港机控制系统通讯故障分析与处理
2007/12/28 11:39:00
摘要：分析了港口先进设备控制系统的结构，并总结了总线通讯类故障的4种原因，通过典型故障予以说明故障处理的思路及方法。
关键词 ：PLC 网络 总线 通讯
近几年随着国内港口建设的快速发展，一大批大型散料运输设备相继投入使用，我港仅去年就有翻车机、堆料机、取料机等四台大型设备投入使用。这些设备的主要电气部件均为进口，控制技术达到国内外先进水平，虽然设备功能各异，控制系统相对复杂，但仔细分析，不难发现其控制系统大都是由人机界面（触摸屏或工控机）、PLC、变频器、编码器等组成，通过PROFIBUS DP总线或MB+ 、ETHENET组成网络，完成数据通讯，传递控制指令。目前，国内外知名的生产厂家都普遍采用这种设计，其典型的控制系统结构图如下：
设备越来越先进，同时对维修人员的要求越来越高，电气维修人员除应具备基本的维修电工技能外，还必须具备一定的英语、计算机、PLC 硬件软件、变频器、网络通讯、现场总线等知识，以及逻辑分析判断能力，才能承担维护先进设备的重任，应对各种突发故障。控制系统故障有的很明显，如外围限位或开关状态错误，都可以通过监控软件快速查找输入地址，定位到每一个点，进行处理，但涉及网络通信等方面的故障具有隐蔽性，故障原因不明显，需要分析、摸索才能找到故障原因。处理此类故障，必须理清信号的传递途径，缩小故障范围，根据笔者在现场的维护经验，认为控制系统总线通讯类故障主要有以下几种原因：
1、网络插头、网卡、模块接触不良造成，典型故障如下：
故障现象： 一台取料机在取料时触摸屏无皮带称的流量值显示，而其它限位信号正常。从故障现象可以初步判断触摸屏是正常的，否则其它信号也应无显示。分析整个信号传递途径：皮带称4－20mA 信
号至 PLCB873 模拟量模块 ，通过MODBUS信号至触摸屏。
处理过程：首先检查皮带称瞬时量信号是否正常，用万用表测量有6mA信号，可以判断皮带称正常。问题应出在模拟量模块上。
拆下模拟量模块接线端子的两根信号线，测量有6mA电流信号，可见皮带称的瞬时量信号已经送入PLC 模块。对B873模块检查发现其ACTIVE 灯闪烁，而其它模块的ACTIVE灯常亮。ACTIVE灯闪烁即此模块未与PLC底板建立通讯，对PLC 停电重启后，故障仍然存在。停电后拆下B873模块，检查插脚，发现灰尘较多，将此模块全部拆开，用酒精清洗，恢复接线，插入PLC底板，紧固连接螺栓，重启PLC 后ACTIVE 灯常亮，触摸屏上马上有了皮带称的瞬时量。
故障原因：B873模块与底板接触不良造成。
2、通讯电缆存在短路、断路、屏蔽不规范等问题，典型故障如下：
一台新投产的斗轮取料机，出现触摸屏信号全部丢失故障，无法启动设备。
处理过程：此设备采用莫迪康昆腾PLC,采用MB+网络，连接司机室、触摸屏、上电气室、变频器等6个分站。首先检查主站CPU 运转情况,RUN灯常亮，说明CPU运转正常。检查触摸屏的通讯线插头也正常，可以初步判断此故障应该是触摸屏与PLC 之间的通讯中断造成。检查触摸屏的前一级分站，发现NOM通讯模块上FAULT红灯亮，检查与此相连的MB+分支器，发现分支器的两根出线被屏蔽层短接，将短接点排除，整理屏蔽层后，FAULT灯熄灭，触摸屏立即有了显示，故障排除。
3、计算机软件故障，网络设置、网卡驱动程序、病毒感染或杀毒软件保护等原因造成，典型故障如下：
1）、一台斗轮取料机出现监控工控机与PLC无法联机故障。工控机通过SA 85 网卡与PLC组成MB+网络，软件的各项设置正常，检查SA85卡，发现驱动程序丢失，重装驱动后正常。
2）、一翻车机SCADA与PLC 通讯中断，检查电缆、集线器等硬件正常，查看网络连接只能发送，无法接收。多次修复网络连接，设置IP地址都无法解决，最后卸载杀毒软件后，联机一切正常。
4、模块硬件问题，需要更换或升级解决。
一般来说，PLC模块硬件损坏的概率很小，但一旦出现就会造成系统瘫痪，我们在应用过程中曾出现过因电网冲击，造成电源模块、远程分站通讯模块损坏的故障。出现故障时电源模块所有指示灯不亮；通讯模块上的COMACT 灯闪烁，正常时此灯应常亮，更换相应模块后恢复正常。新翻车机投产初期，PROFIBUS DP 模块经常出现故障，需要停电复位，虽多方查找原因，如检查屏蔽、通讯电缆、系统接地等，但故障依然存在，最后进行了产品升级，将此模块全部更换为最新PROTALKQ 模块，重新进行软件配置，问题得到彻底解决。
结束语：以上简要介绍了港口设备控制系统通讯故障的原因与解决思路，供同行参考。作为电气维修技术人员，只有不断学习，加强交流，掌握各种新技术，才能跟上港口快速发展的步伐，为建设现代化的港口服务。
作者通联：日照港（集团）股份一公司设备队 山东省日照市黄海一路126号 276800 电话 0633- 7389311
