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| InterBus现场总线控制系统在线故障诊断 | |
| 张景明 黄劭刚 刘建国 | |
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一、引言
InterBus现场总线作为IEC61158标准之一，是一种开放型的串行总线系统，其数据传输速度快、效率高，总线控制器和总线设备具有智能化和很强的故障诊断能力，广泛应用于制造业和机器加工业。汽车生产过程中的物料呼叫控制系统采用InterBus现场总线技术，在现有生产线上进行生产物流重构，实现了企业同步化物流的需求。该系统能使物料供应及时、高效，节省物料线边占用空间、减少线边库存和储位库存，自动统计缺料的工位、时间与频次，有效防止不必要的延误、等待时间和因物料短缺产生停线的问题。控制系统具有在线故障诊断功能，减少了系统故障处理的时间，提高了系统运行的可靠性和工厂生产效率。
二、控制系统组成
物料呼叫控制系统由硬件和软件构成。硬件主要由工控机，现场总线控制器，总线耦合器BK模块，数字输入、输出模块DIO、SAB模块，LED显示屏，灯箱和按钮构成。现场总线控制器选用RFC430，其具有数据采集、逻辑控制、信息交换和自动诊断等功能。控制系统软件由控制程序和故障诊断程序组成。
控制程序功能如下：根据汽车生产要求，当生产线线边库存低于最低值时，生产工人按下工位上对应的按钮，总线控制器根据回送的过程数据，通过一种基于InterBus现场总线的通信模块，发送该物料的名称、工位号数量等信息到LED大屏幕显示屏，同时启动音乐铃声和灯箱上对应该物料的指示灯。仓库工作人员得到信息后，按下灯箱指示灯下面对应的按钮，表示信息确认，已开始投料。总线控制器根据确认的信息，将工位按钮上方的指示灯由常亮转为闪亮状态，表示该物料正在投送中。当物流到达呼叫的工位后，操作人员恢复按钮，该物料配送过程结束。该物料的名称、呼叫工位、呼叫时间、到位时间、投料人等信息记入上位机的数据库，作为管理人员考核员工的一项指标。
故障诊断程序包括运行在控制器上的诊断和自启动程序和运行在上位机（工控机）上的OPC（OLE for Process Control）应用程序。控制系统一旦出现故障，总线便停止运行。在线故障诊断程序可以快速诊断故障原因，并应用OPC技术将RFC430总线控制器的诊断信息传送到上位机，上位机根据控制器传送的诊断信息，采用专家数据库技术为管理层提供更为详细的故障原因以及处理方法。因此，一旦控制系统出现故障，值班人员就能根据故障诊断信息以及处理方法迅速排除故障。故障排除后，系统能自动启动总线，恢复正常运行。
三、诊断和自启动程序
InterBus总线控制器RF430中的标准寄存器提供了总线运行的状态信息，也可通过控制程序操作总线系统。总线控制器中的标准寄存器包括诊断状态寄存器、诊断参数寄存器、标准功能启动寄存器、标准功能状态寄存器和标准功能参数寄存器。寄存器的地址可利用PC WORX组态软件在控制系统的输入或输出地址区域设定，以便在编程中应用。诊断状态寄存器为一个字长，每一位都反映了总线系统运行状态的某一方面情况。诊断参数寄存器为诊断状态寄存器的状态位提供更为详细的信息，当外围设备出现故障和总线出错时，诊断参数寄存器提供错误位置；当控制器和总线出错时，诊断参数寄存器提供错误代码。
诊断和自启动程序在PC WORX 2.02中功能编程软件Program Worx上开发，采用ST（结构化文本）语言编程，编程后封装成功能模块FCDIAG（见图1）。该模块以诊断状态寄存器、诊断参数寄存器作为输入，经过处理之后把诊断信息赋给全局外部变量ERR DIAG STATUS和ERR DIAG_PAPA。自启动功能可以检测故障是否清除，一旦检测到故障已经清除后，通过标准功能启动寄存器，启动总线运行。 （图片） （图片） （图片） （图片） | |
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