SIEMENS系统的硬件特点是模块少、整体结构简单，用户一般无需调整，硬件的可靠性较高。系统硬件故障时，通常情况下，需要对模块进行检测与维修，且应具备一定的测试条件、工装和相应的维修器件。因此，现场维修时，一般只要求能够根据模块的功能结合故障现象，判断、查找出发生故障的模块，进行备件替换。当CPU或存储器等模块更换后，还需要重新进行数据的输入和系统的初始化调整，使系统恢复正常工作。
SINUMERIK 810/820是西门子公司20世纪80年代中期开发的CNC、PLC一体型控制系统，它适合于普通车、铣、磨床的控制，系统结构简单、体积小、可靠性高，在80年代末、90年代初的数控机床上使用较广。
810与820的区别仅在于显示器，810为9in单色显示，系统电源为直流24V，NC键盘是复合键；820为12in单色或彩色显示，系统电源为交流220V、50/60Hz，NC键盘是单键符键盘。其余硬件、软件部分完全一致。
810/820最大可控制6轴（其中允许有2个作为主轴控制），3轴联动。系统由电源、显示器、CPU板、存储器（MEM/EPROM/RAM）板、I/O板、接口板、显示控制板、位控板、机箱等硬件组成。硬件采用了较多的大规模集成电路和专用集成电路，系统的模块少、整体结构简单，通常无需进行硬件调整和设定。
SINUMERIK810/820系统分为M、T、G型。M型用于镗床、铣床和加工中心；T型用于车床；G型用于磨床。该数控系统一般适用于小型机床。
SINUMERIK810/820系统的主要特点：
1）采用模块化结构设计，模块由多层印制线路板制成，经济性好，在一种标准硬件上，配置多种软件，使它具有多种工艺类型，满足多种机床的需要，并成为系列产品。每一个系统都有适应不同加工的型号。
2）优良的机床使用性。具有与上级计算机通信的功能，易于进入F M S。
3）编程简单，操作方便。
4）调整时间短，调试方便。
5）数据传输采用RS232C串行接口或20mA电流环接口。
6）对位移测量系统、驱动装置、主轴、温度、电压、微处理器，数据传送系统以及用系统以及用户程序存储器实行监控，其次PCB数量少，结构紧凑，运行可靠。
随着技术发展及用户对CNC功能和性能要求的不断提高，目前CNC硬件已广泛采用各种CPU结构。
系统由CPU模块、位置控制模块、系统程序存储器模块、文字处理器模块、接口模块、电源模块、CRT显示器及从操作面板等组成。
（1）硬件结构
1）CPU模块：主要功能为运算和控制功能。
2）位置控制模块：又称测量模块，该模块是数据系统对机床的进给轴与主轴实现位置反馈闭环控制的接口。它对每个控制轴的位置反馈进行拾取、监控、计算与缓冲，通过总线送到CFU模块的实际值寄存器，同时将数控系统对各轴的模拟量控制指令（-10V～+10V）及使能信号送到相应轴的驱动装置。
3）系统程序存储器模块：该模块的主要功能是插接系统程序存储器子模块，同时还可带32K静态RAM存储器，作为零件加工程序存储器的扩展。
4）接口模块：该模块的主要功能是实现与系统操作面板和机床操作面板的接口。
5）文字、图形处理器模块：该模块的主要功能是进行文字和图形的处理，输出高分辨率的隔行扫描信号给显示器的适配单元。
6）电源模块：该模块包括电源启动逻辑控制、输入滤波、开关式稳压电源及风扇监控等。
（2）内装型可编程控制器（PLC），用于实现与机床的接口和电气控制。
（3）软件组成。
1）主CYU采用Inter80816通道式结构的CNC装置，有主、辅两个通道以同一方式工作，通道由PLC同步。
2）可控制2～4个坐标轴，基本插补有：任二坐标直线插补、圆弧插补，任三坐标螺旋线插补，二坐标直线插补，插补范围为± 99mm。
