基于TIA Portal电铲上位机显示运行故障的设计

张 宇，胡守伟

（太原重工股份有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

当前大多数国产大型矿用电铲上位机画面不能全面地显示故障，不能同步显示故障与故障对应的类型，不能智能弹出故障的解决办法；对故障记录的判断和触发较为复杂。随着电铲设计水平的不断进步及客户要求的不断提高，要求能够对电铲中所使用的各种变频器在运行过程中发生的故障及时、准确、自动地在上位机画面中显示，并能提供给用户有价值的故障处理办法。

1 “TIA Portal”

博途（TIA Portal）是西门子工业自动化集团发布的一款全新的全集成自动化软件，它是业内首个采用统一的工程组态和软件项目环境的自动化软件。基于TIA博途平台的全新SIMATIC WinCC V12，支持所有设备级人机界面操作面板，包括当前所有的SIMATIC触摸型和多功能面板、新型SIMATIC人机界面精简及精致系列面板，也支持基于PC的SCADA（监控控制和数据采集）过程可视化系统。

本设计方案基于博途V12平台，通过该平台可在TP1200等触摸屏系统中安装中文字库，实现了电铲设计中使用TP1200制作上位机画面时可以正常显示中文字体的功能。

2 画面设计

在电铲画面设计中，要求能够实现变频器“故障代码自动传送并显示”、“故障简单说明自动显示”、“故障解决办法独立显示”以及“故障记录自动生成和保存”功能。

在博途软件中，使用I／O域即可实现变频器的“故障代码自动显示”，而其他3个显示的实现比较困难，需要自行开发，用较少的设计成本实现自动显示和记录的设计目的。

2.1 故障简单说明自动显示

当电铲设计采用西门子S120变频器时，其装置故障代码相当多，因此本文通过文本列表的创建、文本条目的导入和符号I／O域的自动调用来实现“故障简单说明自动显示”。

首先，通过西门子下载中心得到中文网页版S120故障库文件，通过解析软件将其解析为.csv格式的文件，然后转化为内容能正常显示的Excel格式的S120故障库。其次，在博途软件中打开文本列表，利用其固有的格式，将前面转化好的Excel格式的S120故障库中的内容进行复制并粘贴，并保存文件。接着再次导入到博途平台中，就得到了显示所有西门子故障代码和简单说明的文本条目。最后，在新建的画面中使用符号I／O域，关联故障变量，并调用包含故障简单说明的文本列表实现故障简单说明的自动显示，如图1所示。

图1 故障1000发生画面

2.2 故障解决办法独立显示

对于电铲运行中出现的任何一个变频器故障，客户都希望得到对应的故障解决办法。通过反复比较试验，本文选择用脚本编写变量组合程序，实现一次设计统一调用。

首先将故障传送变量改变为字符串变量，然后添加到新的字符组变量中，组合形成一个网页地址的字符串变量，具体内容需要根据网页的地址来编辑组合字符串变量。

编写脚本后，实现了当变频器发生不同的故障时，脚本网页地址即是当前故障变量所对应的故障解决办法网页地址。

最后，在电铲上位机画面中设计一个“故障说明及解决办法”按钮，在此按钮属性事件中，通过调用此网页脚本即可实现点击统一的按钮，针对不同的故障就能对应显示其故障原因和解决办法的网页。

如图2所示，当发生故障1000，故障代码显示1000，故障说明也自动显示，点击“故障说明及解决办法”按钮，系统会自动弹出故障1000对应的故障说明及解决办法网页。

图2 故障1000故障说明及解决办法画面

如图3所示，当发生故障1001，故障代码显示为1001，故障说明也自动显示。如需获得1001的故障说明及解决办法，则同样点击“故障说明及解决办法”按钮，系统会自动弹出故障1001对应的故障说明及解决办法网页。

图3 故障1001故障说明及解决办法画面

2.3 故障记录自动生成和保存

故障记录的生成需要触发变量进行触发，对于不同的故障也就需要不同的触发条件。本文通过大量的创新实验，提出了使用故障变量触发内部变量来实现嵌套触发“故障记录自动生成和保存”的办法。

如图4所示，首先在故障变量属性中设计一个让内部变量的值随着故障变量的变化而自动循环的事件，然后通过该内部变量来触发报警故障记录，实现故障记录的自动生成。如图5所示，报警故障记录记录和保存了电铲运行中发生的不同故障。

图4 故障变量属性设置图

图5 报警故障记录画面

上述设计避免了通过编写模拟离散故障库来实现故障记录的生成和保存。与当前进口电铲使用库文件设计报警故障记录的办法相比，本方案节省了库文件的创建时间和成本，因此本文提出的嵌套触发方案更方便有效。

3 总结

本设计方案使用I／O域实现了变频器“故障代码自动显示”；使用符号I／O域通过调用文本列表来实现“故障简单说明自动显示”；使用脚本调用网页地址来实现“故障解决办法独立显示”；使用故障变量触发内部变量来实现“故障记录自动生成和保存”。

本软件的开发将使得大型露天矿电铲在使用中更加智能、方便，使故障的排查和解决更加及时有效，从而增强了国产矿用电铲在国际市场中的地位。

［1］ 吴作明，杜明星.深入浅出西门子STEP7［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2012.

［2］ 王宁，吴利涛.深入浅出西门子人机界面［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2011.

［3］ 苏昆哲.深入浅出西门子WinCC V6［M］.北京：北京航空航天大学出版社，2012.