張 宇，胡守偉

（太原重工股份有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

當(dāng)前大多數(shù)國(guó)產(chǎn)大型礦用電鏟上位機(jī)畫(huà)面不能全面地顯示故障，不能同步顯示故障與故障對(duì)應(yīng)的類型，不能智能彈出故障的解決辦法；對(duì)故障記錄的判斷和觸發(fā)較為復(fù)雜。隨著電鏟設(shè)計(jì)水平的不斷進(jìn)步及客戶要求的不斷提高，要求能夠?qū)﹄婄P中所使用的各種變頻器在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生的故障及時(shí)、準(zhǔn)確、自動(dòng)地在上位機(jī)畫(huà)面中顯示，并能提供給用戶有價(jià)值的故障處理辦法。

1 “TIA Portal”

博途（TIA Portal）是西門(mén)子工業(yè)自動(dòng)化集團(tuán)發(fā)布的一款全新的全集成自動(dòng)化軟件，它是業(yè)內(nèi)首個(gè)采用統(tǒng)一的工程組態(tài)和軟件項(xiàng)目環(huán)境的自動(dòng)化軟件?；赥IA博途平臺(tái)的全新SIMATIC WinCC V12，支持所有設(shè)備級(jí)人機(jī)界面操作面板，包括當(dāng)前所有的SIMATIC觸摸型和多功能面板、新型SIMATIC人機(jī)界面精簡(jiǎn)及精致系列面板，也支持基于PC的SCADA（監(jiān)控控制和數(shù)據(jù)采集）過(guò)程可視化系統(tǒng)。

本設(shè)計(jì)方案基于博途V12平臺(tái)，通過(guò)該平臺(tái)可在TP1200等觸摸屏系統(tǒng)中安裝中文字庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了電鏟設(shè)計(jì)中使用TP1200制作上位機(jī)畫(huà)面時(shí)可以正常顯示中文字體的功能。

2 畫(huà)面設(shè)計(jì)

在電鏟畫(huà)面設(shè)計(jì)中，要求能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器“故障代碼自動(dòng)傳送并顯示”、“故障簡(jiǎn)單說(shuō)明自動(dòng)顯示”、“故障解決辦法獨(dú)立顯示”以及“故障記錄自動(dòng)生成和保存”功能。

在博途軟件中，使用I／O域即可實(shí)現(xiàn)變頻器的“故障代碼自動(dòng)顯示”，而其他3個(gè)顯示的實(shí)現(xiàn)比較困難，需要自行開(kāi)發(fā)，用較少的設(shè)計(jì)成本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)顯示和記錄的設(shè)計(jì)目的。

2.1 故障簡(jiǎn)單說(shuō)明自動(dòng)顯示

當(dāng)電鏟設(shè)計(jì)采用西門(mén)子S120變頻器時(shí)，其裝置故障代碼相當(dāng)多，因此本文通過(guò)文本列表的創(chuàng)建、文本條目的導(dǎo)入和符號(hào)I／O域的自動(dòng)調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)“故障簡(jiǎn)單說(shuō)明自動(dòng)顯示”。

首先，通過(guò)西門(mén)子下載中心得到中文網(wǎng)頁(yè)版S120故障庫(kù)文件，通過(guò)解析軟件將其解析為.csv格式的文件，然后轉(zhuǎn)化為內(nèi)容能正常顯示的Excel格式的S120故障庫(kù)。其次，在博途軟件中打開(kāi)文本列表，利用其固有的格式，將前面轉(zhuǎn)化好的Excel格式的S120故障庫(kù)中的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)制并粘貼，并保存文件。接著再次導(dǎo)入到博途平臺(tái)中，就得到了顯示所有西門(mén)子故障代碼和簡(jiǎn)單說(shuō)明的文本條目。最后，在新建的畫(huà)面中使用符號(hào)I／O域，關(guān)聯(lián)故障變量，并調(diào)用包含故障簡(jiǎn)單說(shuō)明的文本列表實(shí)現(xiàn)故障簡(jiǎn)單說(shuō)明的自動(dòng)顯示，如圖1所示。

圖1 故障1000發(fā)生畫(huà)面

2.2 故障解決辦法獨(dú)立顯示

對(duì)于電鏟運(yùn)行中出現(xiàn)的任何一個(gè)變頻器故障，客戶都希望得到對(duì)應(yīng)的故障解決辦法。通過(guò)反復(fù)比較試驗(yàn)，本文選擇用腳本編寫(xiě)變量組合程序，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)計(jì)統(tǒng)一調(diào)用。

