西門子通訊故障自動化檢測技術在麻家梁煤礦主井裝卸載信號系統中的應用

秦愛玲

（同煤浙能麻家梁煤業有限責任公司，山西 朔州 036000）

西門子通訊故障自動化檢測技術在麻家梁煤礦主井裝卸載信號系統中的應用

秦愛玲

（同煤浙能麻家梁煤業有限責任公司，山西 朔州 036000）

本文對西門子S7-300無組態MPI通訊系統進行了深入研究，通過調用的系統功能塊SFC67，SFC68，在兩個S7通訊站之間互發握手信號，利用車房S7站編寫通訊故障檢測程序，并編寫故障輸出指示程序，使檢修人員第一時間就能判斷出故障點，大大提高了故障處理效率。

自動化控制系統；通訊故障檢測；程序

圖1　麻家梁礦主井裝卸載信號系統通信系統圖

如上圖所示，麻家梁礦主井裝卸載信號系統有以下組成：車房S7站，上井口卸載系統S7站，下井口裝載系統S7站。通過西門子MPI通信協議構成PROFIBUS通訊網絡，經過西門子CP5611卡與上位機通信，并在MGCS組態上構成可視化人機界面［1］。

但是，一旦出現S7站系統之間任一通信線路中斷，或任一S7站總線隔離器損壞或系統24VDC任一處電源接地，都會引起通信中斷，并且上位機讀取不到系統數據，檢修人員排查故障只能采用傳統的萬用表分段檢測，分段甩S7站外接輸入信號，一般需要排查6至10小時，甚至更長，極大的影響公司正常生產。

1　項目內容

該項目主要是利用西門子MPI通訊中的SFC67“X_GET”，從本地S7CPU站以外的通信伙伴中讀取數據，并互發送握手信號，利用車房S7站編寫故障自檢程序，同時利用車房CPU備用數字量輸出點及輸入點和音響喇叭，在信號柜上安裝復位和故障指示燈，將對應區段通訊故障通過聲光報警報出，檢修人員第一時間就能判斷出故障點，該方法比傳統的“逐路排查”法效率高出10倍以上，極大縮短故障處理時間。

圖2　裝卸載自動化控制系統

利用車房S7站點與上井口S7站點SFC67“X_GET”通信站：

圖3　車房與上井口S7站點SFC67“X_GET”通信站

取車房發送至上井口備用通信點：DB1.DBX9.7，并取上井口發送至車房相對應備用通信點：DB1.DBX1.7作為通信握手信號。

同樣，利用車房S7站點與下井口S7站點SFC67“X_GET”通信站：

取車房發送至下井口備用通信點：DB1.DBX33.7，并取上井口發送至車房相對應備用通信點：DB1.DBX17.7作為通信握手信號。

1.1車房到上進通信故障自檢程序編寫如下：

圖4　車房與下井口S7站點SFC67“X_GET”通信站

1.1.1在上井口S7站CPU中編寫如下程序：

圖5　上井口握手信號程序編寫

利用車房發送的握手通信點驅動上井口發送至車房通信點并反發送回車房。

1.1.2在車房S7站CPU中編寫如下程序：

圖6　車房至上井口通信故障程序編寫

利用上井口反發回的握手信號常閉點DB1.DBX1.7驅動車房發送回上井口握手信號常開點DB1，DBX9.7，這樣，在CUP一個循環掃描周期內，車房通信點DB1. DBX9.7在車房與上井口通信正常的情況下就會處于間隔接通與關斷狀態，因此利用常開點DB1，DBX9.7接通一個T55（SODT）接通延時定時器，加入在常開點接通情況下斷開，并持續1500MS，則為通信故障，接通中間繼電器器M8.0，同樣，通信也可能在DB1.DBX9.7為常閉狀態下斷開，于是利用常閉點DB1.DBX9.7驅動接通延時定時器T56，并輸出到M8.0。

1.2上井口至下井口通信故障檢測程序編寫如下：

1.2.1在下井口S7站CPU中編寫如下程序：

圖7　下井口通信握手程序編寫

1.2.2在車房S7站CPU中編寫如下程序：

圖8　下井口到上井口通訊故障程序編寫

如圖1所示，下井口到車房通訊必須也通過上井口到車房通信線路，因此，要判斷下井口到上井口通信必須先確保上井口到車房通信正常，所以把“上井口到車房通訊故障M8.0”加進“上井口到下井口通訊故障M8.1”中。

由于西門子MPI通信協議基于RS-485通信，RS-485標準采用平衡式發送，差分式接收的數據收發器來驅動總線，接收器的輸入靈敏度為200mv，即（V+）-（V-）≧0.2V，表示信號“0”；（V+）-（V-）≦0.2V，表示信號“1”。因此，當出現“車房至上井口”和“下井口至上井口”兩路同時出現“通訊故障”時，則斷定為系統接地，導致系統電位不穩定。

通訊故障輸出及系統接地監視程序編寫如下：

圖9　通訊故障輸出及系統接地程序編寫

當出現通訊故障或接地故障時，必須要有聲光報警，為減少硬件投資，利用車房信號柜本機音響作為聲音信號報警喇叭，并外接一個復位按鈕作為聲音復位。程序編寫如下：

圖10　通訊故障聲音輸出中間程序編寫

將通訊故障聲音報警加入本機音響控制程序中：

圖11　通訊故障驅動本機音響程序編寫

利用“上井口到車房通訊故障”數字量輸出點Q1.0驅動備用中間繼電器KA7，用“下井口到上井口通訊故障”數字量輸出點Q0.6驅動備用中間繼電器KA10，并在信號柜后安裝故障指示按鈕以及故障。

2　應用情況及社會經濟效益

本項目通過通訊故障自檢程序的編寫，實現通訊故障分斷報出，給排查故障指明了方向，大大縮短故障處理時間通過幾個月的投入使用，幫助檢修人員快速排查兩次該類故障，每次能節約5小時以上的故障排查時間，轉化成經濟效益（6小時×每小時35斗×每斗45噸×70%原煤洗選×每噸400元）約為260萬元，取得的直接及間接經濟效益十分明顯，同時，進一步提高了系統的自動化程度，使設備管理、維護更加嚴謹和科學。

［1］陽憲惠.現場總線技術及其應用［M］.北京：清華大學出版社，2009.

Application of Siemens Communication Fault Automatic etectionTechnology in the Loading and Unloading Signal System for the Main Shaft of MaialiangCoal Mine

Qin Ailing
（Datong Coal Zheneng Majialiang Coal Co.Ltd.，Shuozhou，Shanxi 036000）

This paper studied Siemens S7-300 MPI communication system in depth，By calling the system functional blockSFC67 SFC68 andsendingeach other handshaking signals between the two S7 stations，usedthe garage S7 sta?tionto writecommunication fault detection program，and program the fault output instructions，makingthe maintenan?cepersonnel judge the fault points in the first place，which has greatly improved the efficiency of fault handling.

Automation control system；Communication fault detection；program

TD633

A

1003-5168（2015）05-0065-3

2015-4-28

秦愛玲（1986.7-），女，本科，助理工程師，研究方向：自動化。