基于可移動存儲設備的掘進機故障診斷設計方案

薛超

摘 要：描述了一種基于可移動存儲設備，通過其相應的文件讀寫模塊用于掘進機電控系統故障診斷的設計方案，該方案利用低成本的硬件作為煤礦井下電氣自動化設備輔助診斷手段，不僅能給設備使用單位帶來方便，而且能為設備制造商降低售后服務成本。

關鍵詞：PLC 掘進機 串口通訊 FX3U-232-BD 故障診斷

中圖分類號：TP333 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0068-01

隨著煤炭開采向著機械化、自動化方向發展，越來越多的用到了掘進機、采煤機等大型機械設備。而這些設備幾乎無一例外地使用了PLC、PCC等各種類型的可編程控制系統，以及復雜的控制、保護回路和傳感器，并且其自動化程度還在不斷提升中。另一方面，目前我國煤炭行業，井下設備受相關維修維護人員知識水平限制、維護不到位以及對產品的不熟悉，造成了部分簡單故障無法處理、故障現象描述不清楚等情況，既影響正常安全生產，也給設備制造商售后服務帶來不小壓力。而通常的以太網遠程維護成本高、配線麻煩，在煤礦井下部署并不方便?，F如今U盤、SD卡、TF卡等可移動存儲設備已經被廣泛地應用于人們的日常生活、工作當中，其攜帶方便、容量大、價格便宜，特別是文件讀取非常方便?；谝陨显?，本文以U盤為例，筆者在這里提出一種基于可移動存儲設備的軟硬件設計方案，幫助掘進機維修維護人員協助廠家分析、診斷故障，盡早恢復設備實現正常生產。

1 原理介紹

三菱FX3U-64MR可編程控制器（PLC）內部寄存器，如各I/O口狀態、模擬量存儲單元數值等，通過FX3U-232-BD（RS-232C通訊功能擴展板）使用RS指令往外部發送，再通過帶串口功能的U盤文件讀寫模塊將串口發送來的數據最終以文件的形式存儲到接駁于讀寫模塊的U盤當中。掘進機在出現故障且維修維護人員無法診斷處理的情況下，將U盤插入文件讀寫模塊并將模塊連接至PLC的串行通訊功能擴展板，并按照廠家技術人員要求，順序完成相應操作。操作完成后便可將U盤及模塊拆除并恢復設備原始狀態。升井后將U盤中的文件發送給廠家技術人員，從而實現輔助故障診斷。

2 硬件構成

本方案中需要用到的硬件有U盤文件讀寫模塊、U盤、FX3U-64MR可編程控制器、FX3U-232-BD等，配置（見圖1）。

三菱FX系列PLC以其可靠性、豐富的擴展性和通用性，被廣泛地應用于各自動化行業。FX3U-64MR作為其第3代微型可編程控制器，在速度、容量、性能和功能方面都有不小的提升。改進后的FX3U-232-BD能夠更加牢固、可靠的安裝于PLC基本單元擴展接口上。通過RS指令，能夠簡單迅速的完成PLC與外部設備的數據交換。帶串口功能的U盤文件讀寫模塊，一方面利用單片機自帶串口通訊功能或者配合MAX 232芯片，將三菱FX3U-232-BD發送來的數據讀取到單片機中，并通過掛接于單片機的CH375通用接口芯片的USB總線來完成U盤的讀寫操作，實現不依賴于通用計算機的數據的轉移。

3 程序編制

程序設計主要涉及到FX3U-232-BD模塊通訊，以及U盤文件讀寫模塊單片機的相應程序。由于后者已作為成熟產品存在于市面上，對其原有程序做很小改動甚至不作修改便能滿足功能要求。本文只給出PLC端的程序，其功能為實現PLC內部狀態的數據輸出（見圖2）。

第0步設置8位數據處理模式；第3步為上電復位輸出寄存器，并設置串口通信格式為8位數據長度、無奇偶校驗、1位停止位、波特率為9600bps；第14步調用RS指令設置發送數據地址和點數，并設置不接受數據；第24步設置每一秒鐘完成一次數據的發送，并寫入需要發送的數據內容，然后置位M8122發送相應長度的從D200開始的數據。

至此，完成了對PLC端狀態的發送。這些狀態本身在一定程度上體現了PLC運行情況以及外圍硬件回路工作情況，對故障的診斷提供了非常重要的信息。

4 結語

該方案主要優點是操作簡單、方便，易于實現，同時不會對整機的成本產生影響，也不會產生安全上的任何問題，因為它本身無需對產品軟硬件做任何的改動。更進一步的，通過定制的文件讀寫模塊中單片機程序，直接生成所需格式的文件，再經計算機上編寫對應的上位機軟件處理，便可實現故障的自動分析與診斷。

參考文獻

[1] 陳蘇波.三菱PLC快速入門與實例提高[M].人民郵電出版社，2008.

[2] FX系列特殊功能模塊用戶手冊[Z].三菱電機株式會社.

