工廠PLC設備維修與調試編程思路構建

張自強

摘 要：深入分析PLC可編程控制器具備的功能和作用，探究工廠中PLC設備的維修和調試編程思路，為工廠PLC設備故障的排除提供一些參考。

關鍵詞：工廠；PLC設備；調試編程；PC上位機

中圖分類號：TH17 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0046-01

我國經濟的快速發展在一定程度上促進了制造業的發展，各類企業在生產制造環節中的機械設備數量、種類呈現多元化發展趨勢，但這也引起了設備的維修需求與維修人員數量不相匹配的問題。

1 PLC設備在線維修系統需要具備的功能

整個控制系統主要的作用是實時反映現場出現的設備報警故障。因此，為了使設備維修人員進一步了解和掌握現場故障狀況，更好地制訂設備的維護策略，系統需要具備向維修組及時、有效地反饋現場的設備報警狀況的功能。

該系統還應能夠有效地將設備的維修維護信息反饋給生產計劃人員，以便生產計劃人員對設備的維修維護進行科學、合理的計劃，提升設備的整體運行效率。為了便于管理工廠的各個車間，各個站點應當實時顯示設備的維修、維護信息。其中，要將設備的維護組站點作為上位機對其進行控制，并將每一個生產計劃組站點與車間站點當作輸出終端，將現場的實際狀況反映出來。

根據SAP管理的要求，要對每個設備運行的實際狀況及其維修、維護的信息數據進行記錄，并對其進行KPI統計。所以，該系統不僅需要在設計方面能夠調用主服務數據的程序，還要具備信息數據導出接口/功能。

2 PLC設備在線維修系統的基本結構

該系統主要由5個從站點和主站點構成。主站，主要由VGA服務器和PC上位機構成，主要作用就是將所有從站點的現場設備運行狀況和維修情況顯示出來。從站點主要劃分為兩大類：一類為4個車間總站，主要作用就是將車間設備的運行狀況反映出來，而且能夠使設備操作人員利用控制器在設備出現故障時及時報警。此類站點不僅需要一個視屏顯示設備，還需要一個具備工業以太網模塊和帶有報警按鈕面板的PLC控制器。一類為計劃組站點中的從站，這一從站點的主要作用就是顯示出現場所有的設備運行狀況，以便計劃人員對生產進度進行合理的安排，所以該從站點只需要一個視頻顯示設備即可。PLC設備在線維修系統的基本結構如圖1所示。

考慮到布線工程有一定的難度和現場車間的距離，該系統主要選擇了一個具備Profinet模塊的PLC控制器，在此基礎上建立工業以太網，然后通過上位機對系統機型進行控制。

設備組主站主要包括PLC數據服務器、VGA服務器和上位機。PLC數據服務器的主要作用是支持每一個站點PLC數據的存儲和交換。VGA服務器的主要作用是支持每一個站點視屏數據的存儲和交換，并為每一個站點的數據顯示奠定基礎。上位機的主要作用是擔當系統控制器、組態顯示的功能，確保系統能夠對數據進行合理、有效的掃描。

車間現場從站的組成部分主要包括連接PLC的控制面板、具有網絡模塊的PLC控制器和VGA視頻顯示器。生產計劃組從站主要包括支持顯示器的視頻解碼器和視頻顯示器。

3 程序調試的編程和算法概述

PLC設備維護在線系統對實時性有一定的要求，系統需要24 h持續執行循環程序。該系統的啟動程序較為簡單，只需開啟上位機就能使整個系統處于運行狀態。利用獨立的開關對每個子站進行控制，這樣在很大程度上保證了子站在監測維護中的獨立性。系統停止運行的條件較為復雜，主要包括系統故障、掃描計時器超時、主站服務器的停止和主站程序的停止等。

通常情況下，系統處于一個循環運行的狀態。上位機在完成初始化工作后，系統就會對VGA服務器和數據服務器進行不斷的掃描，此時，車間現場的控制器產生輸入信號。上位機在獲取這一輸入信號后，能夠通過程序對服務器中的信息數據進行更新。完成更新之后，上位機會向每一個子站發出信號，子站在獲取信號之后，能夠自主對信號進行調節，使信號與VGA服務器信號保持一致，并且還能夠對VGA數據進行解碼處理，將其轉換為視頻并顯示出來。同時，在整個循環處理過程中，應當在系統中設置一個程序計時器，避免網絡/程序在發生故障的時候，系統還在不停地進行循環處理。如果計時器顯示當前運行程序出現超時狀況，那么系統應當停止運行，并在上位機上將故障信號反映出來。

4 結束語

由具備工業以太網模塊的PLC構建而成的二級網絡結構設備維護管理系統，利用以太網就能夠使上位機與PLC控制器直接進行通訊。當上位機服務器在完成更新之后，各個主站中的信息數據都能夠處于一致的狀態，并且具有實時顯示功能。由于該系統選取了以太網形式，能夠在很大程度上減少現場的布線，節約了資金。同時，處于獨立狀態的子站系統能夠確保系統維修、維護時的便捷性。

參考文獻

[1]劉丁元.工廠PLC設備維修與調試編程之淺談[J].中國科技博覽，2013（18）.

〔編輯：王霞〕