施耐德上位機(jī)服務(wù)器通訊中斷問題的研究和改進(jìn)

翟乃波,王寶軍,唐巧梅,祁建偉

(山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司,山東萊蕪 271100)

施耐德上位機(jī)服務(wù)器通訊中斷問題的研究和改進(jìn)

翟乃波,王寶軍,唐巧梅,祁建偉

(山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司,山東萊蕪 271100)

通過對泰鋼1#高爐上位機(jī)監(jiān)控服務(wù)器使用過程中遇到的通訊中斷故障進(jìn)行研究,提出在設(shè)計和維護(hù)使用過程中必須注意和采取的切實(shí)可行的對策措施。消除通訊中斷問題,從而避免網(wǎng)絡(luò)異常的發(fā)生,為同類故障的解決提供了參考。

服務(wù)器;通訊中斷;接地;線路敷設(shè)

1 引言

目前一般大型自動化控制系統(tǒng)上位機(jī)都采用服務(wù)器客戶機(jī)架構(gòu),服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)通訊出現(xiàn)波動將直接影響生產(chǎn)運(yùn)行。泰鋼1#高爐自動化控制系統(tǒng)采用施耐德昆騰系列PLC,上位機(jī)軟件采用Vijeo Citect V7.0,配置了兩臺服務(wù)器冗余熱備,出現(xiàn)通訊網(wǎng)絡(luò)中斷后兩臺服務(wù)器都未能連接客戶機(jī),針對設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及故障現(xiàn)象,對故障進(jìn)行全面分析,確認(rèn)網(wǎng)絡(luò)線路的接地系統(tǒng)不良、線路敷設(shè)設(shè)計缺陷是引起網(wǎng)絡(luò)通訊中斷的主要原因。該故障屬于典型的幽靈故障,影響因素多、持續(xù)時間長,通過對本次故障的分析、處理,采取切實(shí)有效的措施,消除通訊中斷問題,從而避免了網(wǎng)絡(luò)異常的發(fā)生,可以為同類故障的解決提供參考。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

泰鋼1#高爐自動化控制系統(tǒng)采用施耐德昆騰系列PLC,上位機(jī)軟件采用Vijeo Citect V7.0,配置了兩臺服務(wù)器冗余熱備,一臺出現(xiàn)問題另一臺能夠自動切換。監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)網(wǎng)冗余架構(gòu),環(huán)網(wǎng)架構(gòu)見圖1。

3 運(yùn)行狀況

1#高爐自2012年初投產(chǎn)以來,上位機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行一直穩(wěn)定,自2015年開始,上位機(jī)客戶機(jī)不斷開始出現(xiàn)數(shù)據(jù)無顯示情況,初始每個月出現(xiàn)一兩次,每次中斷2～3 s后自動恢復(fù),后來這種情況越來越頻繁,每天會出現(xiàn)兩三次,每次時間最長的達(dá)到8 s,嚴(yán)重影響到了生產(chǎn)的正常運(yùn)行。該問題長時間困擾著現(xiàn)場操作人員,經(jīng)過持續(xù)一年多的努力,終于找到故障的根本原因并得以解決。

圖1 高爐網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

4 故障原因分析及改進(jìn)

4.1 故障現(xiàn)象

由于故障是隨機(jī)發(fā)生的,且故障發(fā)生后網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行正常,無報警信息。我們在故障出現(xiàn)后也對附近干擾源進(jìn)行排查,未發(fā)現(xiàn)明顯的干擾設(shè)備和線路。

4.2 故障原因分析

4.2.1 接地系統(tǒng)的影響

接地系統(tǒng)不佳、服務(wù)器抗干擾能力差是引起頻繁故障的直接原因。由于采用的服務(wù)器與客戶機(jī)及操作臺都未接入接地系統(tǒng),隨著線路老化及環(huán)境的變化,長時間運(yùn)行后導(dǎo)致設(shè)備存在靜電或其它干擾因素,由于服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)抗干擾能力較差,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)波動情況。

