（河鋼集團(tuán)宣鋼機(jī)電公司，河北 張家口 075100）

關(guān)鍵字：選礦自動控制系統(tǒng)；RIO網(wǎng)絡(luò)；系統(tǒng)字；通訊狀態(tài)

本套自動控制系統(tǒng)在使用過程中，各控制站不同程度的出現(xiàn)了通訊閃斷后自動恢復(fù)正常的情況，由于沒有檢測功能，維護(hù)人員很難判斷出故障的問題所在，很大程度上影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。經(jīng)過技術(shù)人員觀察發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)各子站通訊均采用A、B網(wǎng)互為冗余的配置，而A、B網(wǎng)都存在不同層次的閃斷現(xiàn)象，若A、B網(wǎng)同時閃斷，或閃斷的頻率相同，就會造成從站與主站之間網(wǎng)絡(luò)通訊中斷，導(dǎo)致該站系統(tǒng)停機(jī)。

1 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置及故障分析

1.1 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置

該系統(tǒng)為三電一體化控制系統(tǒng)，采用施耐德公司Quantum系列PLC實現(xiàn)自動控制，按工藝流程共設(shè)有包括破碎、受礦、輸送、堆取料機(jī)和礦尾處理5個PLC控制站，34個遠(yuǎn)程I/O站，一個工程師站，五個操作站。所有控制站、操作站、工程師站之間通過冗余以太網(wǎng)連接。控制站與遠(yuǎn)程I/O站之間的網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議為S908,通訊介質(zhì)選用同軸電纜RG11和RG6型；各變電所及控制室之間的以太網(wǎng)通過光纖連接，編程軟件為Unity 4.0系統(tǒng)。

1.2 網(wǎng)絡(luò)故障分析

前期投產(chǎn)前，通過針對產(chǎn)生問題的外圍環(huán)境和硬件配置兩方面因素進(jìn)行了一系列方案設(shè)計施工，解決了部分干擾問題并提高了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)適配性能。但是由于設(shè)計缺陷和所用設(shè)備材質(zhì)等原因，在過去一段時間，各控制站不同程度的出現(xiàn)了通訊閃斷后又自動恢復(fù)正常的情況，維護(hù)人員很難判斷出故障的問題所在，很大程度上影響了生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。

通過對選礦控制系統(tǒng)遠(yuǎn)程I/O站進(jìn)行觀測，發(fā)現(xiàn)破碎、輸送、堆取料機(jī)等幾個控制站的遠(yuǎn)程I/O站在運(yùn)行過程中A、B網(wǎng)通訊狀態(tài)間隔斷開，雖然間隔時間較短，但是因為每一個控制站的A、B網(wǎng)互為冗余，若是A、B網(wǎng)間斷的頻率相同，就會造成遠(yuǎn)程站通訊連接閃斷，導(dǎo)致該站系統(tǒng)停機(jī)。如果能及時發(fā)現(xiàn)隱患點并進(jìn)行處理，就可以及時處理網(wǎng)絡(luò)故障，同時避免冗余網(wǎng)絡(luò)故障導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。

在對施耐德Quantum系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)配置原理研究后發(fā)現(xiàn)，Quantum PLC的系統(tǒng)參數(shù)可以用來顯示PLC狀態(tài)及遠(yuǎn)程I/O站的運(yùn)行狀態(tài)和通訊連接狀態(tài)，在用戶程序中分析這些系統(tǒng)參數(shù)，并通過程序處理實現(xiàn)控制站和遠(yuǎn)程I/O站通訊狀態(tài)檢測功能，就可以通過計算機(jī)編程快速定位故障點，大幅度減少維護(hù)人員故障判斷的時間。

2 利用系統(tǒng)參數(shù)分析實現(xiàn)通訊狀態(tài)檢測

施耐德Quantum PLC使用%SW系統(tǒng)位顯示PLC及其遠(yuǎn)程I/O的運(yùn)行狀態(tài)，其中系統(tǒng)字%SW542-%SW640是用來反映主站與各個遠(yuǎn)程I/O通訊狀態(tài)的系統(tǒng)字。通過程序的編制，對%SW542-%SW640進(jìn)行高低位拆分，分別對高、低位進(jìn)行監(jiān)測、采集、保存，來分析網(wǎng)絡(luò)波動的頻率，監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。

