人機界面在空中自行葫蘆輸送機的應用

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生產大馬力輪式拖拉機，為提高產品生產率，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），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運。空中自行葫蘆輸送機（以下簡稱自行葫蘆）采用國際先進的滑觸線信號傳遞技術，通過滑觸線和碳刷采集、反饋電源和控制信號，確保設備順利工作。自行葫蘆在現場大輪拖生產中能提高現場的空間利用率，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，常規維修方法需要多人在不同運行平臺，相互溝通判斷設備故障。

圖1 自行葫蘆監控界面

（3）部分設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，查詢電氣元件狀態繁瑣。

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

圖2 一般屬性界面

圖3 圖片屬性界面

二、開發維綸屏監控界面

1.在維綸屏制作設備運轉狀態圖（圖1）

通過該畫面可實現的功能：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（圖中橢圓形指示葫蘆升降、前后狀態）；③小車報警信息（位置和報警原因）。當小車在某個工位時，這個工位區間的“長方形框圖”出現綠色，在上件和下件位，左右兩側各有一個“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，執行編碼為“0100”，正在執行狀態為上升動作，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”設備運行狀態指示燈和“長方形”的小車位置狀態指示均通過圖2的“位狀態指示燈元件”體現，通過圖2的“一般屬性”界面，可以看到該指示燈的狀態是通過讀取PLC進行信息獲取的，即位狀態指示與控制PLC里的X15相關。變化狀態則需在圖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，位狀態指示為“”，當X15為0時，位狀態為“”。

2.制作自行葫蘆操作手柄及關鍵限位開關顯示圖

讀取PLC的I/O狀態值，對設備關鍵信號、不易觀察的開關信息進行直觀顯示（圖4），為排查設備故障提供直觀參考。圖5中所呈現的監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里對應的手柄信號X35進行讀取并呈現在監控界面。該監控界面最大優點是可在任何時候全部呈現維修中可能用到的I/O點，便于維修。若現在某一操作手柄按鈕按下后葫蘆不執行相對應動作，通過查詢圖5的監控界面，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。在人機監控界面時只需提取出對應的報警軟信息即可，而故障原因則可根據M130軟元件的程序查找相關元器件狀態，給予進一步細化提醒，具體程序略。

圖4 操作手柄監視界面

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，且部分設備在高空運轉，每次維修設備較為繁瑣（圖8）。開發人機監控界面后，設備發生故障時，可在人機界面實時顯示設備故障時間和位置（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備運轉狀態的頻率。

（2）以前三裝廠的設備故障后，由生產操作人員填寫請修單，流程繁瑣并且不易整理和歸類匯總。開發人機界面后，設備故障信息可在監控平臺上自動周期記錄存檔，方便日后設備的故障匯總和設備狀態跟蹤。（3）能夠在監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，便于快速了解設備運行狀態（圖10）。特別是自行葫蘆操作手柄和到位限位開關更是為維修設備提供了便利。

圖8 高空查詢故障

圖9 監控界面查詢

圖10 電氣元件狀態顯示界面

（4）在前期進行程序集成按鈕的幫助下可以實現對設備常見故障的“一鍵排除”，即按下相對應的“故障排除”按鈕后，設備會自動按照預設的程序動作自動排除設備故障，以快速恢復工作。如設備出現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，改進后操作人員直接通過界面輕松借助“一鍵實現前進和后退”功能，處理設備故障。