基于TIA Portal電鏟上位機顯示運行故障的設計

張 宇，胡守偉

（太原重工股份有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

當前大多數(shù)國產(chǎn)大型礦用電鏟上位機畫面不能全面地顯示故障，不能同步顯示故障與故障對應的類型，不能智能彈出故障的解決辦法；對故障記錄的判斷和觸發(fā)較為復雜。隨著電鏟設計水平的不斷進步及客戶要求的不斷提高，要求能夠對電鏟中所使用的各種變頻器在運行過程中發(fā)生的故障及時、準確、自動地在上位機畫面中顯示，并能提供給用戶有價值的故障處理辦法。

1 “TIA Portal”

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

本設計方案基于博途V12平臺，通過該平臺可在TP1200等觸摸屏系統(tǒng)中安裝中文字庫，實現(xiàn)了電鏟設計中使用TP1200制作上位機畫面時可以正常顯示中文字體的功能。

2 畫面設計

在電鏟畫面設計中，要求能夠實現(xiàn)變頻器“故障代碼自動傳送并顯示”、“故障簡單說明自動顯示”、“故障解決辦法獨立顯示”以及“故障記錄自動生成和保存”功能。

在博途軟件中，使用I／O域即可實現(xiàn)變頻器的“故障代碼自動顯示”，而其他3個顯示的實現(xiàn)比較困難，需要自行開發(fā)，用較少的設計成本實現(xiàn)自動顯示和記錄的設計目的。

2.1 故障簡單說明自動顯示

當電鏟設計采用西門子S120變頻器時，其裝置故障代碼相當多，因此本文通過文本列表的創(chuàng)建、文本條目的導入和符號I／O域的自動調(diào)用來實現(xiàn)“故障簡單說明自動顯示”。

首先，通過西門子下載中心得到中文網(wǎng)頁版S120故障庫文件，通過解析軟件將其解析為.csv格式的文件，然后轉化為內(nèi)容能正常顯示的Excel格式的S120故障庫。其次，在博途軟件中打開文本列表，利用其固有的格式，將前面轉化好的Excel格式的S120故障庫中的內(nèi)容進行復制并粘貼，并保存文件。接著再次導入到博途平臺中，就得到了顯示所有西門子故障代碼和簡單說明的文本條目。最后，在新建的畫面中使用符號I／O域，關聯(lián)故障變量，并調(diào)用包含故障簡單說明的文本列表實現(xiàn)故障簡單說明的自動顯示，如圖1所示。

圖1 故障1000發(fā)生畫面

2.2 故障解決辦法獨立顯示

對于電鏟運行中出現(xiàn)的任何一個變頻器故障，客戶都希望得到對應的故障解決辦法。通過反復比較試驗，本文選擇用腳本編寫變量組合程序，實現(xiàn)一次設計統(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，組合形成一個網(wǎng)頁地址的字符串變量，具體內(nèi)容需要根據(jù)網(wǎng)頁的地址來編輯組合字符串變量。

編寫腳本后，實現(xiàn)了當變頻器發(fā)生不同的故障時，腳本網(wǎng)頁地址即是當前故障變量所對應的故障解決辦法網(wǎng)頁地址。

最后，在電鏟上位機畫面中設計一個“故障說明及解決辦法”按鈕，在此按鈕屬性事件中，通過調(diào)用此網(wǎng)頁腳本即可實現(xiàn)點擊統(tǒng)一的按鈕，針對不同的故障就能對應顯示其故障原因和解決辦法的網(wǎng)頁。

如圖2所示，當發(fā)生故障1000，故障代碼顯示1000，故障說明也自動顯示，點擊“故障說明及解決辦法”按鈕，系統(tǒng)會自動彈出故障1000對應的故障說明及解決辦法網(wǎng)頁。

圖2 故障1000故障說明及解決辦法畫面

如圖3所示，當發(fā)生故障1001，故障代碼顯示為1001，故障說明也自動顯示。如需獲得1001的故障說明及解決辦法，則同樣點擊“故障說明及解決辦法”按鈕，系統(tǒng)會自動彈出故障1001對應的故障說明及解決辦法網(wǎng)頁。

圖3 故障1001故障說明及解決辦法畫面

2.3 故障記錄自動生成和保存

故障記錄的生成需要觸發(fā)變量進行觸發(fā)，對于不同的故障也就需要不同的觸發(fā)條件。本文通過大量的創(chuàng)新實驗，提出了使用故障變量觸發(fā)內(nèi)部變量來實現(xiàn)嵌套觸發(fā)“故障記錄自動生成和保存”的辦法。

如圖4所示，首先在故障變量屬性中設計一個讓內(nèi)部變量的值隨著故障變量的變化而自動循環(huán)的事件，然后通過該內(nèi)部變量來觸發(fā)報警故障記錄，實現(xiàn)故障記錄的自動生成。如圖5所示，報警故障記錄記錄和保存了電鏟運行中發(fā)生的不同故障。

圖4 故障變量屬性設置圖

圖5 報警故障記錄畫面

上述設計避免了通過編寫模擬離散故障庫來實現(xiàn)故障記錄的生成和保存。與當前進口電鏟使用庫文件設計報警故障記錄的辦法相比，本方案節(jié)省了庫文件的創(chuàng)建時間和成本，因此本文提出的嵌套觸發(fā)方案更方便有效。

3 總結

本設計方案使用I／O域實現(xiàn)了變頻器“故障代碼自動顯示”；使用符號I／O域通過調(diào)用文本列表來實現(xiàn)“故障簡單說明自動顯示”；使用腳本調(diào)用網(wǎng)頁地址來實現(xiàn)“故障解決辦法獨立顯示”；使用故障變量觸發(fā)內(nèi)部變量來實現(xiàn)“故障記錄自動生成和保存”。

本軟件的開發(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有效，從而增強了國產(chǎn)礦用電鏟在國際市場中的地位。

［1］ 吳作明，杜明星.深入淺出西門子STEP7［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2012.

［2］ 王寧，吳利濤.深入淺出西門子人機界面［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2011.

［3］ 蘇昆哲.深入淺出西門子WinCC V6［M］.北京：北京航空航天大學出版社，2012.