西门子通讯故障自动化检测技术在麻家梁煤矿主井装卸载信号系统中的应用

秦爱玲

（同煤浙能麻家梁煤业有限责任公司，山西 朔州 036000）

西门子通讯故障自动化检测技术在麻家梁煤矿主井装卸载信号系统中的应用

秦爱玲

（同煤浙能麻家梁煤业有限责任公司，山西 朔州 036000）

本文对西门子S7-300无组态MPI通讯系统进行了深入研究，通过调用的系统功能块SFC67，SFC68，在两个S7通讯站之间互发握手信号，利用车房S7站编写通讯故障检测程序，并编写故障输出指示程序，使检修人员第一时间就能判断出故障点，大大提高了故障处理效率。

自动化控制系统；通讯故障检测；程序

图1　麻家梁矿主井装卸载信号系统通信系统图

如上图所示，麻家梁矿主井装卸载信号系统有以下组成：车房S7站，上井口卸载系统S7站，下井口装载系统S7站。通过西门子MPI通信协议构成PROFIBUS通讯网络，经过西门子CP5611卡与上位机通信，并在MGCS组态上构成可视化人机界面［1］。

但是，一旦出现S7站系统之间任一通信线路中断，或任一S7站总线隔离器损坏或系统24VDC任一处电源接地，都会引起通信中断，并且上位机读取不到系统数据，检修人员排查故障只能采用传统的万用表分段检测，分段甩S7站外接输入信号，一般需要排查6至10小时，甚至更长，极大的影响公司正常生产。

1　项目内容

该项目主要是利用西门子MPI通讯中的SFC67“X_GET”，从本地S7CPU站以外的通信伙伴中读取数据，并互发送握手信号，利用车房S7站编写故障自检程序，同时利用车房CPU备用数字量输出点及输入点和音响喇叭，在信号柜上安装复位和故障指示灯，将对应区段通讯故障通过声光报警报出，检修人员第一时间就能判断出故障点，该方法比传统的“逐路排查”法效率高出10倍以上，极大缩短故障处理时间。

图2　装卸载自动化控制系统

利用车房S7站点与上井口S7站点SFC67“X_GET”通信站：

图3　车房与上井口S7站点SFC67“X_GET”通信站

取车房发送至上井口备用通信点：DB1.DBX9.7，并取上井口发送至车房相对应备用通信点：DB1.DBX1.7作为通信握手信号。

同样，利用车房S7站点与下井口S7站点SFC67“X_GET”通信站：

取车房发送至下井口备用通信点：DB1.DBX33.7，并取上井口发送至车房相对应备用通信点：DB1.DBX17.7作为通信握手信号。

1.1车房到上进通信故障自检程序编写如下：

图4　车房与下井口S7站点SFC67“X_GET”通信站

1.1.1在上井口S7站CPU中编写如下程序：

图5　上井口握手信号程序编写

利用车房发送的握手通信点驱动上井口发送至车房通信点并反发送回车房。

1.1.2在车房S7站CPU中编写如下程序：

图6　车房至上井口通信故障程序编写

利用上井口反发回的握手信号常闭点DB1.DBX1.7驱动车房发送回上井口握手信号常开点DB1，DBX9.7，这样，在CUP一个循环扫描周期内，车房通信点DB1. DBX9.7在车房与上井口通信正常的情况下就会处于间隔接通与关断状态，因此利用常开点DB1，DBX9.7接通一个T55（SODT）接通延时定时器，加入在常开点接通情况下断开，并持续1500MS，则为通信故障，接通中间继电器器M8.0，同样，通信也可能在DB1.DBX9.7为常闭状态下断开，于是利用常闭点DB1.DBX9.7驱动接通延时定时器T56，并输出到M8.0。

1.2上井口至下井口通信故障检测程序编写如下：

1.2.1在下井口S7站CPU中编写如下程序：

图7　下井口通信握手程序编写

1.2.2在车房S7站CPU中编写如下程序：

图8　下井口到上井口通讯故障程序编写

如图1所示，下井口到车房通讯必须也通过上井口到车房通信线路，因此，要判断下井口到上井口通信必须先确保上井口到车房通信正常，所以把“上井口到车房通讯故障M8.0”加进“上井口到下井口通讯故障M8.1”中。

由于西门子MPI通信协议基于RS-485通信，RS-485标准采用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，接收器的输入灵敏度为200mv，即（V+）-（V-）≧0.2V，表示信号“0”；（V+）-（V-）≦0.2V，表示信号“1”。因此，当出现“车房至上井口”和“下井口至上井口”两路同时出现“通讯故障”时，则断定为系统接地，导致系统电位不稳定。

通讯故障输出及系统接地监视程序编写如下：

图9　通讯故障输出及系统接地程序编写

当出现通讯故障或接地故障时，必须要有声光报警，为减少硬件投资，利用车房信号柜本机音响作为声音信号报警喇叭，并外接一个复位按钮作为声音复位。程序编写如下：

图10　通讯故障声音输出中间程序编写

将通讯故障声音报警加入本机音响控制程序中：

图11　通讯故障驱动本机音响程序编写

利用“上井口到车房通讯故障”数字量输出点Q1.0驱动备用中间继电器KA7，用“下井口到上井口通讯故障”数字量输出点Q0.6驱动备用中间继电器KA10，并在信号柜后安装故障指示按钮以及故障。

2　应用情况及社会经济效益

本项目通过通讯故障自检程序的编写，实现通讯故障分断报出，给排查故障指明了方向，大大缩短故障处理时间通过几个月的投入使用，帮助检修人员快速排查两次该类故障，每次能节约5小时以上的故障排查时间，转化成经济效益（6小时×每小时35斗×每斗45吨×70%原煤洗选×每吨400元）约为260万元，取得的直接及间接经济效益十分明显，同时，进一步提高了系统的自动化程度，使设备管理、维护更加严谨和科学。

［1］阳宪惠.现场总线技术及其应用［M］.北京：清华大学出版社，2009.

Application of Siemens Communication Fault Automatic etectionTechnology in the Loading and Unloading Signal System for the Main Shaft of MaialiangCoal Mine

Qin Ailing
（Datong Coal Zheneng Majialiang Coal Co.Ltd.，Shuozhou，Shanxi 036000）

This paper studied Siemens S7-300 MPI communication system in depth，By calling the system functional blockSFC67 SFC68 andsendingeach other handshaking signals between the two S7 stations，usedthe garage S7 sta⁃tionto writecommunication fault detection program，and program the fault output instructions，makingthe maintenan⁃cepersonnel judge the fault points in the first place，which has greatly improved the efficiency of fault handling.

Automation control system；Communication fault detection；program

TD633

A

1003-5168（2015）05-0065-3

2015-4-28

秦爱玲（1986.7-），女，本科，助理工程师，研究方向：自动化。