三菱数控系统Z55通信故障的分析和故障排除
摘要：本文论述了在调试三菱数控系统过程中排除“通讯故障”的方法，论述了电能回生单元，变频器，开关电源对系统通讯的影响及实验过程。
关键词：数控系统
干扰
通讯故障
某客户专用机床使用三菱数控E60 系统，在为其调试过程中，有一起“通信故障”反复出现，很长时间不能消除，由于该故障在数控系统的调试和使用过程中经常出现，笔者对引起这起故障的各种因素做了详尽分析，并且做了相关实验。提出了排除该故障的若干方法。
1． 数控系统的配置和硬件布置： 1．1．数控系统配置：
系统：E60； 基本I/O HR341 远程I/O： DX110；
电源模块：MDS-C1-CV-55 驱动器：MDS-C1-V1-45 电机：HA300NC；
编码器：OSE104 1．2 硬件布置：
1．2．1 CNC控制器与显示器，基本I/O 单元安装于操纵箱内；
1． 2。 2驱动单元，电源供给及转换单元，远程I/O DX110 安装于电控柜内；
远程I/O DX110 单元 通过通信电缆与基本I/O 相连。
操纵箱与电控柜相距15米，（经过坦克拖链）用随行电缆相连。
2． 通信故障报警：
2．1 与常规现象的不同通信故障报警
上电以后，系统“READY”的绿灯亮1秒后熄灭，报警画面出现： Z55 RIO未连接 000A EMG STOP；
每次上电后都出现同一报警， 但本例中出现的报警现象与以前出现的不同，虽然同为Z55 报警，但是每次上电后， “Z55 RIO未连接 000A ”随机的变化，其表示有通信故障站的远程站的站号从 “0004 ”随机变化为 0008—000A ” ，但系统没有连接如报警信息指示的远程I/O站。 而且每次都伴有
“EMG STOP”报警出现；这表示由于PLC程序停止运行引起系统急停； 出现故障报警后，观察到基本I/O单元和远程I/O单元上的表示远程通信的绿灯是亮的，而远程通信的绿灯是亮的表示其“通信正常”。而且“EMG STOP”报警表示PLC程序停止运行。但实际上NC 内的PLC程序 在正常的运行，并没有停止。
3 。对报警的分析和判断：
Z55 报警的实质是：在控制器（或基本I/O）和 RI/O 之间的通讯出现了故障和错误。所以下列情况可能会引起Z55报警。
3．1.通信电缆型号选用是否正确以及通信电缆是否有脱线或虚焊；
电缆型号选用 当控制器与远程I/O 在同一控制柜内时。可以用 SH411电缆。如果控制器与远程I/O不 在同一控制柜内时，必须使用“FUCA-R211”电缆， “FUCA-R211”电缆带有屏蔽线，其屏蔽线必须接地。（屏蔽线两端有FG端子）。SH41电缆没有屏蔽线。 在较长距离连接时使用了SH411电缆。 由于其没有屏蔽线接地，也出现Z55报警。而且其报警出现是随机的，没有规律。
3．2 当控制器与基本IO之间的通讯电缆CF10插头松动或电缆故障时，会出现Z55报警。
3。3 当主电机回路绝缘不好时出现过Z55报警。这是电机的接地线和通信电缆R211的屏蔽线共地引起的故障.3．3 对远程I/O 的供电是否正常。需要检查电源的容量和电压； 3.4 远程I/O 单元硬件有故障。 3．5 外部干扰的影响；
4． 排除故障的方法及相关实验：
按照常规的抗干扰措施。进行了一步步的排除工作；
4． 1 检查基本I/O和远程I/O之间的通信电缆。该电缆的制作要求是要求线粗0。3平方毫米，外加屏蔽，屏蔽层接地。而且要求通信电缆与动力电缆分开
客户实际制作的通信电缆其线粗0。12平方毫米，无屏蔽层接地。而且通信电缆与动力电缆同时穿管走线。
整改措施1：
