張自強(qiáng)

摘 要：深入分析PLC可編程控制器具備的功能和作用，探究工廠中PLC設(shè)備的維修和調(diào)試編程思路，為工廠PLC設(shè)備故障的排除提供一些參考。

關(guān)鍵詞：工廠；PLC設(shè)備；調(diào)試編程；PC上位機(jī)

中圖分類號：TH17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0046-01

我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了制造業(yè)的發(fā)展，各類企業(yè)在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中的機(jī)械設(shè)備數(shù)量、種類呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢，但這也引起了設(shè)備的維修需求與維修人員數(shù)量不相匹配的問題。

1 PLC設(shè)備在線維修系統(tǒng)需要具備的功能

整個控制系統(tǒng)主要的作用是實時反映現(xiàn)場出現(xiàn)的設(shè)備報警故障。因此，為了使設(shè)備維修人員進(jìn)一步了解和掌握現(xiàn)場故障狀況，更好地制訂設(shè)備的維護(hù)策略，系統(tǒng)需要具備向維修組及時、有效地反饋現(xiàn)場的設(shè)備報警狀況的功能。

該系統(tǒng)還應(yīng)能夠有效地將設(shè)備的維修維護(hù)信息反饋給生產(chǎn)計劃人員，以便生產(chǎn)計劃人員對設(shè)備的維修維護(hù)進(jìn)行科學(xué)、合理的計劃，提升設(shè)備的整體運(yùn)行效率。為了便于管理工廠的各個車間，各個站點應(yīng)當(dāng)實時顯示設(shè)備的維修、維護(hù)信息。其中，要將設(shè)備的維護(hù)組站點作為上位機(jī)對其進(jìn)行控制，并將每一個生產(chǎn)計劃組站點與車間站點當(dāng)作輸出終端，將現(xiàn)場的實際狀況反映出來。

根據(jù)SAP管理的要求，要對每個設(shè)備運(yùn)行的實際狀況及其維修、維護(hù)的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，并對其進(jìn)行KPI統(tǒng)計。所以，該系統(tǒng)不僅需要在設(shè)計方面能夠調(diào)用主服務(wù)數(shù)據(jù)的程序，還要具備信息數(shù)據(jù)導(dǎo)出接口/功能。

2 PLC設(shè)備在線維修系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)主要由5個從站點和主站點構(gòu)成。主站，主要由VGA服務(wù)器和PC上位機(jī)構(gòu)成，主要作用就是將所有從站點的現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況和維修情況顯示出來。從站點主要劃分為兩大類：一類為4個車間總站，主要作用就是將車間設(shè)備的運(yùn)行狀況反映出來，而且能夠使設(shè)備操作人員利用控制器在設(shè)備出現(xiàn)故障時及時報警。此類站點不僅需要一個視屏顯示設(shè)備，還需要一個具備工業(yè)以太網(wǎng)模塊和帶有報警按鈕面板的PLC控制器。一類為計劃組站點中的從站，這一從站點的主要作用就是顯示出現(xiàn)場所有的設(shè)備運(yùn)行狀況，以便計劃人員對生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行合理的安排，所以該從站點只需要一個視頻顯示設(shè)備即可。PLC設(shè)備在線維修系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

考慮到布線工程有一定的難度和現(xiàn)場車間的距離，該系統(tǒng)主要選擇了一個具備Profinet模塊的PLC控制器，在此基礎(chǔ)上建立工業(yè)以太網(wǎng)，然后通過上位機(jī)對系統(tǒng)機(jī)型進(jìn)行控制。

設(shè)備組主站主要包括PLC數(shù)據(jù)服務(wù)器、VGA服務(wù)器和上位機(jī)。PLC數(shù)據(jù)服務(wù)器的主要作用是支持每一個站點PLC數(shù)據(jù)的存儲和交換。VGA服務(wù)器的主要作用是支持每一個站點視屏數(shù)據(jù)的存儲和交換，并為每一個站點的數(shù)據(jù)顯示奠定基礎(chǔ)。上位機(jī)的主要作用是擔(dān)當(dāng)系統(tǒng)控制器、組態(tài)顯示的功能，確保系統(tǒng)能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行合理、有效的掃描。

車間現(xiàn)場從站的組成部分主要包括連接PLC的控制面板、具有網(wǎng)絡(luò)模塊的PLC控制器和VGA視頻顯示器。生產(chǎn)計劃組從站主要包括支持顯示器的視頻解碼器和視頻顯示器。

3 程序調(diào)試的編程和算法概述

PLC設(shè)備維護(hù)在線系統(tǒng)對實時性有一定的要求，系統(tǒng)需要24 h持續(xù)執(zhí)行循環(huán)程序。該系統(tǒng)的啟動程序較為簡單，只需開啟上位機(jī)就能使整個系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)。利用獨立的開關(guān)對每個子站進(jìn)行控制，這樣在很大程度上保證了子站在監(jiān)測維護(hù)中的獨立性。系統(tǒng)停止運(yùn)行的條件較為復(fù)雜，主要包括系統(tǒng)故障、掃描計時器超時、主站服務(wù)器的停止和主站程序的停止等。

通常情況下，系統(tǒng)處于一個循環(huán)運(yùn)行的狀態(tài)。上位機(jī)在完成初始化工作后，系統(tǒng)就會對VGA服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行不斷的掃描，此時，車間現(xiàn)場的控制器產(chǎn)生輸入信號。上位機(jī)在獲取這一輸入信號后，能夠通過程序?qū)Ψ?wù)器中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。完成更新之后，上位機(jī)會向每一個子站發(fā)出信號，子站在獲取信號之后，能夠自主對信號進(jìn)行調(diào)節(jié)，使信號與VGA服務(wù)器信號保持一致，并且還能夠?qū)GA數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼處理，將其轉(zhuǎn)換為視頻并顯示出來。同時，在整個循環(huán)處理過程中，應(yīng)當(dāng)在系統(tǒng)中設(shè)置一個程序計時器，避免網(wǎng)絡(luò)/程序在發(fā)生故障的時候，系統(tǒng)還在不停地進(jìn)行循環(huán)處理。如果計時器顯示當(dāng)前運(yùn)行程序出現(xiàn)超時狀況，那么系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)停止運(yùn)行，并在上位機(jī)上將故障信號反映出來。

4 結(jié)束語

由具備工業(yè)以太網(wǎng)模塊的PLC構(gòu)建而成的二級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)備維護(hù)管理系統(tǒng)，利用以太網(wǎng)就能夠使上位機(jī)與PLC控制器直接進(jìn)行通訊。當(dāng)上位機(jī)服務(wù)器在完成更新之后，各個主站中的信息數(shù)據(jù)都能夠處于一致的狀態(tài)，并且具有實時顯示功能。由于該系統(tǒng)選取了以太網(wǎng)形式，能夠在很大程度上減少現(xiàn)場的布線，節(jié)約了資金。同時，處于獨立狀態(tài)的子站系統(tǒng)能夠確保系統(tǒng)維修、維護(hù)時的便捷性。

參考文獻(xiàn)

[1]劉丁元.工廠PLC設(shè)備維修與調(diào)試編程之淺談[J].中國科技博覽，2013（18）.

〔編輯：王霞〕