針對這個問題,我們對各個相應(yīng)設(shè)備分別進(jìn)行接地排查,依次將服務(wù)器柜、操作臺、服務(wù)器、交換機(jī)接入PLC接地系統(tǒng)(見圖2),雖然連接接地系統(tǒng)使網(wǎng)絡(luò)干擾頻次明顯降低,但問題未能最終徹底解決。

通過連接接地系統(tǒng)使網(wǎng)絡(luò)干擾頻次明顯降低,統(tǒng)計結(jié)果見表1、表2所示。

從表1、表2數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn),在對各設(shè)備接地后,開始的效果是比較好的,但是隨著時間的推移,效果越來越差,始終未能徹底解決。

圖2 設(shè)備接地

表1 處理前

4.2.2 網(wǎng)絡(luò)線路的影響

控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)型網(wǎng)絡(luò)組成,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行一直可靠穩(wěn)定,各PLC之間數(shù)據(jù)傳輸未出現(xiàn)過問題,這樣就排除了環(huán)網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)連接問題。經(jīng)過重新安裝一臺工控機(jī)作為服務(wù)器進(jìn)行測試,服務(wù)器與PLC之間數(shù)據(jù)運(yùn)行一直穩(wěn)定,未出現(xiàn)通訊中斷的情況發(fā)生,這樣排除了環(huán)網(wǎng)直接存在干擾的情況。針對這種情況,懷疑服務(wù)器與客戶機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)存在問題,很大程度是由于服務(wù)器與交換機(jī)之間的線路存在干擾。

表2 處理后

4.3 處理改進(jìn)

通過以上故障現(xiàn)象的分析,我們對服務(wù)器與交換機(jī)之間的線路進(jìn)行重點(diǎn)排查,發(fā)現(xiàn)服務(wù)器與交換機(jī)之間的線路是敷設(shè)在交流220 V控制線路的電纜橋架,通過對網(wǎng)線屏蔽層的測試,發(fā)現(xiàn)屏蔽層中偶爾會出現(xiàn)一些感應(yīng)電壓,對此,我們對服務(wù)器與交換機(jī)之間的線路進(jìn)行更換,并且線路單獨(dú)敷設(shè),線路全部用鋼管做屏蔽。線路更換后,我們跟蹤了一周的時間,服務(wù)器與客戶機(jī)運(yùn)行正常,服務(wù)器通訊中斷故障未發(fā)生,網(wǎng)絡(luò)通訊恢復(fù)正常。

5 結(jié)語

網(wǎng)絡(luò)通訊故障一直以來都被認(rèn)為是不易解決的復(fù)雜性問題,因?yàn)橐鸶蓴_的因素很多,且通常不是單一因素,而是各因素之間交叉影響,交互作用,單獨(dú)消除某一種因素會有所改善,一般無法徹底解決。一般從兩方面考慮,一是消除干擾源,但實(shí)現(xiàn)起來比較難,主要是很難鎖定干擾源;二是從自身角度加強(qiáng)防護(hù),避免受到干擾。泰鋼1#高爐通過改進(jìn)接地系統(tǒng)、優(yōu)化線路等措施的實(shí)施,使通訊中斷問題得以消除,徹底解決了服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)故障的發(fā)生,并為同類故障的解決提供了參考。

The Research and Improvement for the Communication Interruption of the Upper Computer Server Schneider

ZHAI Naibo,WANG Baojun,TANG Qiaomei,QI Jianwei
(Taishan Iron&Steel Group Co.,Ltd.,Laiwu,271100,Shandong,China)

Through the study of the communication interrupt in the using process of upper computer monitor server of Taigang’s 1#blast furnace,put forward some practical and feasible measures to be taken in the process of design and maintenance.The problem of communication interruption is eliminated completely,so as to avoid the occurrence of network anomalies,to provide a reference for the solution of similar faults.

server,communication interruption,grounding,line laying

TN915

A

1001-5108(2017)01-0037-03

翟乃波,工程師,主要從事計量、自動化管理方面的工作。