数控机床与馈电网的影响及故障处理
馈线自动化的故障处理是配电自动化的重要功能.对目前的馈线自动化模式进行了分类、比较和分析,评述了其优缺点和适应场合;在综合各种模式的基础上,提出了最优馈线自动化故障处理模式.下面是小编搜集整理的相关内容的论文，欢迎大家阅读参考。
摘要：在日常使用中，数控设备不可避免会出现各种电气及机械故障，有的故障源比较明显，但有一部分故障源比较隐蔽，而且有些并不是机床本身引起的，在此以设备对外部动力电网的影响，及引发的机床故障为例，浅谈数控设备与外部馈电的互相影响。
关键词：数控机床;报警;升压;电抗器
引言
随着工业4.0时代的到来，智能化的数控机床的日益普及，极大提高了生产效率，公司目前数控机床使用数量占总设备数量的95%以上，仅我们分公司就有将近300多台数控设备，其中又有很多是上世纪末及本世纪初的老旧设备，如何维护保养是一大难题，因其出现的问题是各种各样，除了机械原因外，在电气方面，有硬件本身，线路故障等，还有一部分表现为硬件故障，却实际不是硬件本身的隐蔽性故障，笔者将列举相关故障实例进行分析。
一、故障产生及现场状况
公司新厂房落成，进行设备搬迁，一车间厂房5号初加工生产线10余台数控设备搬迁完毕后，开始进行通电联机调试，其中第七号数控曲轴磨床(孝感产，本世纪初生产，配西门子SIEMENS 840D数控系统+611D数字模块)，在开机运行过程中，时不时数控系统出现通讯错误报警，而且数控系统的电源模块故障报警灯亮，笔者先检查了机床系统拆机后重新接线的部分及重要部件的屏蔽接线，各接线端子牢固且接法都正确，用万用表检查机床电源供电线路正常AC380V，测量测量611D电源模相序间以及对地无短路，怀疑电源模块的控制IGBT模块可能有硬件故障，决定更换新的电源模块试机，但完成后依然出现模块故障及系统报警。
二、排除法确定故障源
从能正常启动机床运行，以及检查机床各部分接线，可以排除机床接线错误引起的可能性，从更换新电源模块从而又排除了硬件本身的原因，而系统模块的故障报警又可能是引发系统出现通讯错误报警的原因，目前需要进行检查诊断的是，什么原因引起电源模块的报警?从西门子的安装调试手册上可以知道，数控系统电源模块工作输入电压，可根据实际情况进行拨码开关选择档位：拨码有AC380V\AC415V\等档位选择，我们根据供电的AC380V选择高一级的AC415V，依旧会出现同样的故障;此时再从机床本身线路进行分析，可看到外部馈电直接接到了机床的电源模块，为检测供电的稳定性，使用万用表监控配电箱的电源相电压，发现在监测时间内会时不时出现一段时间的800V以上的读数值，保持时间甚至达到了几十秒，当出现升压读数时，数控磨床就会出现报警，把数控磨床关闭供电电源后，依然出现升压现象，所以可排除本机床引起，初步确定故障源头为外部供电线路。通过检查车间的供电电路方式得知，车间动力线采用的是TN-S供电系统，各条生产线都独立为从配电房引出的.单回路三相五线制，我们首先监控5号生产线的第一台数控机床位置的动力箱(相当于检查配电房源头的供电情况)，没有出现升压现象，排除了配电房供电电网，然后通过测量第二台到出现问题的第七台数控磨床的动力箱供电电源，最终发现第六台数控车床供电箱电源处，万用表读值出现升压现象，把第六台设备停止运行关闭电源后，升压现象消失，而此时第七台也可以正常使用，电源模块及数控系统不再报警。因此可确定，第六台就是引起电网波动及第七台产生故障源头。
三、分析引发原因
第六台设备为大连本世纪初生产，配西门子SIEMENS 802S+611U模拟量控制模块的数控车床，总动力线路如图所示，电源从总断路器馈电后，经过保护断路器直接进入了电源模块，从西门子模块的工作方式来说，611U系列模块为模拟量控制模块，其由802S数控系统通过±10V的直流控制电压输入611U模块，从而控制伺服电机的正反转，伺服电机的光电编码器把位置反馈给611U模块，再把信号以三相正弦波信号接入数控系统，由数控系统进行位置计算及制动，而611U模块在进行伺服电机的制动时，没有使用外接制动电阻，在快速制动时，本身无法消耗电机的制动反作用势能，一部分势能将转化为电能返回电网，从而引起了电网的升压，所以引发出第七台的报警，而另一方面，第七台为数字化控制的611D系列模块，其控制方式与611U不同，其位置控制通过SIEMENS 840D数控系统计算后，以数字信号通讯611D数字模块，进行提前制动，其制动势能对馈电网影响很小。
四、解决办法
要隔断数控系统模块与馈电升压的互相影响，可以采用的办法有，一、给第七台数控曲轴磨床单独提供一个稳压电源或者进线电抗器，通过此类装置隔断短时间升压对其数控系统的影响，从而消除报警，但此方法比较片面，仅保障了第七台机床。二、对引起升压的第六台数控车床进行升级改造，在主动力线上增加一个进线电抗器，或者在其总电源处增加稳压电源，隔断消除其对电网的影响，同时也消除其他精密数控设备出现报警，比较全面。我们选用了第二种办法，在数控车床的供电主回流路中接入了一个西门子电抗器(6SN1111-0AA00-0BA1)，实现了消除故障源，5号生产线正常运行生产。总而言之，数控设备的精密程度越高，其对外部的供电要求也就越严格，部分早期的普通数控机床由于对外部环境要求较低，或者在设计上局限性，必然对供电网产生影响，从而影响其他精密设备的正常运行，可通过优化升级改造优化线路，从而来保障所有设备的正常运行。
参考文献：
[1]颜世钢.电力电子技术问答[M].北京:机械工业出版社,2007.
[2]SINUMERIK802Sbaseline简明安装调试[Z].北京:西门子(中国)有限公司,2007.
[3]SINUMERIK810D/840D简明调试指南[Z].北京:西门子(中国)有限公司,2004.
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