工控文章

一、前言

西門子 SINUMERIK 系列數(shù)控系統(tǒng)在機(jī)床控制領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛，OP 015A 操作面板作為人機(jī)交互的重要窗口，其顯示狀態(tài)直接影響設(shè)備的正常使用。然而，在長期運(yùn)行過程中，部分用戶會遇到面板顯示異常的情況，其中“白屏伴隨豎紋”是較為典型的一種。本文結(jié)合實際案例，對 OP 015A 白屏豎紋故障進(jìn)行深入分析，并給出詳細(xì)的排查及維修方案。

二、設(shè)備基本信息

• 操作面板型號：Siemens SINUMERIK Operator Panel OP 015A

• 分辨率：1024 × 768

• 屏幕型號：LG Display LM201WE2 系列（20.1 英寸工業(yè)液晶屏）

• 配套主控單元：Siemens SINUMERIK TCU 30.3（Thin Client Unit）

• 工作電壓：24V DC（面板與主控均為此電壓供電）

OP 015A 主要負(fù)責(zé)顯示 CNC 界面與加工信息，其內(nèi)部液晶模組通過 LVDS 信號線與 TCU 單元連接，由 TCU 完成數(shù)據(jù)處理與畫面輸出。

三、故障現(xiàn)象描述

在開機(jī)后，面板背光正常點(diǎn)亮，但屏幕整體呈現(xiàn)白色背景，并在畫面中央及部分區(qū)域出現(xiàn)若干條豎直彩色或灰色細(xì)線。無論 CNC 系統(tǒng)是否正常啟動，屏幕均無文字、圖標(biāo)或界面顯示，且無進(jìn)一步變化。

典型特征：

1. 背光正常，說明背光電路與電源供給基本正常。

2. 白屏狀態(tài)下有豎紋，說明液晶驅(qū)動部分未能正常接收到完整的圖像信號。

3. 故障為持續(xù)性，斷電重啟無改善。

四、故障原因分析

結(jié)合液晶顯示原理及設(shè)備結(jié)構(gòu)，白屏豎紋現(xiàn)象通常由以下幾類原因引起：

1. 液晶面板本體故障

LM201WE2 液晶面板內(nèi)部集成有 T-CON 驅(qū)動板，通過驅(qū)動 IC 控制屏幕的行列掃描。如果 T-CON 板元件損壞，或屏與驅(qū)動板之間的 COF/COG（Chip On Film / Chip On Glass）柔性連接出現(xiàn)斷裂、虛焊，都會導(dǎo)致信號無法正常傳輸，從而出現(xiàn)白底加豎紋的癥狀。

2. 信號線（LVDS）連接異常

液晶面板與 TCU 30.3 之間通過 LVDS 線纜傳輸視頻信號。若線纜接觸不良、插頭松動、針腳氧化，或線纜內(nèi)部斷股，會造成信號缺失或干擾，從而引發(fā)花屏、豎紋、白屏等問題。

3. 主控單元輸出異常

如果 TCU 30.3 內(nèi)部的顯控處理芯片或相關(guān)供電電路故障，即便液晶屏與排線完好，也無法輸出正常視頻信號，導(dǎo)致面板僅顯示白底。

4. 電源供電問題

液晶顯示模塊通常需要穩(wěn)定的 5V 或 3.3V 電壓作為邏輯電源，如果電壓異常（過低、過高或波動大），可能會造成顯示芯片無法正常工作，表現(xiàn)為白屏豎紋。

五、故障排查步驟

為快速定位問題，建議按照以下順序進(jìn)行排查：

1. 外觀與基礎(chǔ)檢查

• 檢查 OP 015A 外部是否有明顯沖擊、進(jìn)水、腐蝕痕跡。

• 確認(rèn)電源燈、溫度燈狀態(tài)正常，確保 24V 輸入電壓穩(wěn)定。

2. 連接線纜檢查

• 斷電后，打開 OP 015A 外殼，檢查液晶屏與信號板之間的 LVDS 排線插頭是否松動。

• 檢查插針是否有氧化、變形、燒蝕現(xiàn)象。

• 必要時用酒精清潔插針，并重新牢固插回。

3. 交叉互換法

• 使用一臺正常的 OP 015A 面板接入故障現(xiàn)場的 TCU 30.3，觀察是否恢復(fù)正常顯示。

• 將故障 OP 015A 面板接入正常 TCU，判斷是面板問題還是 TCU 輸出問題。

4. 液晶面板檢測

• 若確認(rèn)是面板問題，可將 LM201WE2 單獨(dú)拆下，用同規(guī)格的測試信號板進(jìn)行點(diǎn)屏測試。

• 如果測試依舊白屏豎紋，則液晶面板或其 T-CON 驅(qū)動板損壞。

5. 電壓檢測

• 用萬用表測量液晶邏輯供電（5V/3.3V）是否正常。

• 若電壓異常，需進(jìn)一步檢查面板內(nèi)部電源模塊或 TCU 供電輸出。

六、維修與解決方案

方案一：更換液晶面板

• 選購相同型號（LM201WE2）或兼容型號的工業(yè)液晶屏（注意接口類型、背光參數(shù)一致）。

• 價格參考：單塊全新面板在 200~260 美元之間，部分高端或光面版本可達(dá) 300 美元以上。

• 更換時注意防靜電操作，避免排線受損。

方案二：維修液晶驅(qū)動板（T-CON）

• 如果確定是驅(qū)動板故障，可更換驅(qū)動板或?qū)p壞元器件進(jìn)行更換（如電容、驅(qū)動 IC）。

• 這種方式成本低，但需要較高的焊接與檢測能力。

方案三：修復(fù)信號線/接口

• 若是 LVDS 排線接觸不良，可直接更換全新線纜。

• 清潔接口并加固固定卡扣，防止振動松脫。

方案四：維修/更換 TCU 30.3

• 如果是 TCU 視頻輸出電路損壞，可更換板卡或送至專業(yè)維修機(jī)構(gòu)檢修。

• 此類故障往往涉及 BGA 芯片，更換難度較大。

七、預(yù)防與維護(hù)建議

1. 保持環(huán)境干燥潔凈，避免灰塵和油霧進(jìn)入面板內(nèi)部，防止接口氧化。

2. 避免頻繁斷電開機(jī)，防止電壓沖擊對驅(qū)動電路造成損傷。

3. 定期檢查并固定排線，減少機(jī)械振動帶來的松動風(fēng)險。

4. 設(shè)備長期停機(jī)時，應(yīng)定期上電運(yùn)行，保持屏幕與驅(qū)動板工作狀態(tài)。

八、結(jié)語

白屏豎紋是西門子 SINUMERIK OP 015A 操作面板較為常見的顯示故障，主要原因集中在液晶屏本體、信號傳輸鏈路以及主控輸出三個方面。通過系統(tǒng)化的排查流程，可以快速鎖定問題源，并采取相應(yīng)的維修或更換措施。對于生產(chǎn)設(shè)備而言，及時修復(fù)顯示系統(tǒng)不僅可以恢復(fù)正常操作，也能避免因盲控造成的安全風(fēng)險。