分散式工作站通訊狀態監控改造實踐

夏偉

摘要：文章詳細介紹了分散式工作站通訊方式的特點，結合2#燒結機自動化工作站點實際情況，有針對性的設計了整套通訊監控系統，具體包括系統監控畫面、邏輯判斷程序、報警彈窗和語音報警等，經過實踐檢驗，該系統能夠清楚、準確的為電氣自動化人員提供故障信息，指導故障排除。

關鍵詞：施耐德;分散式工作站;通訊狀態監控

Abstract： The article introduces in detail the characteristics of the communication mode of the distributed workstation， combined with the actual situation of the 2# sintering machine automation work station， a targeted design of a complete communication monitoring system， including the system monitoring screen， logic judgment program， alarm pop-up window and Voice alarm， etc.， through practical tests， the system can clearly and accurately provide electrical automation personnel with fault information and guide troubleshooting.

Keywords： Schneider; distributed workstations; communication status monitoring

一、遠程I/O特點

施耐德Quantum系列PLC的I/O構架分為本地、遠程和分布式三種，分散式工作站通常采用遠程 I/O方式，主站采用CRP通訊適配器模塊，子站采用CRA通訊適配器模塊，采用S908通訊協議，通訊速率為1.544Mbps，通訊介質可采用同軸電纜或光纖，同軸電纜的最遠通訊距離為4572米，光纖的最遠通訊距離為14公里，最大子站數31個，子站連接方式分為單纜和冗余纜，支持熱備系統，每個子站利用背板擴展模塊可以擴展一個背板，最大可安裝27個IO模板，可應用于距離較遠、點數較多、點數集中且干擾較強的場合。

二、現場概況介紹

中天鋼鐵第一燒結廠2#燒結機于2009年建成投產，按照常規燒結工藝流程，自動化控制部分共設有三套Quantum系列PLC，分別為配料系統（PLC1）、燒結系統（PLC2）和成品系統（PLC3），其中配料系統1個主站，7個分站，燒結系統1個主站，9個分站，成品系統1個主站，3個分站。三個主站之間采用以太網通訊方式進行數據交換，主站與分站之間采用同軸電纜，如圖2-1所示。

自投產以來，累計發生過數十次的通訊故障，故障類型主要分為工作站電源模塊掉電、通訊模塊損壞和同軸電纜故障等，如不能及時查明原因，排除故障，容易造成設備頻繁跳停，不利于重大設備的安全運行，同時，燒結生產連續性變差，產量降低，也造成燒結礦質量出現波動。

為降低自動化通訊故障次數，縮短故障處理時間，我們在加強對自動化設備的維護力度的同時，決定利用PLC內部自定義的用于描述分散式工作站的狀態字，對各PLC站點進行實時監控，幫助我們判斷故障根源。

經過查閱相關資料，我們了解到：PLC默認將%SW545到%SW640用于描述分散式工作站的狀態，每個工作站使用三個狀態字，%SW545到%SW547分配給工作站1，%SW548到%SW550分配給工作站2，以此類推，%SW638到%SW640分配給工作站32（即最后一個分站）。每個狀態字都有16位，以%SW545為例，%SW545.15=1，代表通訊操作正確，%SW545.14=1，代表電纜A的通訊操作正確，%SW545.13=1，代表電纜B的通訊操作正確。

三、具體實施方案

1、制作通訊監控畫面

如圖3-1所示，在上位機監控畫面中，畫出三套PLC的每個站點及其通訊線路，單獨某一個或多個站點故障和某段通訊線路故障分別體現，具體要求如下：

（1）當單個或多個分站的通訊模塊故障或分站電源模塊故障時，僅這些分站模塊顯示故障，其余正常如圖3-2所示;

（2）當從某個分站開始往后的通訊模塊的狀態字都報錯時，這些分站模塊、分支器以及線路同時顯示故障，其余正常，這說明是進該分站的同軸電纜或分支器故障，如圖3-3所示。

2、編制邏輯判斷程序

以配料PLC程序為例，該部分主要是監控8個站點的狀態字變化情況，一旦信號變化，就將其置位保持，如圖3-4所示。

3、編制報警腳本程序

（1）畫面彈窗報警

如圖3-5所示，在腳本窗口中新增條件腳本，當任意配料、燒結、成品三套PLC的某個站點通訊狀態字監測到異常時，都會主動將PLC控制系統狀態監視圖彈出至當前窗口。

（2）系統語音報警

如圖3-6所示，在腳本窗口中新增條件腳本，當任意配料、燒結、成品三套PLC的某個站點通訊狀態字監測到異常時，通過喇叭自動播報是哪一套PLC通訊故障。

四、效果驗證

通過反復模擬不同系統、不同站點和不同線路的故障現象，監控畫面和語音報警系統能清晰給出故障點，且經過改造后一年多的實際檢驗，當真實出現通訊故障時，在監控系統的幫助下，電氣自動化人員排除故障的時間大大縮短，在一定程度上也提高了設備作業率。