2024年1月14日发(作者：)
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：
系统：E60;
1.1 .数控系统配置：
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 RIC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 “FUCAR211'电缆，
“FUCAR211”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
变频器等干扰源存在。
电源单元”
5.
5. 1
干扰源及其影响：
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
丿元。
I/O单
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丨及传感器(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
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