3）可用屏幕对话、图形功能。
4）诊断功能完善，有内部安全监控，主轴监控和接口诊断等。
5）PLC最大128点输入/64点输出，用户程序容量为12KB。
6）在加工同时可以输入程序以缩短停机时间。
数控系统包括数控装置、输入输出装置、外围设备、伺服系统、检测系统、执行机构、机床各种机构、加工中心的刀库、换刀机构、主轴变速机构装置等全部在内。系统的维修分为软件故障维修和硬件故障维修。
7.2.5.1 软件故障
软件故障是指由于参数设定的毛病，或者通过调整各种参数，或者送入参数或者在编程中存在一些语法问题，而产生的停机等故障。软件故障只要把相应的软件内容恢复正常之后，就可排除，所以软件故障也称为可恢复性故障。
软件故障是由于软件变化或丢失而形成的。机床软件一般存储在RAM中。软件故障形成的可能原因如下。
（1）误操作引起
在调试用户程序或修改机床参数时，操作者删除或更改了软件内容或参数，从而造成软件故障。
（2）供电电池电压不足
为RAM供电的电池电压经过长时间的使用后，电池电压降低到额定值以下，或在停电情况下拔下为RAM供电的电池或其他电路断路或短路、接触不良等都会造成RAM得不到维持电压，从而使系统丢失软件或参数。
这里应特别注意：
1）应对长期闲置不用的数控机床经常定期开机，以防电池长期得不到充电，造成机床软件的丢失。实际上，数控机床开机也是对电池充电的过程。
2）为RAM供电的电池当出现电量不足报警时，应及时更换新的电池，以防连报警都无法提供，出现数据和软件的丢失。
（3）一些干扰信号引起
有时电源的波动及干扰脉冲会串入数控系统总线，引起时序错误或造成数控装置等停止运行。
（4）软件死循环
运行复杂程序或进行大量计算时，有时会造成系统死循环引起系统中断，造成软件故障。
（5）操作不规范
这里指操作者违反了机床的操作规程，从而造成机床报警或停机现象。如数控机床开机后没有进行回参考点，就进行加工零件的操作。
（6）用户程序出错
由于用户程序中出现语法错误、非法数据、运行或输入中出现故障报警等现象。
对于上面所列到的一些软件故障，排除方法如下：
对于软件丢失或者参数变化造成的运行异常，程序中断，停机故障，可采取对数据、程序更改或清除重新再输入来恢复系统的正常工作。
对于程序运行或者数据处理中发生中断而造成的停机故障，可采取硬件复位法或关掉数控机床总电源开关，然后重新开机的方法来排除故障。
NC复位、PLC复位能使后续操作重新开始，而不会破坏有关软件和正常处理的结果，以消除报警。亦可采用清除法，对NC，PLC采用清除法时，可能会使数据全部丢失，应注意保护不想清除的数据。
开关系统电源是清除软件故障常用的方法，但是应注意，在出现故障报警或者开关机之前一定要将报警信息的内容记录下来，以便于排除故障。
7.2.5.2 硬件故障
硬件故障的含义是由于具体的东西损坏，或者是安装不好而造成的故障。
硬件故障的一般检查方法如下，其他系统的故障诊断方法与此类似。
（1）电源模块的故障诊断
SIEMENS 810与820系统电源模块的区别仅在于输入电压不同，模块的输出电压及外部接口一致。810系统电源模块采用的是直流24V输入，显示器电源为直流15V；820采用交流220V输入，显示器为交流220V。电源模块的输出直流电压有+5V，-5V，+12V，-12V，+15V等，具有过电流、短路等保护功能。测量、控制端有+5V电压测量孔、电源正常（POWERSUPPLY OK）信号输出端子、系统启动（NC-ON）信号输入端子及复位按钮（RESET）等。
电源模块的工作过程如下：
1）外部直流24V或交流220V电压加入；
