（1）數(shù)控機(jī)床中與PLC有關(guān)的故障，首先應(yīng)確認(rèn)PLC的運(yùn)行狀態(tài)，判斷是自動運(yùn)行方式還是停止方式。

（2）在PLC正常運(yùn)行情況下，分析與PLC相關(guān)的故障時(shí)，應(yīng)先把不正常的輸出結(jié)果確定下來，然后就可以開始查找故障了。

（3）大多數(shù)有關(guān)PLC的故障是外圍接口信號故障，所以在維修時(shí)，只要PLC有些部分控制的動作正常，都不應(yīng)該懷疑PLC程序。如果通過診斷確認(rèn)運(yùn)算程序有輸出，而PLC的物理接口沒有輸出，則為硬件接口電路故障。

（4）硬件故障多于軟件故障。例如，當(dāng)程序執(zhí)行M07（冷卻液開），而機(jī)床無此動作，大多是由于外部信號不滿足，或執(zhí)行元件故障，而不是CNC與PLC接口信號的故障。

二、與PLC有關(guān)的故障檢測方法

1、根據(jù)故障號診斷故障

數(shù)控機(jī)床的PLC程序?qū)儆跈C(jī)床廠家的二次開發(fā)，即根據(jù)機(jī)床的功能和特點(diǎn)，編制相應(yīng)的動作順序以及報(bào)警文本，對過程進(jìn)行監(jiān)控。當(dāng)出現(xiàn)異常情況，會發(fā)出相應(yīng)報(bào)警。在維修過程中，要充分利用這些信息。

維修實(shí)例1：某數(shù)控機(jī)床的換刀系統(tǒng)在換刀指令時(shí)不動作，機(jī)械臂停留在行程中間位置上，CRT顯示某報(bào)警號，查手冊得知該報(bào)警號表示換刀系統(tǒng)機(jī)械臂位置檢測開關(guān)信號為“0”，即“刀庫換刀位置錯(cuò)誤”。

根據(jù)報(bào)警內(nèi)容，可診斷故障發(fā)生在換刀裝置和刀庫兩部分，由于相應(yīng)的位置檢測開關(guān)無信號送至PLC的輸入口，從而導(dǎo)致機(jī)床中斷換刀。造成開關(guān)無信號的可能原因有兩個(gè)：一是由于液壓或機(jī)械上的原因造成動作不到位而使開關(guān)得不到感應(yīng)；二是接近開關(guān)失靈。

首先檢查刀庫中的接近開關(guān)，用一薄金屬片接近感應(yīng)開關(guān)，通過檢查發(fā)現(xiàn)開關(guān)正常。因機(jī)械臂停留在中間位置，所以兩個(gè)信號都為“0”。

機(jī)械裝置檢查：“臂縮回”的動作是由電磁閥YV21控制的，手動該電磁閥，把機(jī)械臂退回至“臂縮回”位置，機(jī)械恢復(fù)正常。這說明手控電磁閥能使換刀位置定位，從而排除了液壓或機(jī)械上的阻滯造成換刀系統(tǒng)不到位的可能性。

由以上分析可知，PLC的輸入信號正常，輸出動作無誤，問題出在操作不當(dāng)或PLC設(shè)置不當(dāng)上，經(jīng)過操作觀察，兩次換刀時(shí)間的間隔小于PLC規(guī)定的要求，從而造成PLC程序執(zhí)行錯(cuò)誤引起報(bào)警。

2、根據(jù)動作順序診斷故障

數(shù)控機(jī)床上刀具及托盤等裝置的自動交換動作都是按照一定的順序來完成的，因此觀察機(jī)械裝置的運(yùn)動過程，比較正常與故障時(shí)的情況，就可發(fā)現(xiàn)疑點(diǎn)，診斷出故障原因。

3、根據(jù)控制對象的工作原理診斷故障

數(shù)控機(jī)床的PLC程序是按照控制對象的控制原理來設(shè)計(jì)的，通過對控制對象工作原理的分析，結(jié)合PLC的I/O狀態(tài)來檢查。維修實(shí)例2：數(shù)控車床工件夾緊故障。

故障現(xiàn)象：該數(shù)控車床配備FANUC-OT系統(tǒng)，當(dāng)腳踏尾座開關(guān)使套筒頂尖頂緊工件時(shí)，系統(tǒng)產(chǎn)生報(bào)警。尾架套筒的示意圖和PLC輸入開關(guān)分別如圖4.1和4.2所示。

