天車智能控制系統通訊故障自動復位功能設計改造

◎剪洪飛

中國一重軋電制造廠機加二班天車智能控制系統，主要包括天車手動呼叫、天車自動避讓等功能。旨在節約人力資源、提高工作效率和提升設備安全性能，并通過網絡化通訊，便于對天車遠程診斷與故障記錄。該系統是通過無線通訊進行信號傳輸，檢測到的位置信號既要傳給天車也要傳給地面控制室，通過PLC的綜合處理后再發送回天車，所以信號傳輸尤為重要，它起到了橋梁的作用。無線通訊模塊是由3個W788模塊、13個W746模塊（每臺天車使用一個）組成。由于外界通訊信號的干擾（手機信號、WLAN信號等）和環境溫度的變化，導致天車上通信模塊W746頻繁發生通訊故障。

一、原因分析

由于外界通訊信號的干擾（手機信號、WLAN信號等）和環境溫度的變化，導致天車通訊一直中斷，需要檢測通訊是否正常，在聯網的電腦上PING對應的無線模塊IP地址。例如檢測中跨200噸天車，按下“開始鍵+R”，跳出運行窗口，輸入“ping172.30.150.21-t”，則會跳出通訊測試程序，判斷通訊情況。若無線模塊通訊正常，PING對應的天車PLC的IP地址。由此判斷到底是哪個通訊點出了問題，并檢查對應通訊裝載，如網線是否松動，送電順序錯誤等。經過長時間故障修理發現，天車出現通訊故障與硬件連接無關，都是因為外界干擾，導致模塊通訊發生故障。每次都需要維修人員到天車上重新啟動W746電源對通訊故障進行復位。耗時費力、這無形之中增加了維修人員的勞動強度，降低了天車的工作效率。因此設計并改造天車通訊故障自動復位功能。

二、理論依據

通過對天車通訊模塊W748功能的深入理解及S7-300PLC的深層次應用，對天車硬件及軟件進行改造，在地面控制室主站PLC（通過檢測天車位置執行避障程序）設置脈沖信號，并在每個天車從站PLC時刻掃描主站脈沖信號。如果在20秒內檢測不到主站脈沖，則視為出現通訊故障。在從站添加PLC程序及硬件將通訊模塊W748的電源斷電后延時重啟，從而恢復通訊功能。

三、方案設計及實施

1.軟件設計。

程序段6：天車主站PLC始終發射時間為1秒的脈沖信號（地址：DB10.DBX2.0），每個天車從站時刻掃描主站脈沖信號。程序設定如果從站20秒內檢測不到主站脈沖信號，視為出現通訊故障輸出M60.7。

程序段7：天車出現通訊故障且天車各個機構都處于停止狀態時，自動或手動觸發擴展脈沖定時器，通訊模塊電源輸出繼電器（Q1.4）斷電。15秒鐘后定時器為零，繼電器得電使模塊實現從得電到失電再到得電的過程，將通訊模塊重新啟動、恢復通訊功能。

注：（1）復位（R）串入M60.7目的是保護，天車沒有出現通訊故障時不論自動還是手動都不會觸發定時器、重啟通訊模塊電源，防止天車工誤操作導致繼電器重啟。

（2）天車遙控器控制禁止運行和空操控制禁止運行是各機構串聯在一起并控制擴展脈沖定時器，即天車各個機構都處于停止狀態，允許天車通訊模塊電源輸出繼電器重啟。

程序段8：天車出現通訊故障時手動遙控復位滿足三個條件：遙控器停止輸入信號、故障復位按鈕同時為1且持續10秒鐘后觸發復位條件。

2.硬件連接。

下圖為天車避障系統硬件連接圖，右側繼電器控制通信模塊W748的電源，從而完成重啟功能。

四、改造前后對比

通過此項技術創新，有效避免了維修人員登天車進行故障處理，降低了維修人員的勞動強度，同時提高了天車的工作效率。這個創新改造項目得到了天改造天車避障系統廠家工程師認可，并將這個改造項目添加到每一套改造系統中。

五、結束語

通過對天車通訊模塊（W748）功能的深入理解及S7-300PLC的深層次應用，對天車智能控制系統硬件及軟件進行設計，完成天車出現通訊故障自動復位功能，通過程序的設計保證了天車運行的安全性，降低維修人員的勞動強度，提高天車的工作效率。也可以將該創新理念推廣到其他領域的無線通訊設備，完成故障時自動復位功能，保證設備安全高效運行。