2）通过短时接通系统启动（NC-ON）信号，接通系统电源；
3）若控制电路正常，直流输出线路中无过电流，“电源正常”输出触点信号闭合；否则输出信号断开。
电源模块的故障通常可以通过对+5V测量孔的电压测量进行判断，若接通NC-ON信号后，+5V测量孔有+5V电压输出，则表明电源模块工作正常。若无+5V电压输出，则表明电源模块可能损坏。维修时可取下电源模块，检查各电子元器件的外观与电源输入熔丝是否熔断；在此基础上，再根据原理图逐一检查各元器件。
当系统出现开机时有+5V电压输出，但几秒钟后+5V电压又断开的故障时，一般情况下，电源模块本身无损坏，故障是由于系统内部电源过载引起的。维修时可以将电源模块拔出，使其与负载断开，再通过接通NC-ON正常上电，若这种情况下+5V电压输出正常且电源正常信号输出触点闭合，则证明电源模块本身工作正常，故障原因属于系统内部电源过载。这时可以逐一取下系统各组成模块，进一步检查判断故障范围。若电源模块取下后，无+5V输出或仍然只有几秒的+5V电压输出，可能是电源模块本身存在过载或内部元器件损坏，可根据原理图进行进一步的检查。
（2）显示系统的故障诊断
810/820系统显示控制主要由CRT、视频板等部件组成。CRT的作用是将视频信号转换为图像进行显示；视频板的作用是将字符及图像点阵转换为视频信号进行输出。(www.xing528.com)
CRT故障时一般有以下几种现象：
1）屏幕无任何显示，系统无法启动。当按住系统面板上的诊断键（带有“眼睛”标记的键）接通系统电源启动，在系统启动时，面板上方的4个指示灯闪烁：
2）屏幕显示一条水平或垂直的亮线；
3）屏幕左右图像变形；
4）屏幕上下线性不一致，或被压缩，或被扩展；
5）屏幕图像发生倾斜或抖动。
以上故障一般为显示驱动线路的不良引起的，维修时应重点针对显示驱动线路进行检查。
视频板故障时一般有以下几种现象：
1）屏幕无任何显示，系统无法启动。当按住系统面板上的诊断键（带有“眼睛”标记的键）接通系统电源启动，在系统启动时，面板上方的4个指示灯闪烁；
2）屏幕图像不完整；
3）显示器有光栅，但屏幕无图像。
（3）CPU板的故障诊断
CPU板是整个系统的核心，它包括了PLC、CNC的控制、处理线路。CPU板上主要安装有80186处理器、插补器、RAM、EPROM、通信接口、总线等部件。系统软件固化在EPROM中。PLC程序、NC程序、机床数据可通过两个V. 24口用编程器或计算机进行编辑、传输；同时，NC程序、机床数据亦可通过V. 24接口进行输入/输出操作。在系统内部，CPU板通过系统总线与存储板、接口板、视频板、位置控制板进行数据传输，实现对这些部件的控制。
当CPU板故障时，一般有如下现象：
1）屏幕无任何显示，系统无法启动，CPU板上的报警指示红灯亮；
2）系统不能通过自检，屏幕有图像显示，但不能进入CNC正常画面；
3）屏幕有图像显示，能进入CNC画面，但不响应键盘的任何按键；
4）通信不能进行。
当CPU板故障时，一般情况下只能更换新的CPU备件板。
（4）接口板的故障诊断
810/820接口板上主要安装有系统软件子程序模块、两个数字测头的信号输入端、PLC输入/输出模块的接口部件等。
接口板故障时，一般有如下几种现象：
1）系统死机，无法启动；
2）接口板上系统软件与CPU板上系统软件不匹配，导致系统死机或报警；
3）PLC输入/输出无效；
4）电子手轮无法正常工作。
此板发生故障时，通常应更换一块新的备件板。
（5）存储器板的故障诊断
810/820存储器板上安装有UMS用户存储子模块、系统存储器子模块等，其中UMS可以是固化用户WS800A开发软件的用户程序子模块，或是西门子提供的固定循环子模块，或是RAM子模块。
