人機界面在空中自行葫蘆輸送機的應(yīng)用

段松松 王曉東 王雷飛 常喜萍 賈海亮

（第一拖拉機股份有限公司 河南洛陽）

一、存在的問題

洛陽一拖股份有限公司三裝廠專業(yè)生產(chǎn)大馬力輪式拖拉機，為提高產(chǎn)品生產(chǎn)率，該廠采用空中自行葫蘆輸送機線（湖北三豐智能輸送裝備股份有限公司研發(fā)），負責拖拉機傳動箱體、分動箱體、整機底盤和駕駛室等部件的裝配轉(zhuǎn)運?？罩凶孕泻J輸送機（以下簡稱自行葫蘆）采用國際先進的滑觸線信號傳遞技術(shù)，通過滑觸線和碳刷采集、反饋電源和控制信號，確保設(shè)備順利工作。自行葫蘆在現(xiàn)場大輪拖生產(chǎn)中能提高現(xiàn)場的空間利用率，降低裝配人員勞動強度，提高大輪拖在裝配過程中的自動化程度。目前自行葫蘆使用過程中存在一些問題。

（1）空中自行葫蘆輸送機的電氣元件多分布在高空處，維修人員勞動強度大，且存在安全隱患。

（2）某些電氣元件隨運輸機移動，不易實時觀察，常規(guī)維修方法需要多人在不同運行平臺，相互溝通判斷設(shè)備故障。

圖1 自行葫蘆監(jiān)控界面

（3）部分設(shè)備故障維修故障無法直接顯示，需要通過PC連接PLC查詢狀態(tài)，查詢電氣元件狀態(tài)繁瑣。

為此使用國內(nèi)主流的維綸屏MT6070i人機界面，通過RS232接口和三菱Q02系列PLC進行實時通信，自行開發(fā)出可快速查詢、解決設(shè)備故障的自行葫蘆監(jiān)控平臺。利用威綸科技公司開發(fā)的新一代人機界面組態(tài)軟件 easy builder 8000進行后臺編程，制作人機通信界面。該軟件組態(tài)的所有狀態(tài)信息均是通過人機界面與設(shè)備控制的PLC實現(xiàn)實時通信，信號采集顯示。

圖2 一般屬性界面

圖3 圖片屬性界面

二、開發(fā)維綸屏監(jiān)控界面

1.在維綸屏制作設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)圖（圖1）

通過該畫面可實現(xiàn)的功能：①顯示小車所處位置（圖中長方形代表小車處于當前位置）；②小車升降運行狀態(tài)（圖中橢圓形指示葫蘆升降、前后狀態(tài)）；③小車報警信息（位置和報警原因）。當小車在某個工位時，這個工位區(qū)間的“長方形框圖”出現(xiàn)綠色，在上件和下件位，左右兩側(cè)各有一個“正方形框圖”，分別代表左、右到位信號，中間“長方形框圖”代表區(qū)間到位信號。同時每個工位上方有4個白色指示燈，從左到位，分別是編碼1～4。由圖1可看出，在“下滯升”工位有1臺自行葫蘆，執(zhí)行編碼為“0100”，正在執(zhí)行狀態(tài)為上升動作，上件2位的黃燈亮起，組合1000，代表下降，積放4位的藍燈亮起，組合0001，代表快速前進，上件1位紅藍燈亮起，組合0011，代表慢速前進。圖1中“橢圓形”設(shè)備運行狀態(tài)指示燈和“長方形”的小車位置狀態(tài)指示均通過圖2的“位狀態(tài)指示燈元件”體現(xiàn)，通過圖2的“一般屬性”界面，可以看到該指示燈的狀態(tài)是通過讀取PLC進行信息獲取的，即位狀態(tài)指示與控制PLC里的X15相關(guān)。變化狀態(tài)則需在圖3“圖片”屬性里選擇0、1的圖片顏色值，本實例中，當X15為1時，位狀態(tài)指示為“”，當X15為0時，位狀態(tài)為“”。

2.制作自行葫蘆操作手柄及關(guān)鍵限位開關(guān)顯示圖

讀取PLC的I/O狀態(tài)值，對設(shè)備關(guān)鍵信號、不易觀察的開關(guān)信息進行直觀顯示（圖4），為排查設(shè)備故障提供直觀參考。圖5中所呈現(xiàn)的監(jiān)視手柄的指示元件屬性依然是和PLC進行連接通信，并將操作手柄的信息實時顯示在該界面，示例中采用的是將PLC里對應(yīng)的手柄信號X35進行讀取并呈現(xiàn)在監(jiān)控界面。該監(jiān)控界面最大優(yōu)點是可在任何時候全部呈現(xiàn)維修中可能用到的I/O點，便于維修。若現(xiàn)在某一操作手柄按鈕按下后葫蘆不執(zhí)行相對應(yīng)動作，通過查詢圖5的監(jiān)控界面，即可了解按下按鈕后，信號是否到達PLC，從而判斷出具體故障點。

在報警界面（圖6）可看到報警時間、位置和信息，已將報警程序集成在自行葫蘆程序控制中（圖7），如M191、M130和M131等。在人機監(jiān)控界面時只需提取出對應(yīng)的報警軟信息即可，而故障原因則可根據(jù)M130軟元件的程序查找相關(guān)元器件狀態(tài)，給予進一步細化提醒，具體程序略。

圖4 操作手柄監(jiān)視界面

圖5 位指示元件圖

圖6 報警信息顯示界面

圖7 空中自行葫蘆控制程序

三、應(yīng)用效果

（1）三裝廠自行葫蘆的平面布局面積在七百多平方米，且部分設(shè)備在高空運轉(zhuǎn)，每次維修設(shè)備較為繁瑣（圖8）。開發(fā)人機監(jiān)控界面后，設(shè)備發(fā)生故障時，可在人機界面實時顯示設(shè)備故障時間和位置（圖9），并且人機界面能快速提供維修解決方案。提高維修效率，降低維修勞動強度，減少維修人員高空查詢設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)的頻率。

（2）以前三裝廠的設(shè)備故障后，由生產(chǎn)操作人員填寫請修單，流程繁瑣并且不易整理和歸類匯總。開發(fā)人機界面后，設(shè)備故障信息可在監(jiān)控平臺上自動周期記錄存檔，方便日后設(shè)備的故障匯總和設(shè)備狀態(tài)跟蹤。（3）能夠在監(jiān)控平臺上實時直觀的查詢自行葫蘆的電氣輸入輸出元件的狀態(tài)，便于快速了解設(shè)備運行狀態(tài)（圖10）。特別是自行葫蘆操作手柄和到位限位開關(guān)更是為維修設(shè)備提供了便利。

圖8 高空查詢故障

圖9 監(jiān)控界面查詢

圖10 電氣元件狀態(tài)顯示界面

（4）在前期進行程序集成按鈕的幫助下可以實現(xiàn)對設(shè)備常見故障的“一鍵排除”，即按下相對應(yīng)的“故障排除”按鈕后，設(shè)備會自動按照預(yù)設(shè)的程序動作自動排除設(shè)備故障，以快速恢復(fù)工作。如設(shè)備出現(xiàn)到位信號丟失故障時，小車報警不能動作，以前需要操作人員登上距離地面5～8 m的高空，來回移動小車幫助到位信號恢復(fù)，改進后操作人員直接通過界面輕松借助“一鍵實現(xiàn)前進和后退”功能，處理設(shè)備故障。