拉彎矯現(xiàn)場(chǎng)總線故障的診斷及處理

趙平

（江蘇蘇鋁鋁業(yè)有限公司，江蘇 徐州 221007）

拉彎矯現(xiàn)場(chǎng)總線故障的診斷及處理

趙平

（江蘇蘇鋁鋁業(yè)有限公司，江蘇 徐州 221007）

針對(duì)拉彎矯控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線通信，介紹了其控制系統(tǒng)的硬件配置、PROFIBUS-DP控制網(wǎng)絡(luò)；在生產(chǎn)運(yùn)行中，網(wǎng)絡(luò)通信故障的表現(xiàn)、產(chǎn)生的原因，故障的檢查、診斷方法及相應(yīng)處理措施。

硬件配置；PROFIBUS-DP；故障原因；故障診斷；故障處理；BF燈

隨著國(guó)內(nèi)外鋁加工行業(yè)的高速發(fā)展，鋁加工設(shè)備的自動(dòng)化水平越來(lái)越高，客戶對(duì)鋁板、帶、箔的板形、板面要求也越來(lái)越苛刻。精整設(shè)備拉彎矯，通過(guò)對(duì)板、帶、箔拉伸、矯直，使其內(nèi)部應(yīng)力趨于均勻，起到消除或減輕鋁板帶箔在冷加工過(guò)程中產(chǎn)生單、雙邊、中間及兩肋波浪，潛在板形不良等缺陷的作用。

1 控制系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)介紹

拉彎矯控制系統(tǒng)采用西門(mén)子高性能的CPU317-2PN/DP,實(shí)現(xiàn)PLC和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、其他各從站以Profibus-DP協(xié)議進(jìn)行通訊,其硬件組態(tài)如圖1，由CPU317-2PN/DP及機(jī)架、15個(gè)ABB直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、4個(gè)分布式I/O從站ET200M（接口模塊IM153-1）和6個(gè)ET200S(接口模塊IM151-1)組成的PROFIBUSDPmastersystem，速率為1.5Mbps。HMI人機(jī)界面（參數(shù)的設(shè)置、運(yùn)行數(shù)據(jù)的顯示，交直流合、分閘操作及報(bào)警顯示等用WinCCflexible軟件進(jìn)行組態(tài)，下載到MP277觸摸屏上）通過(guò)以太網(wǎng)與PLC進(jìn)行通訊。

圖1 S7300硬件組態(tài)

1.2 PROFIBUS-DP協(xié)議

PROFIBUS-DP協(xié)議用于PLC與分布式I/O和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的高速數(shù)據(jù)的通訊，在制造業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)中的單元級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)級(jí)，PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用最為廣泛。

2 通訊故障及處理方法

設(shè)備在運(yùn)行中出現(xiàn)通訊故障，CPU模塊上“BF”燈點(diǎn)亮為紅色，或瞬間點(diǎn)亮為紅色后又熄滅，恢復(fù)為正常狀態(tài)。由于通訊故障的出現(xiàn)，設(shè)備無(wú)法正常工作。

2.1 CPU模塊上“BF”燈常亮故障

機(jī)組在生產(chǎn)運(yùn)行中，機(jī)組突然停機(jī)，CPU模塊上“BF”燈點(diǎn)亮后為紅色，始終亮著不熄滅，機(jī)組無(wú)法再運(yùn)行。

2.1.1 故障產(chǎn)生的原因及處理方法

可能產(chǎn)生的原因有：（1）總線連接器故障。（2）接口模塊故障。（3）電源故障。（4）總線斷線(總線連接器處壓接線斷)。（5）外部I/O線路故障。（6）直流驅(qū)動(dòng)模塊通訊故障，在人機(jī)界面HMI上和操作臺(tái)直流故障燈會(huì)直接顯示。

2.1.2 故障檢查、處理方法

針對(duì)上述故障，診斷方法有：（1）直接檢查各從站接口模塊，哪個(gè)或幾個(gè)亮紅燈。（2）可使用SIMATIC Manager管理器打開(kāi)項(xiàng)目文件，與CPU“在線后，打開(kāi)“Module Information”窗口，查看“diagnostic Buffer”標(biāo)簽內(nèi)的歷史記錄，里面詳細(xì)記錄了通信故障的Profibus-DP從站機(jī)架地址編號(hào)。如圖2顯示從站機(jī)架地址編號(hào)為11（stationnumber:11）。