存储器板故障时，一般有如下几种现象：
1）系统死机，无法启动；
2）存储器上的软件与CPU板上系统软件不匹配，导致系统死机或报警。
存储器板发生故障时，若通过更换软件仍然不能排除故障，一般应更换一块新的备件板。
（6）位置控制板的故障诊断
位置控制板是CNC的重要组成部分，它由位置控制、编码器接口、光栅尺的前置放大（EXE）等部件组成。
位置测量系统板故障时，一般有如下现象：
1）CNC不能执行回参考点动作，或每次回参考点位置不一致；
2）坐标轴、主轴的运动速度不稳定或不可调；
3）加工尺寸不稳定；
4）出现测量系统或接口电路硬件故障报警；
5）在驱动器正常的情况下，坐标轴不运动或定位不正确。
位置控制板发生故障时，一般应先检查测量系统的接口电路，包括编码器输入信号的接口电路、位置给定输出的D/A转换器回路等，在现场不能修理的情况下，一般应更换一块新的备件板。
由上面6点可以看出，硬件现场维修要求是，能够根据模块的功能和故障现象，判断查找出发生故障的模块，以事先准备好的备件替换，之后根据情况，决定是否需要重新加载数据和进行初始化调整，使系统恢复正常工作。
（7）自诊断功能及报警处理
CPU监控CPU模块上的红色发光二极管（LED）指示控制系统的状态。正常情况下，按下系统启动按钮的最初6～7s内，这个LED频繁闪亮，然后熄灭，这时系统启动完成。
EPROM存储器的自诊断基本系统软件全部存储于EPROM存储器中，它们的正确无误是系统正常工作的基本前提。
报警的处理方法如下：
1）1-15号报警为指示系统自身的一些故障，提示的含义很明确，但其中一些报警的处理方法需要加以注意。
1号报警：反应工件存储器的电源即将用完。
3号报警：表明PLC处于停止状态。
6号报警：指示的是数据存储器子模块电池用尽。
2）16-48号报警为系统的RS-232C接口的报警。
3）100∗-196∗进给轴专用报警（其中∗表示轴号0、1、2、3）这类报警，反应机床的位置控制闭环中各个环节可能出现的故障，是实际使用当中比较容易出现的一类报警。常用的有：
104∗报警：到达数模转换极限。
132∗报警：位置反馈回路硬件故障。
168∗报警：对运动中的进给轴拒发调节器释放信号。
4）2000-2999号报警一般是在运行程序时出现。
注意：上述3）、4）两类报警是排除故障后，用机床控制面板上的复位键消除。
5）3000-3050号报警，指示的内容和方式与第4）类相似，不同之处是，这类报警是程序编辑的模拟功能中即可指出错误，而不必等到程序运行的时候。在程序编辑的时候就给编辑的操作人员提供一些程序进行运行前检查的手段，对安全操作和节约程序调试时间有很大的帮助。
注意：这类报警在排除原因后用报警应答键消除。
6）6000-6031号报警，这些报警是机床电气控制设计者在编制PLC程序时结合编程的逻辑关系，提取出一些能够反映机床的接口及电气控制方面的故障的信息，赋予特定的一部分标志位获得的。
注意：这类报警在排除原因后用报警应答键消除。
7）6032-6039号报警是系统为PLC设置的报警，主要是给PLC的使用设计者的提示，在通常使用中一般不会出现。
8）7000-7031号报警不反映故障，而是机床电气控制设计者从他所编制的PLC程序中提取一些能够提示机床操作者进行某种操作的信息，赋予特定标志位取得的。
注意：这类报警不需要清除，当相应状态消失、特定的标志复位后，报警显示会自行消除。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
