风动送样系统故障处理经验探讨

【摘 要】阳春新钢铁有限公司的风动送样系统多次出现故障，主要表现在送样问题和触摸屏连接故障两个方面。针对这些问题，公司的设备工程部自动化室对系统进行了详细的分析并且查阅了相关资料，找出了系统故障所在，并且依此对系统进行了改造，从而有效的处理了故障，使风动送样系统恢复了正常工作。笔者根据这些实际工作，探讨了在此次故障处理过程中的一些经验，希望对相关工作者能有所帮助。

【关键词】风动送样；PLC控制；触摸屏；触摸屏连接

1 概述

1.1 阳春新钢铁有限责任公司的先前风动送样系统

阳春新钢铁有限责任公司的风动送样系统共包括5套PLC控制单元，每套PLC控制2个区的送样。其中一期工程包括3套设备，分别为：1#转炉和LF炉一套，2#高炉和制样分析站一套，1#CAS站和1、2号连铸一套。二期工程包括2套设备，分别为：1#高炉和3#连铸一套，2#转炉和2#CAS站一套。

1.2 阳春新钢铁有限责任公司风动送样系统的故障分析

2012年1月15日，阳春新钢铁有限责任公司的风动送样系统再次出现故障：1#转炉和LF炉无法正常送样。为了解决此问题，设备工程部自动化室对公司整个风动送样系统进行了全面的故障清理及系统修复。

经过分析，我们发现：除了1#高炉、1#CAS站、3#连铸和制样分析站的风动送样正常以外，其他区域均存在着故障及故障隐患。具体如下：1#转炉的光纤跳纤损坏、1#转炉的通讯发生故障、LF炉的通讯发生故障、2#CAS站长期处于故障状态没投入工作，2#转炉触摸屏无法连接，1#转炉触摸屏无法连接，LF炉触摸屏无法连接，1、2#连铸样筒卡，2#高炉风动送样机械和电气部分均已损坏无法恢复。除此之外，整个系统还存在电气回路和通讯线路走线混乱、各站灰尘多、光纤备用通道被污染、无备用光纤、资料不全、备件不全、控制程序备份混乱等隐患。

1.3 工作思路

针对上述故障分析，得出本次工作的思路。主要处理两方面的问题：（1）首先满足生产的送样要求，保证各个系统都能手动送样。（2）处理长期以来触摸屏无法连接的故障。

2 解决生产的送样需求

要解决送样问题，使各区域都满足在生产中手动送样的要求，需要将查出的所有故障都进行有效的处理。

在此步工作中，存在一个棘手的问题，这就是2#CAS站风动送样的恢复工作。因为2#CAS站风动送样长期未投入工作，所以存在着各种各样的未知故障，所以这就需要对整个系统都进行恢复工作。

恢复的具体过程为：（1）首先对PLC控制系统进行恢复。远程机架一直处于离线状态无法与PLC通讯，先更换光纤跳纤，DP头，IM153模块及DP调制解调器等器件，仍然无法通讯。在更换完光纤跳纤，DP头，IM153模块及DP调制解调器后故障的焦点集中在光纤上面。光纤打光后有2个通道是正常的，但是采用这两个通道后，故障依然存在。用光纤测断仪检测发现光纤损耗非常大，但是光纤并没有断，所以，初步怀疑现场光纤耦合器处污染严重，故对其进行彻底清理，包括现场和化验楼，清理后DP通讯恢复正常。但是送上气源和220V电源后，2#CAS站仍然无法正常送样。经诊断后发现此时的PLC硬件正常，通讯正常，电气线路也没有错误，却无控制输出。（2）进行组态和程序的监控，发现该项目中远程机架模块的地址组态错误，针对此问题，修改并下载项目，重新打点调试后，2#CAS站顺利送样到化验楼。但仍然存在化验楼无法返样筒给2#CAS站。（3）经检查，发现化验楼侧检测样筒的光电开关被拆除，程序无法判断样筒位置，所以想办法恢复光电开关，发现恢复光电开关后，返样正常。至此，对2#CAS站风动送样系统控制部分的恢复完成。

3 解决触摸屏的连接问题

解决好送样问题后，进入第二步的工作中。此步工作的关键是处理好触摸屏连接的问题。首先我们要了解一下触摸屏的相关问题，所以，下面首先就触摸屏的特点、原理等进行了分析，进而提出了解决触摸屏连接问题的方案。

3.1 为PLC所设计的触摸屏的特点

触摸屏是一种交互式的输入设备，是一种人机界面的产品。人们可以通过触摸屏幕的某个位置来控制设备的运行。触摸屏是一种传感装置，根据传感器的不同可以将触摸屏分为下列四种类型，分别为：电容式触摸屏、光学式触摸屏、电阻式触摸屏和表面声波式触摸屏。触摸屏具有诸多优点，例如：操作简单、方便灵活、反应快、耐用、价格低廉等。凭借这些优点，触摸屏得到了大家的关注并且得到了广泛的应用。

PLC和触摸屏是通过串口通讯的方式连接的。专为PLC而设计的触摸屏适合在恶劣的环境下使用，它是及主机和输入输出设备为一体的。此种人机界面的交互性好、编程简单、可靠，并且与PLC连接简便（仅仅通过一条通讯电缆即可）。它具有下列三个功能特点：（1）画面的制作极其方便，这是因为它本身有丰富的部件库；（2）连接简单；（3）可节约PLC的输入输出点，能替代按钮和指示灯等外部的元件。

3.2 触摸屏的原理

触摸屏内装有触摸检测部件和触摸屏控制器。触摸屏检测部件用来检测触摸位置，触摸屏控制器用来接受触摸信息和CPU命令并执行。触摸屏工作的原理为：触摸屏检测部件先将检测到的位置信息输送给触摸屏控制器。触摸屏控制器将接收到的触摸信息转换为触点坐标，传送给CPU，CPU反馈命令，再经过触摸屏控制器接受并加以执行。

3.3 触摸屏连接问题的解决

现场所用的触摸屏是日本的PROFACE触摸屏，并采用MPI协议挂在siemens cpu的DP接口上，这种连接方法是一种非正常的接法，并且是不受siemens官方建议和保证的。

现场，1#转炉和LF炉触摸屏只有在MPI地址低的位置上能通讯上，这说明该系统的设备是正常的。所以，经过多方资料的搜集与研究，将现场的GP连接的方法改为：GP2的节点机接在GP1节点机的后面，即将原来的并联于一个节点机改为串联于两个节点机。此时两个触摸屏均能正常连接上，解决了触摸屏无法连接的问题。具体更改见下图：

4 改造后效果

经过上述改造，风动送样系统全部处理完毕。触摸屏与PLC的通讯至今保持稳定，从而也验证了改造后的连接方式比改造前稳定可靠！此次改造确保风动送样系统的正常运行，保证了生产过程中的送样要求。

5 结语

在此次阳春新钢铁有限公司的风动送样系统的故障解决过程中，通过修改并下载项目中的远程机架模块的地址组态进行重新打点调试，并且恢复光电开关的方法解决了送样问题；通过将原来的并联于一个节点机改为串联于两个节点机的途径，解决了触摸屏的连接问题。最终使系统得以正常运行。这说明，相关工程人员在实际工作中要多积累经验，并且时时关注行业动态，这样才能在系统发生故障时，及时采取有效的措施，保证生产顺利进行。

参考文献：

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[2]高鸿斌，孔美静，赫孟合.西门子 PLC 与工业控制网络应用[M].电子工业出版社，2006.

[3]华兴恒. 触摸屏原理知多少[J].青苹果： 高中版，2011（6）.