故障處理：（1）如果是總線連接器、接口模塊、電源模塊等硬件損壞，直接更換。（2）如果是總線連接器處壓接線斷，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范重新壓接。（3）如果是外部I/O線路接地或短路把電源電壓拉低，查出故障點(diǎn)進(jìn)行處理。（4）如果是直流驅(qū)動(dòng)模塊通訊故障，檢查相應(yīng)的直流驅(qū)動(dòng)裝置、通訊模塊和總線連接器及其壓接線，硬件損壞直接更換。

圖2 S7300在線硬件診斷

2.2 CPU模塊上“BF”燈瞬間點(diǎn)亮為紅色后又恢復(fù)為正常狀態(tài)的通訊故障

該類(lèi)故障，一般機(jī)組在生產(chǎn)運(yùn)行中，網(wǎng)絡(luò)通訊故障瞬間出現(xiàn)，導(dǎo)致設(shè)備或機(jī)組停機(jī)，CPU模塊上“BF”燈瞬間點(diǎn)亮為紅色后又恢復(fù)為正常狀態(tài)，重新運(yùn)行后，一切都正常。該類(lèi)通訊故障信息的捕捉需借助SIMATIC Manager管理器軟件。

2.2.1 故障產(chǎn)生的原因及處理方法

可能產(chǎn)生的原因有：（1）硬件老化，如總線連接器、接口模塊、PROFIBUS電纜等硬件老化，導(dǎo)致其抗干擾能力下降，性能的可靠性、穩(wěn)定性變差。（2）總線連接器壓線或與接口模塊接觸不良，使其在某些條件下，導(dǎo)致故障的出現(xiàn)。（3）I/O點(diǎn)的信號(hào)采集的控制電纜線破皮，導(dǎo)致瞬間短路或接地拉低了電壓后又恢復(fù)正常。（4）總線上的屏蔽層接地地阻偏大或接地引線接觸不良，及電纜間耦合電壓偏大等。

2.2.2 故障檢查診斷、處理方法

第一，檢查、診斷方法有：使用SIMATIC Manager管理器打開(kāi)項(xiàng)目文件，與CPU“在線后，打開(kāi)“Module Information”窗口，查看“diagnostic Buffer”的歷史記錄，如圖2，詳細(xì)記錄了報(bào)警的序號(hào)、CPU內(nèi)部時(shí)間和日期、報(bào)警事件。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊相應(yīng)的報(bào)警事件，在其下面灰色的背景框內(nèi)顯示報(bào)警事件引起的原因、類(lèi)型、報(bào)警站點(diǎn)地址編號(hào)或組織塊號(hào)數(shù)等詳細(xì)情況。

對(duì)于同一時(shí)間有多個(gè)報(bào)警事件，為了便于比較、分析，可將歷史記錄導(dǎo)出，用記事本打開(kāi)，如圖3。

檢查故障站點(diǎn)、故障類(lèi)型及故障出現(xiàn)站點(diǎn)和類(lèi)型是否有重復(fù)性等。另外，通過(guò)在中斷程序OB82(診斷中斷)、OB85（優(yōu)先級(jí)錯(cuò)誤中斷）、OB86（機(jī)架故障中斷）、OB122（I/O訪問(wèn)錯(cuò)誤中斷）中編寫(xiě)記錄和處理故障的程序，以便于在出現(xiàn)故障時(shí)，能夠迅速查明故障原因、快速進(jìn)行處理。

圖3 S7300故障診斷記錄

第二，故障處理：①出現(xiàn)故障的站點(diǎn)，硬件老化更換相應(yīng)的硬件；②總線上有總線連接器壓線或其與接口模塊有接觸不良現(xiàn)象，按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)處理；③I/O點(diǎn)的信號(hào)采集的控制電纜線，更換相應(yīng)的信號(hào)采集線纜；④總線上的屏蔽層接地電阻偏大或與接地引線接觸不良，與通訊電纜間耦合電壓偏大等，按規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重新壓接、重新接地、多處重復(fù)接地處理。

3 結(jié)語(yǔ)

拉彎矯現(xiàn)場(chǎng)總線的故障檢查、診斷方法和處理方法，在運(yùn)用PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線的生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備或機(jī)組中都適用，便于快速的排除現(xiàn)場(chǎng)總線的網(wǎng)絡(luò)通訊故障，有利于提高自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備或機(jī)組的可靠性、穩(wěn)定性。

[1]廖常初.S7-300/400PLC應(yīng)用教程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[2]西門(mén)子（中國(guó)）自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).深入淺出西門(mén)子S7-300PLC[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004.

T333.4

A

1671-0711（2017）07（上）-0052-02