7：840D数控龙门铣床，出现21612 轴移动时伺服使能被复位报警。经检查电机一切正常，但无法进行主轴定位，怀疑为主轴外置编码器有问题，在PLC状态里输入DB80.DBX4.0由1改为0，不使用第二编码器，机床一切正常。因此断定第二编码器或者连接数据线有问题，更换新的第二编码器后，机床能准确定位，且没有任何报警了，因此断定为第二编码器损坏