智能焊接生產線傳輸及中控典型故障處理

劉 璐

（寧夏天地奔牛實業集團有限公司，寧夏石嘴山 753001）

0 引言

智能焊接生產線主要以工件自動化傳輸為紐帶，將各個獨立的工位組合成整條的流水加工線。工件在干線傳輸線上進行傳輸，到達各個焊接工作位時，再由各個工位的支線傳輸車將工件傳輸到各自工作站。完成各自工件后，回到干線傳輸線向下一個工作位移動。整個動作流是通過智能傳輸及中控系統控制完成的，任何一處電氣故障都將不同程度地影響整條智能焊接生產線的自動運行。

1 智能傳輸及中控系統組成與分析

智能傳輸及中控系統主要由PLC、人機交互工控機、傳輸及液壓操作臺分站、視頻監控、（組裝工位、激光龍門焊接工位、機器人中板焊接工位、底板電焊工位、機器人底板焊接工位、底板內焊縫焊接工位及液壓站等7 個功能單元）、無線區域網及RGV 小車組成。

焊接生產線由若干獨立的工作站相關聯構成。總控制器PLC 通過工業以太網與各個子站可編程控制器相連，進行數據調用與信號傳輸工作，連接方式為串行連接。工作站執行動作經過子站PLC 編寫后，通過工業以太網連接至分站操作臺。經由子站人機交互工控機信號轉換顯示，通過監控屏查看各執行機構的狀態，設定相關工藝參數。通過DP 總線調用各執行伺服驅動器，完成相應動作執行。通過專用線與各輔助設備進行交互。正常焊接時調用選定的工藝程序后，在自動模式下，便可自動運行各個機構，完成焊接相關動作；在手動模式下，可獨立操作執行機構，適用于設備故障時手動調試及復位檢修。

2 故障現象

在某次焊接生產過程中交互顯示屏一閃變黑，斷電后上電恢復，底板焊接工作位2 人機交互工控機無法啟動，機器人控制柜故障報警，子站PLC 故障燈閃爍，分站操作臺面板各按鍵功能無法生效，執行機構伺服驅動器報警。焊接生產線主控制臺報警顯示子站底板焊接工作站故障，底板工作站動作癱瘓。

3 故障分析

（1）根據故障現象初步分析原因有：①人機交互工控機故障。工控機硬件故障，工控機軟件故障，交互顯示屏故障，工控機與交互顯示屏連接故障；②工控機供電電源硬件故障；③工控機供電電源連接人機交互工控機故障。故障導致子站工作站一系列執行單元、輔助設備的緊急停止。

（2）逐一排查故障原因。更換工控機到供電電源接線，故障依舊，排除連線故障；萬用表量取供電電源輸出側與輸入側均有電源輸出，且在正常范圍內，電壓正常，故障依舊，排除供電電源故障；將卸下的工控機替換到底板工作位1 號位，開機測試后，中板工作臺的控制臺屏幕無法顯示，故障依舊。

（3）綜合分析并確認故障點，認定工控機硬件存在故障，卸下工控機后，連接正常的顯示屏，開機測試，屏幕一閃黑屏。初步斷定工控機內部顯卡故障，將工控機后蓋卸開查看，確認沒有灼燒點后，將工控機聯同硬盤一起返回原廠檢修。將備用工控機替換返廠件，安裝到底板焊接工作站2，進行系統備份與參數修改的維修措施。

4 故障處理

（1）移動硬盤盒裝載并聯接口硬盤，連接至電腦主機，運用大白菜裝機軟件備份系統文件后，鏡像到新硬盤中。

（2）新硬盤安裝至備用工控機后，上電重啟底板工作站2，人機交互工控機啟動顯示屏亮起，手動進入WINCC Configuration Sudio 軟件，進入變量管理界面后選擇變量管理域下的“添加新的驅動程序”，在驅動列表中選擇“SIMATIC S7-1200，S7-1500 channel”驅動選項，如圖1 所示。

（3）在驅動菜單下的“OMS+”選項下，選擇“新建連接”，右鍵選擇連接名稱，選擇“連接參數”，填寫PLC 通信端口的IP 地址。只要確定底板工作站2 人機交互工控機的IP 地址與其他工作站IP 地址在同一地址域內，且地址不發生沖突，便可實現與底板工作站2 的S7-1200PLC 聯立通信，如圖2和圖3 所示。

