Проверьте ЦАП в режиме самотеста "на холодную". Проверьте прохождение сигнала от ножки ЦАПа до привода также "на холодную". Можно припаять несколько проводов в разные точки, чтобы быть увереным в качестве контакта. Точно также проверьте прохождение сигнала блокировки ГП до процессора через оптопары и разъемы. То что скачут индикаторы нагрузки и отключается привод, может свидетельствовать непрохождении сигнала выхода ЦАП до привода. Если сигнал самотеста (пилообразное напряжине) доходит до привода всегда - возможно неисправен привод.

По поводу модернизации 16А20Ф3 нужно полностью востановить его "родную" электроавтоматику. Такое уже делали неоднократно с помощью модуля М16АК20.
Есть варианты с установкой МПУ НЦ31 на 48 входов/32 выходов без платы электроавтомтики, но учитывая, что у заказчика уже есть 5 шт 16А20Ф3 на родной НЦ 31, лучше делать все станки одинаковыми. Если Вы оставите Ваш номер телефона, я перезвоню и обсудим все возможные варианты.