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InterBus現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)在線故障診斷

   2012年02月01日 16:14  
  InterBus現(xiàn)場總線作為IEC61158標(biāo)準(zhǔn)之一,廣泛應(yīng)用于制造業(yè)和機(jī)器加工業(yè)。汽車生產(chǎn)過程中的物料呼叫控制系統(tǒng)采用InterBus現(xiàn)場總線技術(shù),在現(xiàn)有生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)物流重構(gòu),實(shí)現(xiàn)了企業(yè)同步化物流的需求。
  
  一、引言
  
  InterBus現(xiàn)場總線作為IEC61158標(biāo)準(zhǔn)之一,是一種開放型的串行總線系統(tǒng),其數(shù)據(jù)傳輸速度快、效率高,總線控制器和總線設(shè)備具有智能化和很強(qiáng)的故障診斷能力,廣泛應(yīng)用于制造業(yè)和機(jī)器加工業(yè)。汽車生產(chǎn)過程中的物料呼叫控制系統(tǒng)采用InterBus現(xiàn)場總線技術(shù),在現(xiàn)有生產(chǎn)線上進(jìn)行生產(chǎn)物流重構(gòu),實(shí)現(xiàn)了企業(yè)同步化物流的需求。該系統(tǒng)能使物料供應(yīng)及時(shí)、,節(jié)省物料線邊占用空間、減少線邊庫存和儲(chǔ)位庫存,自動(dòng)統(tǒng)計(jì)缺料的工位、時(shí)間與頻次,有效防止不必要的延誤、等待時(shí)間和因物料短缺產(chǎn)生停線的問題。控制系統(tǒng)具有在線故障診斷功能,減少了系統(tǒng)故障處理的時(shí)間,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和工廠生產(chǎn)效率。
  
  二、控制系統(tǒng)組成
  
  物料呼叫控制系統(tǒng)由硬件和軟件構(gòu)成。硬件主要由工控機(jī),現(xiàn)場總線控制器,總線耦合器BK模塊,數(shù)字輸入、輸出模塊DIO、SAB模塊,LED顯示屏,燈箱和按鈕構(gòu)成。現(xiàn)場總線控制器選用RFC430,其具有數(shù)據(jù)采集、邏輯控制、信息交換和自動(dòng)診斷等功能。控制系統(tǒng)軟件由控制程序和故障診斷程序組成。
  
  控制程序功能如下:根據(jù)汽車生產(chǎn)要求,當(dāng)生產(chǎn)線線邊庫存低于zui低值時(shí),生產(chǎn)工人按下工位上對(duì)應(yīng)的按鈕,總線控制器根據(jù)回送的過程數(shù)據(jù),通過一種基于InterBus現(xiàn)場總線的通信模塊,發(fā)送該物料的名稱、工位號(hào)數(shù)量等信息到LED大屏幕顯示屏,同時(shí)啟動(dòng)音樂鈴聲和燈箱上對(duì)應(yīng)該物料的指示燈。倉庫工作人員得到信息后,按下燈箱指示燈下面對(duì)應(yīng)的按鈕,表示信息確認(rèn),已開始投料。總線控制器根據(jù)確認(rèn)的信息,將工位按鈕上方的指示燈由常亮轉(zhuǎn)為閃亮狀態(tài),表示該物料正在投送中。當(dāng)物流到達(dá)呼叫的工位后,操作人員恢復(fù)按鈕,該物料配送過程結(jié)束。該物料的名稱、呼叫工位、呼叫時(shí)間、到位時(shí)間、投料人等信息記入上位機(jī)的數(shù)據(jù)庫,作為管理人員考核員工的一項(xiàng)指標(biāo)。
  
  故障診斷程序包括運(yùn)行在控制器上的診斷和自啟動(dòng)程序和運(yùn)行在上位機(jī)(工控機(jī))上的OPC(OLEforProcessControl)應(yīng)用程序。控制系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障,總線便停止運(yùn)行。在線故障診斷程序可以快速診斷故障原因,并應(yīng)用OPC技術(shù)將RFC430總線控制器的診斷信息傳送到上位機(jī),上位機(jī)根據(jù)控制器傳送的診斷信息,采用專家數(shù)據(jù)庫技術(shù)為管理層提供更為詳細(xì)的故障原因以及處理方法。因此,一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,值班人員就能根據(jù)故障診斷信息以及處理方法迅速排除故障。故障排除后,系統(tǒng)能自動(dòng)啟動(dòng)總線,恢復(fù)正常運(yùn)行。
  