故障診斷：在系統(tǒng)診斷狀態(tài)下，調(diào)出PLC輸入信號，發(fā)現(xiàn)腳踏尾座開關(guān)輸入X04.2為“1”，尾座套筒轉(zhuǎn)換開關(guān)X17.3為“1”，潤滑油液面開關(guān)X17.6為“1”。調(diào)出PLC輸出信號，當(dāng)腳踏尾座開關(guān)被壓下時(shí)，輸出Y49.0為“1”，同時(shí)電磁閥也得電。這說明系統(tǒng)PLC輸入/輸出狀態(tài)均正常，分析尾座套筒液壓系統(tǒng)的故障可能性較大。

當(dāng)電磁閥YV4.1得電后，液壓油經(jīng)溢流閥、流量控制閥和單向閥進(jìn)入尾座套筒液壓缸，使其向前頂緊工件。松開腳踏尾座開關(guān)后，電磁閥處于中間位置，油路停止供油。由于單向閥的作用，尾座套筒向前時(shí)的油壓得到保持，該油壓使壓力繼電器常開觸點(diǎn)接通，在系統(tǒng)PLC輸入信號中X00.2為“1”，但檢查系統(tǒng)PLC輸入信號X00.2為“0”，說明壓力繼電器有問題，經(jīng)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)其觸點(diǎn)損壞。

4、根據(jù)PLC的I/O狀態(tài)診斷故障

數(shù)控機(jī)床中，輸入/輸出信號的傳遞一般都要通過PLC接口來實(shí)現(xiàn)，因此許多故障都會在PLC的I/O接口這個(gè)通道中反映出來。數(shù)控機(jī)床的這個(gè)特點(diǎn)為故障診斷提供了方便，不用萬用表就可以知道信號的狀態(tài)，但要熟悉有關(guān)控制對象的正常狀態(tài)和故障狀態(tài)。

5、通過梯形圖診斷故障

根據(jù)PLC的梯形圖分析和診斷故障是解決數(shù)控機(jī)床外圍故障的基本方法，用這種方法診斷機(jī)床故障首先應(yīng)搞清機(jī)床的工作原理、動作順序和連鎖關(guān)系，然后利用系統(tǒng)的自診斷功能或通過機(jī)外編程器，根據(jù)PLC梯形圖查看相關(guān)的輸入/輸出及標(biāo)志位的狀態(tài)，從而確定故障原因。

維修實(shí)例3：配備SIN810數(shù)控系統(tǒng)的加工中心，出現(xiàn)分度工作臺不分度的故障且無報(bào)警。

根據(jù)工作原理，分度的齒條和齒輪嚙合，這個(gè)動作是靠液壓裝置來完成的，由PLC輸出Q1.4控制電磁閥YVl4來執(zhí)行。PLC相關(guān)部分的梯形圖如圖4.3。通過數(shù)控系統(tǒng)的DIAGNOSIS中的“STATUSPLC”軟鍵，實(shí)時(shí)查看Q1.4的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)其狀態(tài)為“0”；由PLC梯形圖查看F123.0也為“0”，按梯形圖逐個(gè)檢查，發(fā)現(xiàn)F105.2為“0”，導(dǎo)致F123.0為“0”；根據(jù)梯形圖查看STATUSPLC中的輸入信號，發(fā)現(xiàn)IlO.2為“0”從而導(dǎo)致F105.2為“0”。19.3、19.4、110.2、IlO.3為4個(gè)接近開關(guān)的檢測信號，以檢測齒條和齒輪是否嚙合。分度時(shí)，這4個(gè)接近開關(guān)都應(yīng)有信號，即都應(yīng)閉合，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)110.2未閉合。處理方法：檢查機(jī)械部分確認(rèn)機(jī)械是否到位；檢查接近開關(guān)是否損壞。根據(jù)這個(gè)線索繼續(xù)查看，最后發(fā)現(xiàn)反映二、三工位分度頭起始位置檢測開關(guān)19.4、110.2動作不同步，導(dǎo)致了工作臺不旋轉(zhuǎn)。進(jìn)一步確認(rèn)為三工位分度頭產(chǎn)生機(jī)械錯(cuò)位。調(diào)整機(jī)械裝置，使其與二工位同步后，故障消除。

6、動態(tài)跟蹤梯形圖診斷故障

有些數(shù)控系統(tǒng)帶有梯形圖監(jiān)控功能，調(diào)出梯形圖畫面，即可以看到輸入/輸出點(diǎn)的狀態(tài)和梯形圖執(zhí)行的動態(tài)過程，有的系統(tǒng)則需要機(jī)外編程器才能在線監(jiān)控程序的運(yùn)行。有些PLC在發(fā)生故障時(shí)，因過程變化快，查看I/O及標(biāo)志無法跟蹤。此時(shí)需要通過PLC動態(tài)跟蹤，實(shí)時(shí)觀察I/O及標(biāo)志位狀態(tài)的瞬間變化，根據(jù)PLC的工作原理作出診斷。