[3] 三菱FX系列PLC編程手冊[Z].三菱電機株式會社.endprint

摘 要：描述了一種基于可移動存儲設備，通過其相應的文件讀寫模塊用于掘進機電控系統故障診斷的設計方案，該方案利用低成本的硬件作為煤礦井下電氣自動化設備輔助診斷手段，不僅能給設備使用單位帶來方便，而且能為設備制造商降低售后服務成本。

關鍵詞：PLC 掘進機 串口通訊 FX3U-232-BD 故障診斷

中圖分類號：TP333 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0068-01

隨著煤炭開采向著機械化、自動化方向發展，越來越多的用到了掘進機、采煤機等大型機械設備。而這些設備幾乎無一例外地使用了PLC、PCC等各種類型的可編程控制系統，以及復雜的控制、保護回路和傳感器，并且其自動化程度還在不斷提升中。另一方面，目前我國煤炭行業，井下設備受相關維修維護人員知識水平限制、維護不到位以及對產品的不熟悉，造成了部分簡單故障無法處理、故障現象描述不清楚等情況，既影響正常安全生產，也給設備制造商售后服務帶來不小壓力。而通常的以太網遠程維護成本高、配線麻煩，在煤礦井下部署并不方便。現如今U盤、SD卡、TF卡等可移動存儲設備已經被廣泛地應用于人們的日常生活、工作當中，其攜帶方便、容量大、價格便宜，特別是文件讀取非常方便?；谝陨显?，本文以U盤為例，筆者在這里提出一種基于可移動存儲設備的軟硬件設計方案，幫助掘進機維修維護人員協助廠家分析、診斷故障，盡早恢復設備實現正常生產。

1 原理介紹

三菱FX3U-64MR可編程控制器（PLC）內部寄存器，如各I/O口狀態、模擬量存儲單元數值等，通過FX3U-232-BD（RS-232C通訊功能擴展板）使用RS指令往外部發送，再通過帶串口功能的U盤文件讀寫模塊將串口發送來的數據最終以文件的形式存儲到接駁于讀寫模塊的U盤當中。掘進機在出現故障且維修維護人員無法診斷處理的情況下，將U盤插入文件讀寫模塊并將模塊連接至PLC的串行通訊功能擴展板，并按照廠家技術人員要求，順序完成相應操作。操作完成后便可將U盤及模塊拆除并恢復設備原始狀態。升井后將U盤中的文件發送給廠家技術人員，從而實現輔助故障診斷。

2 硬件構成

本方案中需要用到的硬件有U盤文件讀寫模塊、U盤、FX3U-64MR可編程控制器、FX3U-232-BD等，配置（見圖1）。

三菱FX系列PLC以其可靠性、豐富的擴展性和通用性，被廣泛地應用于各自動化行業。FX3U-64MR作為其第3代微型可編程控制器，在速度、容量、性能和功能方面都有不小的提升。改進后的FX3U-232-BD能夠更加牢固、可靠的安裝于PLC基本單元擴展接口上。通過RS指令，能夠簡單迅速的完成PLC與外部設備的數據交換。帶串口功能的U盤文件讀寫模塊，一方面利用單片機自帶串口通訊功能或者配合MAX 232芯片，將三菱FX3U-232-BD發送來的數據讀取到單片機中，并通過掛接于單片機的CH375通用接口芯片的USB總線來完成U盤的讀寫操作，實現不依賴于通用計算機的數據的轉移。

3 程序編制

程序設計主要涉及到FX3U-232-BD模塊通訊，以及U盤文件讀寫模塊單片機的相應程序。由于后者已作為成熟產品存在于市面上，對其原有程序做很小改動甚至不作修改便能滿足功能要求。本文只給出PLC端的程序，其功能為實現PLC內部狀態的數據輸出（見圖2）。

第0步設置8位數據處理模式；第3步為上電復位輸出寄存器，并設置串口通信格式為8位數據長度、無奇偶校驗、1位停止位、波特率為9600bps；第14步調用RS指令設置發送數據地址和點數，并設置不接受數據；第24步設置每一秒鐘完成一次數據的發送，并寫入需要發送的數據內容，然后置位M8122發送相應長度的從D200開始的數據。

至此，完成了對PLC端狀態的發送。這些狀態本身在一定程度上體現了PLC運行情況以及外圍硬件回路工作情況，對故障的診斷提供了非常重要的信息。

4 結語

該方案主要優點是操作簡單、方便，易于實現，同時不會對整機的成本產生影響，也不會產生安全上的任何問題，因為它本身無需對產品軟硬件做任何的改動。更進一步的，通過定制的文件讀寫模塊中單片機程序，直接生成所需格式的文件，再經計算機上編寫對應的上位機軟件處理，便可實現故障的自動分析與診斷。

參考文獻

[1] 陳蘇波.三菱PLC快速入門與實例提高[M].人民郵電出版社，2008.

[2] FX系列特殊功能模塊用戶手冊[Z].三菱電機株式會社.