  三、診斷和自啟動(dòng)程序
  
  InterBus總線控制器RF430中的標(biāo)準(zhǔn)寄存器提供了總線運(yùn)行的狀態(tài)信息,也可通過控制程序操作總線系統(tǒng)。總線控制器中的標(biāo)準(zhǔn)寄存器包括診斷狀態(tài)寄存器、診斷參數(shù)寄存器、標(biāo)準(zhǔn)功能啟動(dòng)寄存器、標(biāo)準(zhǔn)功能狀態(tài)寄存器和標(biāo)準(zhǔn)功能參數(shù)寄存器。寄存器的地址可利用PCWORX組態(tài)軟件在控制系統(tǒng)的輸入或輸出地址區(qū)域設(shè)定,以便在編程中應(yīng)用。診斷狀態(tài)寄存器為一個(gè)字長,每一位都反映了總線系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的某一方面情況。診斷參數(shù)寄存器為診斷狀態(tài)寄存器的狀態(tài)位提供更為詳細(xì)的信息,當(dāng)外圍設(shè)備出現(xiàn)故障和總線出錯(cuò)時(shí),診斷參數(shù)寄存器提供錯(cuò)誤位置;當(dāng)控制器和總線出錯(cuò)時(shí),診斷參數(shù)寄存器提供錯(cuò)誤代碼。
  
  診斷和自啟動(dòng)程序在PCWORX2.02中功能編程軟件ProgramWorx上開發(fā),采用ST(結(jié)構(gòu)化文本)語言編程,編程后封裝成功能模塊FCDIAG(見圖1)。該模塊以診斷狀態(tài)寄存器、診斷參數(shù)寄存器作為輸入,經(jīng)過處理之后把診斷信息賦給全局外部變量ERRDIAGSTATUS和ERRDIAG_PAPA。自啟動(dòng)功能可以檢測故障是否清除,一旦檢測到故障已經(jīng)清除后,通過標(biāo)準(zhǔn)功能啟動(dòng)寄存器,啟動(dòng)總線運(yùn)行。
  
  圖1診斷和自啟動(dòng)模塊
  
  四、應(yīng)用程序
  
  1.OPC數(shù)據(jù)訪問
  
  OPC過程控制中對(duì)象鏈接與嵌入技術(shù),OPC以組件對(duì)象模型和分布式組件對(duì)象模型技術(shù)為基礎(chǔ),采用客戶/服務(wù)器的模式,定義了一組COM對(duì)象及其接口標(biāo)準(zhǔn),是一種工業(yè)控制和生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域?yàn)榱诉B接數(shù)據(jù)源(OPC服務(wù)器)和數(shù)據(jù)使用者(OPC應(yīng)用程序)之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。
  
  OPC數(shù)據(jù)訪問方法主要有同步訪問、異步訪問和訂閱方式數(shù)據(jù)采集。對(duì)于異步訪問,OPC服務(wù)器接到OPC應(yīng)用程序要求后,幾乎立即將方法還回,OPC應(yīng)用程序不必處于等待狀態(tài),可以處理其他任務(wù)。當(dāng)OPC服務(wù)器完成數(shù)據(jù)訪問時(shí),觸發(fā)OPC應(yīng)用程序的異步訪問完成事件,OPC應(yīng)用程序在的VB事件處理程序中接受從OPC服務(wù)器傳輸過來的數(shù)據(jù);對(duì)于訂閱方式數(shù)據(jù)采集,OPC服務(wù)器也是通過觸發(fā)事件方式傳輸數(shù)據(jù)到OPC應(yīng)用程序。
  
  2.使用VisualBasic開發(fā)的OPC應(yīng)用程序的診斷部分
  
  (1)變量聲明
  
  包括OPCServer對(duì)象、OPCGroups對(duì)象、OPCGruop對(duì)象、OPCItems對(duì)象和保存OPC標(biāo)簽的服務(wù)器句柄的數(shù)組SeverHandles_Bus()。聲明如下:
  
  (2)連接服務(wù)器和建立組  
  (3)添加標(biāo)簽
  
  (4)采取訂閱方式的數(shù)據(jù)采集
  
  訂閱方式的數(shù)據(jù)采集,OPC應(yīng)用程序不必發(fā)出讀取要求,OPC服務(wù)器發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有變化時(shí),通過事件objTestGrp_BusDataChange自動(dòng)向OPC應(yīng)用程序側(cè)通知和傳送變化的數(shù)據(jù)。VB應(yīng)用程序根據(jù)傳送的錯(cuò)誤信息,通過查詢數(shù)據(jù)庫獲取更為詳細(xì)的故障原因及其處理辦法,其中數(shù)據(jù)庫中處理辦法由專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)構(gòu)成,可以不斷更新和充實(shí)。
  
  五、結(jié)束語
  
  汽車生產(chǎn)過程中的物料呼叫控制系統(tǒng)自2003年投入運(yùn)行以來,運(yùn)行狀況良好,達(dá)到了預(yù)期的控制要求。該系統(tǒng)的推行使公司的物流管理上了一個(gè)臺(tái)階,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。而控制系統(tǒng)中在線故障診斷功能提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,可以大大減少系統(tǒng)的故障處理時(shí)間,有利于充分發(fā)揮系統(tǒng)的*性。

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