关键词 ：PLC 网络 总线 通讯
近几年随着国内港口建设的快速发展，一大批大型散料运输设备相继投入使用，我港仅去年就有翻车机、堆料机、取料机等四台大型设备投入使用。这些设备的主要电气部件均为进口，控制技术达到国内外先进水平，虽然设备功能各异，控制系统相对复杂，但仔细分析，不难发现其控制系统大都是由人机界面（触摸屏或工控机）、PLC、变频器、编码器等组成，通过PROFIBUS DP总线或MB+ 、ETHENET组成网络，完成数据通讯，传递控制指令。目前，国内外知名的生产厂家都普遍采用这种设计，其典型的控制系统结构图如下：
设备越来越先进，同时对维修人员的要求越来越高，电气维修人员除应具备基本的维修电工技能外，还必须具备一定的英语、计算机、PLC 硬件软件、变频器、网络通讯、现场总线等知识，以及逻辑分析判断能力，才能承担维护先进设备的重任，应对各种突发故障。控制系统故障有的很明显，如外围限位或开关状态错误，都可以通过监控软件快速查找输入地址，定位到每一个点，进行处理，但涉及网络通信等方面的故障具有隐蔽性，故障原因不明显，需要分析、摸索才能找到故障原因。处理此类故障，必须理清信号的传递途径，缩小故障范围，根据笔者在现场的维护经验，认为控制系统总线通讯类故障主要有以下几种原因：
1、网络插头、网卡、模块接触不良造成，典型故障如下：
故障现象： 一台取料机在取料时触摸屏无皮带称的流量值显示，而其它限位信号正常。从故障现象可以初步判断触摸屏是正常的，否则其它信号也应无显示。分析整个信号传递途径：皮带称4－20mA 信
号至 PLCB873 模拟量模块 ，通过MODBUS信号至触摸屏。
处理过程：首先检查皮带称瞬时量信号是否正常，用万用表测量有6mA信号，可以判断皮带称正常。问题应出在模拟量模块上。
拆下模拟量模块接线端子的两根信号线，测量有6mA电流信号，可见皮带称的瞬时量信号已经送入PLC 模块。对B873模块检查发现其ACTIVE 灯闪烁，而其它模块的ACTIVE灯常亮。ACTIVE灯闪烁即此模块未与PLC底板建立通讯，对PLC 停电重启后，故障仍然存在。停电后拆下B873模块，检查插脚，发现灰尘较多，将此模块全部拆开，用酒精清洗，恢复接线，插入PLC底板，紧固连接螺栓，重启PLC 后ACTIVE 灯常亮，触摸屏上马上有了皮带称的瞬时量。
故障原因：B873模块与底板接触不良造成。
2、通讯电缆存在短路、断路、屏蔽不规范等问题，典型故障如下：
一台新投产的斗轮取料机，出现触摸屏信号全部丢失故障，无法启动设备。
处理过程：此设备采用莫迪康昆腾PLC,采用MB+网络，连接司机室、触摸屏、上电气室、变频器等6个分站。首先检查主站CPU 运转情况,RUN灯常亮，说明CPU运转正常。检查触摸屏的通讯线插头也正常，可以初步判断此故障应该是触摸屏与PLC 之间的通讯中断造成。检查触摸屏的前一级分站，发现NOM通讯模块上FAULT红灯亮，检查与此相连的MB+分支器，发现分支器的两根出线被屏蔽层短接，将短接点排除，整理屏蔽层后，FAULT灯熄灭，触摸屏立即有了显示，故障排除。
3、计算机软件故障，网络设置、网卡驱动程序、病毒感染或杀毒软件保护等原因造成，典型故障如下：
1）、一台斗轮取料机出现监控工控机与PLC无法联机故障。工控机通过SA 85 网卡与PLC组成MB+网络，软件的各项设置正常，检查SA85卡，发现驱动程序丢失，重装驱动后正常。
2）、一翻车机SCADA与PLC 通讯中断，检查电缆、集线器等硬件正常，查看网络连接只能发送，无法接收。多次修复网络连接，设置IP地址都无法解决，最后卸载杀毒软件后，联机一切正常。
4、模块硬件问题，需要更换或升级解决。
一般来说，PLC模块硬件损坏的概率很小，但一旦出现就会造成系统瘫痪，我们在应用过程中曾出现过因电网冲击，造成电源模块、远程分站通讯模块损坏的故障。出现故障时电源模块所有指示灯不亮；通讯模块上的COMACT 灯闪烁，正常时此灯应常亮，更换相应模块后恢复正常。新翻车机投产初期，PROFIBUS DP 模块经常出现故障，需要停电复位，虽多方查找原因，如检查屏蔽、通讯电缆、系统接地等，但故障依然存在，最后进行了产品升级，将此模块全部更换为最新PROTALKQ 模块，重新进行软件配置，问题得到彻底解决。
结束语：以上简要介绍了港口设备控制系统通讯故障的原因与解决思路，供同行参考。作为电气维修技术人员，只有不断学习，加强交流，掌握各种新技术，才能跟上港口快速发展的步伐，为建设现代化的港口服务。
作者通联：日照港（集团）股份一公司设备队 山东省日照市黄海一路126号 276800 电话 0633- 7389311
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