a.要求客户将动力线与通信线分开穿管走线，依旧报警。
b.要求客户制作0。3平方毫米通信线，换通信电缆后依旧报警。 c.将通信电缆屏蔽层接地，依旧报警。 这样：排除了通信电缆的影响。
另外，在将线径加大很粗时，基本I/O上出现“通信异常”。 整改措施2。
原电抗器进线端与出线端接反，改正后依旧报警。 与电抗器接线无关。 整改措施3 更换了基本I/O，远程I/O单元，仍然报警，排除了有关硬件的影响。 整改措施4：从新改善了接地系统，各单元都接地，仍然报警
由于报警信息的随机变化，可以判定是干扰引起。况且电控柜内有“电源单元”，变频器等干扰源存在。
5． 干扰源及其影响： 5．1 “电源单元”；
电源模块：MDS-C1-CV-55，其功能除了向驱动器提供工作电源外，还要将制动过程的回生电流经过整波后送回电网，其间要产生大量高次谐波。所以“电源单元”是一强大的干扰源。 5．2 变频器
电控柜内装有变频器，变频器也是通过PWM 方式获得不同的工作频率，也会产生大量的高次谐波。所以“变频器”是一强大的干扰源。 5。3 直流开关电源也是干扰源。 5．4 相关的实验
为了判断各干扰源的影响，在工作现场做了如下实验： 5．4．1 伺服系统及其“电源再生单元”的影响：
将数控系统设定为“无伺服系统”运行模式，脱开连接伺服系统的总线电缆；远程I/O 单元保持连接，在4小时内未出现报警。此时伺服系统包括“电源单元”处于上电状态；4小时后出现过同一报警。
5。4。2 将远程I/O 单元从控制柜中移出1米，上电后不马上出现报警，在3—5分钟后出现同一报警； 将远程I/O 单元从控制柜中移出5米，上电后不出现报警，在1-2小时后出现同一报警；
这表明控制柜内有干扰源存在。而且受距离的影响。由于控制柜内的变频器未启动，只有开关电源和伺服系统工作。那开关电源的影响有多大呢？ 5．4．3开关电源的影响
（客户原采用一般市售DC24V直流开关电源） 用三菱数控系统自带的DC24V直流电源PD25向远程I/O 单元供电。情况有所改善。一度上电后不发生报警，稍后又有报警发生，再用同一DC24V直流电源PD25向远程I/O 单元所管理的输入输出回路供电，在2小时内未发生报警；
这说明良好的电源对抗干扰很重要。
用客户使用的市售DC24V直流开关电源向远程I/O 单元供电，将开关电源移出控制柜5米之外，在2小时内偶有报警发生。将开关电源移回控制柜内，报警立即发生。
换用某名牌DC24V直流开关电源向远程I/O 单元供电，将开关电源移出控制柜5米之外，在4小时内偶有报警发生，将开关电源移回控制柜内，报警立即发生。
这说明开关电源也是一较强的干扰源，在安装时应该尽量远离远程I/O 单元。
6． 经过综合分析：得出如下结论：
6．1 。通信电缆必须达到0。3平方毫米的要求而且要有屏蔽层。
6．2 除了伺服系统及其“电源再生单元”和变频器是干扰源外，一般的开关单元也是足够大的干扰源；
6．3 应该将远程I/O单元，基本I/O单元与上述干扰分开装与不同的电柜中。或者对装有伺服系统及其“电源再生单元”和变频器的电柜做足够的屏蔽。
在本案例中，将远程I/O 移到操纵箱中，远离干扰源，采用标准线径的通信电缆后，故障消除。
COUNTER ERROR R831.4为1时，刀仓检测刀具的传感器检出异常。故障原因：刀仓侧检测刀具的传感器检出异常。解决方法：1.检查刀仓本体传感器(X6.3)﹝X1012.3﹞及传感器(X6.4)﹝X1012.4﹞感应距离及电路是否正常。2.刀仓原点复归灯亮，将模式切换至原点复归模式(ZRN)，按下“刀仓原点”键，刀仓自动执行原点操作，完成后ALARM会自动消失
