天車智能控制系統(tǒng)通訊故障自動(dòng)復(fù)位功能設(shè)計(jì)改造

◎剪洪飛

中國一重軋電制造廠機(jī)加二班天車智能控制系統(tǒng)，主要包括天車手動(dòng)呼叫、天車自動(dòng)避讓等功能。旨在節(jié)約人力資源、提高工作效率和提升設(shè)備安全性能，并通過網(wǎng)絡(luò)化通訊，便于對(duì)天車遠(yuǎn)程診斷與故障記錄。該系統(tǒng)是通過無線通訊進(jìn)行信號(hào)傳輸，檢測到的位置信號(hào)既要傳給天車也要傳給地面控制室，通過PLC的綜合處理后再發(fā)送回天車，所以信號(hào)傳輸尤為重要，它起到了橋梁的作用。無線通訊模塊是由3個(gè)W788模塊、13個(gè)W746模塊（每臺(tái)天車使用一個(gè)）組成。由于外界通訊信號(hào)的干擾（手機(jī)信號(hào)、WLAN信號(hào)等）和環(huán)境溫度的變化，導(dǎo)致天車上通信模塊W746頻繁發(fā)生通訊故障。

一、原因分析

由于外界通訊信號(hào)的干擾（手機(jī)信號(hào)、WLAN信號(hào)等）和環(huán)境溫度的變化，導(dǎo)致天車通訊一直中斷，需要檢測通訊是否正常，在聯(lián)網(wǎng)的電腦上PING對(duì)應(yīng)的無線模塊IP地址。例如檢測中跨200噸天車，按下“開始鍵+R”，跳出運(yùn)行窗口，輸入“ping172.30.150.21-t”，則會(huì)跳出通訊測試程序，判斷通訊情況。若無線模塊通訊正常，PING對(duì)應(yīng)的天車PLC的IP地址。由此判斷到底是哪個(gè)通訊點(diǎn)出了問題，并檢查對(duì)應(yīng)通訊裝載，如網(wǎng)線是否松動(dòng)，送電順序錯(cuò)誤等。經(jīng)過長時(shí)間故障修理發(fā)現(xiàn)，天車出現(xiàn)通訊故障與硬件連接無關(guān)，都是因?yàn)橥饨绺蓴_，導(dǎo)致模塊通訊發(fā)生故障。每次都需要維修人員到天車上重新啟動(dòng)W746電源對(duì)通訊故障進(jìn)行復(fù)位。耗時(shí)費(fèi)力、這無形之中增加了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了天車的工作效率。因此設(shè)計(jì)并改造天車通訊故障自動(dòng)復(fù)位功能。

二、理論依據(jù)

通過對(duì)天車通訊模塊W748功能的深入理解及S7-300PLC的深層次應(yīng)用，對(duì)天車硬件及軟件進(jìn)行改造，在地面控制室主站PLC（通過檢測天車位置執(zhí)行避障程序）設(shè)置脈沖信號(hào)，并在每個(gè)天車從站PLC時(shí)刻掃描主站脈沖信號(hào)。如果在20秒內(nèi)檢測不到主站脈沖，則視為出現(xiàn)通訊故障。在從站添加PLC程序及硬件將通訊模塊W748的電源斷電后延時(shí)重啟，從而恢復(fù)通訊功能。

三、方案設(shè)計(jì)及實(shí)施

1.軟件設(shè)計(jì)。

程序段6：天車主站PLC始終發(fā)射時(shí)間為1秒的脈沖信號(hào)（地址：DB10.DBX2.0），每個(gè)天車從站時(shí)刻掃描主站脈沖信號(hào)。程序設(shè)定如果從站20秒內(nèi)檢測不到主站脈沖信號(hào)，視為出現(xiàn)通訊故障輸出M60.7。

程序段7：天車出現(xiàn)通訊故障且天車各個(gè)機(jī)構(gòu)都處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，自動(dòng)或手動(dòng)觸發(fā)擴(kuò)展脈沖定時(shí)器，通訊模塊電源輸出繼電器（Q1.4）斷電。15秒鐘后定時(shí)器為零，繼電器得電使模塊實(shí)現(xiàn)從得電到失電再到得電的過程，將通訊模塊重新啟動(dòng)、恢復(fù)通訊功能。

注：（1）復(fù)位（R）串入M60.7目的是保護(hù)，天車沒有出現(xiàn)通訊故障時(shí)不論自動(dòng)還是手動(dòng)都不會(huì)觸發(fā)定時(shí)器、重啟通訊模塊電源，防止天車工誤操作導(dǎo)致繼電器重啟。

（2）天車遙控器控制禁止運(yùn)行和空操控制禁止運(yùn)行是各機(jī)構(gòu)串聯(lián)在一起并控制擴(kuò)展脈沖定時(shí)器，即天車各個(gè)機(jī)構(gòu)都處于停止?fàn)顟B(tài)，允許天車通訊模塊電源輸出繼電器重啟。

程序段8：天車出現(xiàn)通訊故障時(shí)手動(dòng)遙控復(fù)位滿足三個(gè)條件：遙控器停止輸入信號(hào)、故障復(fù)位按鈕同時(shí)為1且持續(xù)10秒鐘后觸發(fā)復(fù)位條件。

2.硬件連接。

下圖為天車避障系統(tǒng)硬件連接圖，右側(cè)繼電器控制通信模塊W748的電源，從而完成重啟功能。

四、改造前后對(duì)比

通過此項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，有效避免了維修人員登天車進(jìn)行故障處理，降低了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高了天車的工作效率。這個(gè)創(chuàng)新改造項(xiàng)目得到了天改造天車避障系統(tǒng)廠家工程師認(rèn)可，并將這個(gè)改造項(xiàng)目添加到每一套改造系統(tǒng)中。

五、結(jié)束語

通過對(duì)天車通訊模塊（W748）功能的深入理解及S7-300PLC的深層次應(yīng)用，對(duì)天車智能控制系統(tǒng)硬件及軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成天車出現(xiàn)通訊故障自動(dòng)復(fù)位功能，通過程序的設(shè)計(jì)保證了天車運(yùn)行的安全性，降低維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高天車的工作效率。也可以將該創(chuàng)新理念推廣到其他領(lǐng)域的無線通訊設(shè)備，完成故障時(shí)自動(dòng)復(fù)位功能，保證設(shè)備安全高效運(yùn)行。