圖1 選擇界面

圖2 聯立通信界面1

（4）PLC 通信端口的IP 地作，在PC 界面開始菜單下選擇運行，輸入“cmd”，在彈出的c：windowssystem32cmd.exe窗口內輸入“ging+空格+192.168.0.01”查看是否有接收信號，有接收信號說明成功建立了通信，否則需要更換網線重復效驗，如圖4 所示。

（5）底板工作站2 人機交互工控機的IP 地址通過逐一排查其他工位IP 地址，將底板2 工位的IP 地址初步篩查在“192.168.0.12～192.168.0.19”內，進行逐一試驗。通過排查確定“192.168.0.16”這個地址能與底板工作站2 的S7-1200PLC 聯立通信，如圖5 所示。

圖3 聯立通信界面2

圖4 通信界面1

（6）與底板工作站2 的S7-1200PLC 聯立通信的確認，如圖6 和圖7所示。交互顯示屏Wincc 軟件“信號顯示界面”有信號狀態顯示；交互顯示屏wincc 軟件“伺服位置界址可通過博途軟件查找，首先要創建一個新項目，打開項目視圖后，在項目樹下選擇“在線訪問”菜單，選擇“Realtek PCle FE Family Controller”選項，可查看到當前底板工作站2 的S7-1200PLC 的IP 地址為192.168.0.01。如IP 地址無法查看到，可能是PC 端口與PLC 通信端口未能成功聯立通信，可進行通信檢查工面”有執行機構位置數據顯示。

圖5 通信界面2

（7）進入WINCC Configuration Sudio 軟件，進入變量管理界面后選擇變量管理選項，刪除鏡像AS 符號變量參數，導入更新AS 符號變量參數。與底板工作站的變量參數進行比較，找出11 個變量參數字符長度不一致，進行修改，如圖8 所示。

COMM_DATE_ 產品代號，字符長度245 改為20；COMM_DATE_ 產品追溯編好，字符長度245 改為20；COMM_DATE_員工號，字符長度245 改為20；COMM_DATE_員工號緩沖，字符長度245 改為20；COMM_DATE_當前編號，字符長度245 改為20；COMM_DATE_施工令號緩沖，字符長度245 改為20；COMM_DATE_施工令號，字符長度245 改為20；COMM_DATE_ 焊絲型號，字符長度245 改 為 20；COMM_DATE_ 生產班次，字符長度245 改為 20；COMM_DATE_ 編號緩沖區，字符長度245 改為20；RRXX_STR_WKP_NO_STR，字符長度245 改為20；TTXX_STR_WKP_NO_STR，字符長度245 改為20。

（8）將底板工作站的變位機、RGV 小車和焊接機器人手動回到原點位置。手動操作變位機升降伺服驅動器、變位機旋轉伺服驅動器，調整到工作位原點；手動操作RGV小車升降伺服器、RGV 小車行走伺服驅動器，調整到工作位原點；焊接機器人利用機器人示教器復位報警，手動操作機器人回到原點位置。

（9）上述操作完畢后查看交互顯示屏WINCC Configuration Sudio 軟件焊接流程界面，變位機準備好、支線車準備好、機器人準備好，指示燈顯示為綠色時，設備恢復正常狀態，可以空載試運行驗證維修成果。

（10）設備試運行3 遍，無異?，F象發生，在現場操作專員監管下，才能加載工裝試生產。

（11）及時做好設備系統備份留存。

5 結束語

焊接生產設備在焊接過程中產生大量焊接煙塵與焊渣，由于焊煙密度大于空氣，加之長期生產運行導致焊煙焊渣大量堆積在電氣設備上，使其散熱效果不良，長期處于高溫運行，極易發生電氣元件燒毀、線路老化著火和設備跳電等危險情況。因此及時備份好設備系統和參數，很有必要。做好事后保障，同時也要做好事前設備保養工作，延緩設備故障周期。

圖6 通信確認界面1

圖7 通信確認界面2

圖8 變量參數字符修改界面