2.1 Quantum系統(tǒng)字%SW542到%SW640描述

2.1.1 全局通信狀態(tài)%SW542到%SW544

字%SW542到%SW544是全局通信錯誤字。

①%SW542：顯示了全局通信狀態(tài)。其中%SW542.15=1表示通信操作正確，%SW542.14=1表示在線纜A上的通信操作正確，%SW542.13=1表示在線纜B上的通信操作正確，%SW542.11到8=通信計數(shù)器丟失，%SW542.7到0=重試總數(shù)計數(shù)。②%SW543：用于線纜A的全局錯誤總數(shù)計數(shù)。高字節(jié)表示檢測到的錯誤計數(shù)，低字節(jié)表示“非響應(yīng)”計數(shù)。③%SW544：用于線纜B的全局錯誤總數(shù)計數(shù)。高字節(jié)表示檢測到的錯誤計數(shù)，低字節(jié)表示“非響應(yīng)”計數(shù)。

2.1.2 遠(yuǎn)程站的狀態(tài)%SW545到%SW640

字%SW545到%SW640用來描述遠(yuǎn)程站的狀態(tài)，每一個遠(yuǎn)程站使用三個狀態(tài)字。

①%SW545：顯示第一個遠(yuǎn)程站的全局通信狀態(tài)。其中%SW545表示顯示第一個遠(yuǎn)程站的全局通信狀態(tài)，%SW545.15=1表示通信操作正確，%SW545.14=1表示在線纜A上的通信操作正確，%SW545.13=1表示在線纜B上的通信操作正確，%SW545.11到8=通信計數(shù)丟失，%SW545.7到0=重試總數(shù)計數(shù)。②%SW546：是用于第一個遠(yuǎn)程站線纜A的全局錯誤總數(shù)計數(shù)。高字節(jié)表示檢測到的錯誤計數(shù)，低字節(jié)表示“非響應(yīng)”計數(shù)。③%SW547：是用于第一個遠(yuǎn)程站線纜B的全局錯誤總數(shù)計數(shù)。高字節(jié)表示檢測到的錯誤計數(shù)，低字節(jié)表示“非響應(yīng)”計數(shù)字。④%SW548到550分配給第2個遠(yuǎn)程站，%SW551到553分配給第3個遠(yuǎn)程站.......%SW638到640分配給第32個遠(yuǎn)程站。

2.2 系統(tǒng)字的拆分及監(jiān)控程序

在Unity 4.0編程軟件中，將系統(tǒng)字%SW542首先拆分出高字節(jié)和低字節(jié)，再將高字節(jié)拆分為位值，定義%SW542.15、%SW542.14、%SW542.13三個位變量，將系統(tǒng)字%SW543和%SW544拆分，取低字節(jié)定義變量。其中%SW542的低字節(jié)顯示全網(wǎng)絡(luò)“非響應(yīng)”計數(shù)，若該數(shù)據(jù)反復(fù)在0-256之間變化，說明其網(wǎng)絡(luò)有波動，變化越頻繁其波動越強(qiáng)烈。高字節(jié)的第五位顯示為“1”，B網(wǎng)通訊則正常；第六位顯示為“1”，A網(wǎng)通訊則正常；第七位顯示為“1”，A、B通訊則正常。%SW543的低字節(jié)顯示A網(wǎng)絡(luò)“非響應(yīng)”計數(shù)，同理若該數(shù)據(jù)反復(fù)在0-256之間變化，說明其A網(wǎng)絡(luò)有波動，變化越頻繁波動越強(qiáng)烈。%SW544與%SW543同理，其他遠(yuǎn)程I/O站以此類推。

將各變量做趨勢采集，通過分析趨勢所展示的“非響應(yīng)”計數(shù)在0-256之間的波動頻率，來監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，迅速判斷出是哪個時間段波動較強(qiáng)烈，是哪個遠(yuǎn)程站波動強(qiáng)烈引起通訊異常等等。

3 結(jié)語

通過在選礦自控系統(tǒng)各流程的程序中添加、編寫CPU和子站通訊網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控程序，使得維護(hù)人員能隨時對破碎站、受礦站、輸送站和堆取料機(jī)站等控制系統(tǒng)中各子站通訊狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控、及時發(fā)現(xiàn)通訊的波動點并及時進(jìn)行處理，大幅度降低了故障發(fā)生率，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。