三、PLC的故障維修步驟

對于PLC系統(tǒng)的故障檢測法：一摸、二看、三聞、四聽、五按跡尋蹤法、六替換法。

一摸、查CPU的溫度高不高，CPU正常運(yùn)行溫度不超過60℃，因手能接受的溫度為人體溫度37～38℃，手感為宜

二看、看各板上的各模塊指示燈是否正常

三聞、聞有沒有異味，電子元件或線纜有無燒毀

四聽、聽有無異動，鏍絲釘松動、繼電器正常工作與否，聽現(xiàn)場工作人員的反映情況

五、出現(xiàn)故障根據(jù)圖紙和工藝流程來尋找故障所在地

六、對不確定的部位進(jìn)行部件替換法來確定故障。

故障檢測具體步驟：

當(dāng)PLC的軟件不正常時(shí)，主要看CPU的RUN狀態(tài)是否正常，不正常則進(jìn)行CPU清除后重新下載控制程序。當(dāng)PLC硬件不正常時(shí)則要按以下順序進(jìn)行檢查工作：

1、查看PLC電源是否有電，有電則測量電壓是否在+24V的±5%范圍之內(nèi)，有電且正常，則進(jìn)行下一步;有電不正常則進(jìn)行電源模塊的輸出端與輸入端進(jìn)行檢測，若輸出端不正常而輸入端正常，則更換模塊;若輸入端不正常，則進(jìn)行輸入端的逆流法則進(jìn)行相應(yīng)檢查，如進(jìn)行24V交直流變壓器的輸入電壓端的交流電壓220V的±10%檢查，正常，則更換直流24V變壓器。無電則按跡尋蹤，借助原理圖+現(xiàn)場布置總圖+接線圖紙，檢查給電源模塊供電的各種電器器件的輸出端的接線是否正確，不正確，重新接線;正確用萬用表則檢查空氣開關(guān)的進(jìn)線端與出線端有無正常供電，無正常供電，查明是外界還是自身原因，若為外界則是電壓不足還是根本無電壓，或負(fù)載過重，又或嚴(yán)重過流等等的分析，一直到將事故排除正常供電為止;若為本身器件壞則更換之。

2、了解過CPU工作模式及優(yōu)先級，高優(yōu)先級有STOP、HOLDUP、STARTUP（WARMRESTART、COLDRESTART）;低優(yōu)先級有：RUN、RUN-P（PG/PC的在線讀寫程序）。查看CPU是在RUN模式，或是在STOP模式，又或是RUN模式的閃爍狀態(tài)和STOP模式兼有的保持模式或叫調(diào)試模式。如果僅是RUN模式則CPU和各板為正常進(jìn)行第3步。如果是保持模式出現(xiàn)，可能是運(yùn)行過程中用戶程序出現(xiàn)斷點(diǎn)而處于調(diào)試程序狀態(tài)，或在啟動模式下斷點(diǎn)出現(xiàn)，對此情況重新調(diào)試好程序，再次將控制程序下載到CPU中方可。

3、進(jìn)行各個(gè)主板和擴(kuò)展板上的通迅電纜檢查和各模塊各LED燈的檢察，看是否有壞模塊出現(xiàn)fault燈亮，若有則該模塊不正常。對于數(shù)字量輸出模塊上各點(diǎn)其實(shí)與現(xiàn)實(shí)生活上的電燈開關(guān)是一樣的功能且為常開點(diǎn)，所以在線檢修該模塊的任一點(diǎn)時(shí)，只要在無接線時(shí)且該地址在控制程序不給輸出信號時(shí)來檢測其通不通就可以了，若通，則該點(diǎn)不正常，不通則正常;不正常時(shí)要進(jìn)行硬件連接線的另選點(diǎn)重接工作;另外我們也可以用新模塊進(jìn)行更換后，對替換下來的模塊的點(diǎn)進(jìn)行測量通斷狀態(tài)，通，則該點(diǎn)壞，不通該點(diǎn)為好。

4、對大量輸出模塊的板子上的電源模塊在正常生產(chǎn)狀態(tài)時(shí)是不能斷電的，因?yàn)榇藭r(shí)斷電的話，將使繼電器柜中的常開繼電器變?yōu)槌ｉ_狀態(tài)，容易發(fā)生錯(cuò)誤，因此要對此類的輸出模塊進(jìn)行檢測時(shí)，要與現(xiàn)場操作人員進(jìn)行聯(lián)系，進(jìn)行該部分相關(guān)設(shè)備進(jìn)行手動操作后，再撤去數(shù)字量輸出模塊的供電線后對模塊測點(diǎn)工作。

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