[3] 三菱FX系列PLC編程手冊[Z].三菱電機株式會社.endprint

摘 要：描述了一種基于可移動存儲設備，通過其相應的文件讀寫模塊用于掘進機電控系統故障診斷的設計方案，該方案利用低成本的硬件作為煤礦井下電氣自動化設備輔助診斷手段，不僅能給設備使用單位帶來方便，而且能為設備制造商降低售后服務成本。

關鍵詞：PLC 掘進機 串口通訊 FX3U-232-BD 故障診斷

中圖分類號：TP333 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0068-01

隨著煤炭開采向著機械化、自動化方向發展，越來越多的用到了掘進機、采煤機等大型機械設備。而這些設備幾乎無一例外地使用了PLC、PCC等各種類型的可編程控制系統，以及復雜的控制、保護回路和傳感器，并且其自動化程度還在不斷提升中。另一方面，目前我國煤炭行業，井下設備受相關維修維護人員知識水平限制、維護不到位以及對產品的不熟悉，造成了部分簡單故障無法處理、故障現象描述不清楚等情況，既影響正常安全生產，也給設備制造商售后服務帶來不小壓力。而通常的以太網遠程維護成本高、配線麻煩，在煤礦井下部署并不方便。現如今U盤、SD卡、TF卡等可移動存儲設備已經被廣泛地應用于人們的日常生活、工作當中，其攜帶方便、容量大、價格便宜，特別是文件讀取非常方便。基于以上原因，本文以U盤為例，筆者在這里提出一種基于可移動存儲設備的軟硬件設計方案，幫助掘進機維修維護人員協助廠家分析、診斷故障，盡早恢復設備實現正常生產。

1 原理介紹

三菱FX3U-64MR可編程控制器（PLC）內部寄存器，如各I/O口狀態、模擬量存儲單元數值等，通過FX3U-232-BD（RS-232C通訊功能擴展板）使用RS指令往外部發送，再通過帶串口功能的U盤文件讀寫模塊將串口發送來的數據最終以文件的形式存儲到接駁于讀寫模塊的U盤當中。掘進機在出現故障且維修維護人員無法診斷處理的情況下，將U盤插入文件讀寫模塊并將模塊連接至PLC的串行通訊功能擴展板，并按照廠家技術人員要求，順序完成相應操作。操作完成后便可將U盤及模塊拆除并恢復設備原始狀態。升井后將U盤中的文件發送給廠家技術人員，從而實現輔助故障診斷。

2 硬件構成

本方案中需要用到的硬件有U盤文件讀寫模塊、U盤、FX3U-64MR可編程控制器、FX3U-232-BD等，配置（見圖1）。

三菱FX系列PLC以其可靠性、豐富的擴展性和通用性，被廣泛地應用于各自動化行業。FX3U-64MR作為其第3代微型可編程控制器，在速度、容量、性能和功能方面都有不小的提升。改進后的FX3U-232-BD能夠更加牢固、可靠的安裝于PLC基本單元擴展接口上。通過RS指令，能夠簡單迅速的完成PLC與外部設備的數據交換。帶串口功能的U盤文件讀寫模塊，一方面利用單片機自帶串口通訊功能或者配合MAX 232芯片，將三菱FX3U-232-BD發送來的數據讀取到單片機中，并通過掛接于單片機的CH375通用接口芯片的USB總線來完成U盤的讀寫操作，實現不依賴于通用計算機的數據的轉移。

3 程序編制

程序設計主要涉及到FX3U-232-BD模塊通訊，以及U盤文件讀寫模塊單片機的相應程序。由于后者已作為成熟產品存在于市面上，對其原有程序做很小改動甚至不作修改便能滿足功能要求。本文只給出PLC端的程序，其功能為實現PLC內部狀態的數據輸出（見圖2）。

第0步設置8位數據處理模式；第3步為上電復位輸出寄存器，并設置串口通信格式為8位數據長度、無奇偶校驗、1位停止位、波特率為9600bps；第14步調用RS指令設置發送數據地址和點數，并設置不接受數據；第24步設置每一秒鐘完成一次數據的發送，并寫入需要發送的數據內容，然后置位M8122發送相應長度的從D200開始的數據。

至此，完成了對PLC端狀態的發送。這些狀態本身在一定程度上體現了PLC運行情況以及外圍硬件回路工作情況，對故障的診斷提供了非常重要的信息。

4 結語

該方案主要優點是操作簡單、方便，易于實現，同時不會對整機的成本產生影響，也不會產生安全上的任何問題，因為它本身無需對產品軟硬件做任何的改動。更進一步的，通過定制的文件讀寫模塊中單片機程序，直接生成所需格式的文件，再經計算機上編寫對應的上位機軟件處理，便可實現故障的自動分析與診斷。

參考文獻

[1] 陳蘇波.三菱PLC快速入門與實例提高[M].人民郵電出版社，2008.

[2] FX系列特殊功能模塊用戶手冊[Z].三菱電機株式會社.

[3] 三菱FX系列PLC編程手冊[Z].三菱電機株式會社.endprint