工控文章

一、前言

西門子 SINUMERIK 係列數控（kòng）係（xì）統在機床（chuáng）控製領域中應用廣泛，OP 015A 操作麵板作為人機（jī）交互的重要窗口，其顯示（shì）狀態直（zhí）接影響設備的正（zhèng）常使用。然而，在長期運行（háng）過程中，部分用戶會遇到麵板顯（xiǎn）示異常的情況，其中“白屏伴隨豎紋”是（shì）較為典型的一種。本文結合實際案例，對 OP 015A 白屏豎紋故障進行深入分析，並給出詳細的排查及維修方案。

二、設備基本信息（xī）

• 操作麵板型號：Siemens SINUMERIK Operator Panel OP 015A

• 分辨率：1024 × 768

• 屏幕（mù）型號：LG Display LM201WE2 係列（20.1 英寸工業液晶屏）

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

• 工作電壓：24V DC（麵（miàn）板與主控均為此電壓供電）

OP 015A 主要負責顯示 CNC 界麵與（yǔ）加工信息，其內部（bù）液晶模組通過 LVDS 信號線（xiàn）與 TCU 單元連接，由 TCU 完成數據處理與畫（huà）麵（miàn）輸出。

三、故障現象描述

在開機後，麵板背光正常點（diǎn）亮，但屏幕整體呈現白色背景，並在畫麵中央（yāng）及部分區域出現若幹條豎直彩色或灰色細線。無（wú）論 CNC 係統是否正常啟動，屏（píng）幕均無文字（zì）、圖標或界麵顯示，且無進一步變化。

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（píng）狀態下有豎（shù）紋，說（shuō）明液晶驅動部（bù）分未能正常接收到完整的圖像信（xìn）號。

3. 故障為持續性，斷電重啟無改善。

四、故障（zhàng）原因分（fèn）析

結合液晶顯示原（yuán）理及設備結構，白屏豎紋現象通常由以下（xià）幾類原因引起：

1. 液晶麵板本體故障

LM201WE2 液（yè）晶麵板內部集成有 T-CON 驅動板，通過驅動 IC 控製屏幕的行列掃（sǎo）描。如果 T-CON 板元（yuán）件損壞，或屏與驅動板（bǎn）之間的（de） COF/COG（Chip On Film / Chip On Glass）柔性連接出現斷裂、虛焊，都會導致信號無法正常傳輸，從而出現白底加豎紋的症狀。

2. 信號線（LVDS）連接（jiē）異常（cháng）

液晶麵板與 TCU 30.3 之間通過 LVDS 線纜（lǎn）傳輸視頻信號（hào）。若線纜接觸不良、插頭鬆動、針（zhēn）腳氧化，或線纜內部斷股，會造成信號缺失或（huò）幹擾，從而引發花屏、豎紋、白屏等問題。

3. 主控單元輸出異常

如果 TCU 30.3 內部的（de）顯控處理芯片或相關供電電路故障（zhàng），即便液晶屏與排線（xiàn）完好，也無法輸出正（zhèng）常視頻信（xìn）號（hào），導致麵板僅顯示（shì）白（bái）底。

4. 電源供電問題

液晶顯示模塊通常需（xū）要穩定的 5V 或 3.3V 電壓作為邏輯電源，如果電（diàn）壓異常（cháng）（過低、過（guò）高或波（bō）動大），可能會（huì）造成顯示芯片無法正常（cháng）工作，表現為（wéi）白屏豎紋。

五、故障排查步驟

為快速定位問題，建議按照（zhào）以下順序進行排查：

1. 外觀與基礎檢查

• 檢查 OP 015A 外部是否有明顯衝擊、進水、腐蝕痕跡。

• 確認電源燈、溫度燈狀態正常，確保 24V 輸入電壓穩定。

2. 連接（jiē）線纜檢查

• 斷電後，打開 OP 015A 外殼，檢查液晶屏（píng）與信號（hào）板之間的（de） LVDS 排線插頭是否（fǒu）鬆動。

• 檢查插針是否有氧化、變形、燒蝕現象。

• 必要（yào）時用酒（jiǔ）精清潔插針，並（bìng）重新牢固插回。

3. 交叉互換法

• 使用一台正常的（de） OP 015A 麵（miàn）板接入故障現（xiàn）場的 TCU 30.3，觀察是否恢複正常顯示。

• 將故障 OP 015A 麵板接入正常（cháng） TCU，判斷是麵板問題還是 TCU 輸出問題。

4. 液晶麵板（bǎn）檢測（cè）

• 若確認是麵板問題，可將 LM201WE2 單獨拆下，用同規格的測試信號板進行點屏測試。

• 如果測試依舊白屏豎紋，則液晶麵板或其 T-CON 驅動板損壞。

5. 電壓檢測

• 用（yòng）萬用表測（cè）量液晶邏輯（jí）供電（5V/3.3V）是否正常。

• 若（ruò）電壓異常，需進一步檢查麵板內部電源（yuán）模塊或 TCU 供電輸出。

六、維修與解決方案

方案一：更（gèng）換液晶麵板

• 選購相同型號（hào）（LM201WE2）或兼容型號的工（gōng）業液晶屏（注意（yì）接口類（lèi）型、背光（guāng）參數一致）。

• 價格參考：單塊全新（xīn）麵板在 200~260 美元之間，部分高端或光麵（miàn）版本可達 300 美元以上。

• 更換時注意防靜電操作，避免（miǎn）排線受損。

方案二：維修液晶驅動板（T-CON）

• 如果確定是驅動板故障，可更換驅動板或（huò）對損壞元器件進行（háng）更（gèng）換（如電（diàn）容、驅動 IC）。

• 這種方式成本低，但需要較高的焊接與檢測能力。

方案三：修複信號線/接口

• 若（ruò）是 LVDS 排線接觸不良，可直接更換全新線纜。

• 清潔接口並（bìng）加固固定卡扣，防止振動鬆（sōng）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（huàn）板卡或送（sòng）至專業維修機（jī）構（gòu）檢修。

• 此類故障往往涉及 BGA 芯（xīn）片，更換難（nán）度較（jiào）大。

七、預防與（yǔ）維護建議（yì）

1. 保持環境幹燥潔（jié）淨，避免灰塵和油（yóu）霧進（jìn）入麵板內部，防止接口氧化。

2. 避免（miǎn）頻繁斷電開機，防止電壓衝擊對驅動電（diàn）路造成損傷。

3. 定期檢（jiǎn）查並固定排線，減少機械振動帶（dài）來（lái）的鬆動風險。

4. 設備長期停機時，應定期上電運行，保（bǎo）持屏幕與驅（qū）動板（bǎn）工作狀態。

八、結（jié）語

白屏豎紋是西門子 SINUMERIK OP 015A 操作麵板較為常見（jiàn）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麵。通過係統化的排查流程，可以快速鎖定問題源，並采取相應（yīng）的維修或更換措施。對於生產設備而言，及時修複顯示係（xì）統不僅可（kě）以恢複正常操作，也能避免因盲控造成的安全（quán）風險。