首先將故障傳送變量改變?yōu)樽址兞?，然后添加到新的字符組變量中，組合形成一個(gè)網(wǎng)頁(yè)地址的字符串變量，具體內(nèi)容需要根據(jù)網(wǎng)頁(yè)的地址來(lái)編輯組合字符串變量。

編寫(xiě)腳本后，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)變頻器發(fā)生不同的故障時(shí)，腳本網(wǎng)頁(yè)地址即是當(dāng)前故障變量所對(duì)應(yīng)的故障解決辦法網(wǎng)頁(yè)地址。

最后，在電鏟上位機(jī)畫(huà)面中設(shè)計(jì)一個(gè)“故障說(shuō)明及解決辦法”按鈕，在此按鈕屬性事件中，通過(guò)調(diào)用此網(wǎng)頁(yè)腳本即可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊統(tǒng)一的按鈕，針對(duì)不同的故障就能對(duì)應(yīng)顯示其故障原因和解決辦法的網(wǎng)頁(yè)。

如圖2所示，當(dāng)發(fā)生故障1000，故障代碼顯示1000，故障說(shuō)明也自動(dòng)顯示，點(diǎn)擊“故障說(shuō)明及解決辦法”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出故障1000對(duì)應(yīng)的故障說(shuō)明及解決辦法網(wǎng)頁(yè)。

圖2 故障1000故障說(shuō)明及解決辦法畫(huà)面

如圖3所示，當(dāng)發(fā)生故障1001，故障代碼顯示為1001，故障說(shuō)明也自動(dòng)顯示。如需獲得1001的故障說(shuō)明及解決辦法，則同樣點(diǎn)擊“故障說(shuō)明及解決辦法”按鈕，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出故障1001對(duì)應(yīng)的故障說(shuō)明及解決辦法網(wǎng)頁(yè)。

圖3 故障1001故障說(shuō)明及解決辦法畫(huà)面

2.3 故障記錄自動(dòng)生成和保存

故障記錄的生成需要觸發(fā)變量進(jìn)行觸發(fā)，對(duì)于不同的故障也就需要不同的觸發(fā)條件。本文通過(guò)大量的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，提出了使用故障變量觸發(fā)內(nèi)部變量來(lái)實(shí)現(xiàn)嵌套觸發(fā)“故障記錄自動(dòng)生成和保存”的辦法。

如圖4所示，首先在故障變量屬性中設(shè)計(jì)一個(gè)讓內(nèi)部變量的值隨著故障變量的變化而自動(dòng)循環(huán)的事件，然后通過(guò)該內(nèi)部變量來(lái)觸發(fā)報(bào)警故障記錄，實(shí)現(xiàn)故障記錄的自動(dòng)生成。如圖5所示，報(bào)警故障記錄記錄和保存了電鏟運(yùn)行中發(fā)生的不同故障。

圖4 故障變量屬性設(shè)置圖

圖5 報(bào)警故障記錄畫(huà)面

上述設(shè)計(jì)避免了通過(guò)編寫(xiě)模擬離散故障庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)故障記錄的生成和保存。與當(dāng)前進(jìn)口電鏟使用庫(kù)文件設(shè)計(jì)報(bào)警故障記錄的辦法相比，本方案節(jié)省了庫(kù)文件的創(chuàng)建時(shí)間和成本，因此本文提出的嵌套觸發(fā)方案更方便有效。

3 總結(jié)

本設(shè)計(jì)方案使用I／O域?qū)崿F(xiàn)了變頻器“故障代碼自動(dòng)顯示”；使用符號(hào)I／O域通過(guò)調(diào)用文本列表來(lái)實(shí)現(xiàn)“故障簡(jiǎn)單說(shuō)明自動(dòng)顯示”；使用腳本調(diào)用網(wǎng)頁(yè)地址來(lái)實(shí)現(xiàn)“故障解決辦法獨(dú)立顯示”；使用故障變量觸發(fā)內(nèi)部變量來(lái)實(shí)現(xiàn)“故障記錄自動(dòng)生成和保存”。

本軟件的開(kāi)發(fā)將使得大型露天礦電鏟在使用中更加智能、方便，使故障的排查和解決更加及時(shí)有效，從而增強(qiáng)了國(guó)產(chǎn)礦用電鏟在國(guó)際市場(chǎng)中的地位。

［1］ 吳作明，杜明星.深入淺出西門(mén)子STEP7［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2012.

［2］ 王寧，吳利濤.深入淺出西門(mén)子人機(jī)界面［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011.

［3］ 蘇昆哲.深入淺出西門(mén)子WinCC V6［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2012.