喬英輝

(上海電氣集團上海電機廠有限公司，上海 200240)

0 引言

PLC－ANALYZER pro 5是德國AUTEM公司生產(chǎn)的一個工程軟件系統(tǒng)，可對受控PLC設備進行邏輯分析和獲取被記錄的數(shù)據(jù)。使用此軟件可以很容易地獲取PLC的信息特征(例如輸入、輸出、標志、數(shù)據(jù)字等)并對他們進行評估。它的在線顯示功能讓信號波形的實時觀測成為可能。此外，可對指定的特定事件進行長期記錄，用于對偶然發(fā)生的錯誤備案，便于以后進行分析。

該軟件帶有各類驅動，支持西門子SIMATIC S5、S7，OMRON C/CV/CS1，三菱 MELSEC Q/A/FX等各主流PLC系統(tǒng)設備。

對于一般的設備而言，由于信號是緩慢變化的，設備發(fā)生故障時可以用肉眼觀察PLC器件上的輸入、輸出狀態(tài)變化，或者用相應PLC設備的編程軟件來實時監(jiān)控各信號狀態(tài)，從而迅速地判斷故障發(fā)生的原因，解決問題。對于快速、周期性工作的設備而言(例如沖床等)，其信號是快速變化的，有時根本無法觀察信號的變化。運用PLC－ANALYZER pro 5軟件對指定的特定事件進行長期記錄的功能，可以迅速地確定故障點。

1 PLC－ANALYZER pro 5軟件使用方法

以與西門子SIMATIC S7－300/400 PLC設備連接監(jiān)控為例，說明軟件的使用方法。首先，啟動PLC －ANALYZER pro 5軟件，打開“File”菜單，選擇“New project”，給項目起名。選擇“下一步”，進入具體的設置界面。在項目選項的地址(addresses)區(qū)域，PLC驅動選擇 SIMATIC S7－MPI 2(表示與S7－300/400 PLC連接，采用MPI通訊方式，PLC地址為2)，然后在地址框內(nèi)輸入要監(jiān)控的PLC的各類信號的位(Bit)，在右邊的框內(nèi)出現(xiàn)相應的字節(jié)(Byte)。PLC監(jiān)控地址設定見圖1。

圖1 PLC監(jiān)控地址設定

接下來在項目選項界面選擇在線(online)區(qū)域。將要監(jiān)控的具體的位(Bit)，從地址(addresses)區(qū)域選擇，然后在在線窗口地址(addresses in online windows)區(qū)域顯示。然后配置各個所監(jiān)控的變量的位置、高度和顏色。再設定在線監(jiān)控的采樣時間，一般為20 ms。其余三個選擇區(qū)域采用默認設置，最后點擊確定，設置完成。PLC在線界面設置見圖2。

圖2 PLC在線界面設置

項目設置好以后，打開所需監(jiān)控的項目，連接好MPI電纜和適配器，在PLC－ANALYZER pro 5軟件的“Project”菜單，選擇“Start acquisition”，開始監(jiān)控。選擇“Stop acquisition”，結束監(jiān)控。保存記錄數(shù)據(jù)，以便于以后的狀態(tài)分析。

2 實例

2.1 實例1

圖3 蕪湖16 T離合器控制梯形圖

一臺JD91－16蕪湖16T高速沖槽機，采用的PLC型號是OMRON CJ1M。在使用過程中，偶爾會發(fā)生無故停機的故障，有時一天幾次，有時會連續(xù)正常使用幾天。檢查各相關的零部件，都沒有任何問題。運用PLC－ANALYZER pro 5軟件，聯(lián)機監(jiān)控。根據(jù)該設備的PLC梯形圖(控制梯形圖見圖3)，以離合器動作信號2.06作為監(jiān)控主線(因為發(fā)生停機故障的時候，離合器必定放開)，再加上各種影響離合器動作的外部信號，例如0.12(SB12 連續(xù)行程停止按鈕)、0.13(腳踏開關)、0.14(SA5壓片接入選擇開關)、1.00(SQ4 卸片下限位開關)、1.03(SQ7終點開關)等外部信號。當又發(fā)生無故停機故障時，觀察PLC－ANALYZER pro 5軟件上的記錄數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn) 1.00(SQ4卸片下限位開關)信號有一個5 ms的電平跌落，當該電平跌落時，離合器信號2.06斷開，沖床也就停止工作了。分析1.00(SQ4卸片下限位開關)電平跌落的原因，初步判斷是該限位開關的位置處于臨界狀態(tài)。當沖床工作時，由于振動，限位開關偶爾會斷開。確定故障原因后，調(diào)整限位開關的位置，解決了問題。PLC－ANALYZER pro 5軟件對蕪湖16 T高速沖槽機離合器監(jiān)控圖見圖4。

2.2 實例2

一臺HUQ400.23德國進口400 T自動上下料流水線沖床，采用的PLC型號是西門子公司的S7－400。在自動連續(xù)運行中，硅鋼片下料時，偶爾沒有在堆垛處落下，產(chǎn)生飛片現(xiàn)象，沖床停機并報警，報警信息為M670.5—Gr.77電磁堆垛區(qū)域－A6電流監(jiān)控。飛片現(xiàn)象出現(xiàn)，既影響生產(chǎn)的連續(xù)性，又會出現(xiàn)人身傷害事故，必須及時解決。

圖5 電磁吸鐵控制電流流通監(jiān)控

觀察PLC的輸入、輸出點信號，沒有找出問題所在。運用PLC－ANALYZER pro 5軟件，對影響M670.5這個點的相關信號進行監(jiān)控，具體的監(jiān)控信號是電磁吸鐵控制電流流通監(jiān)控見圖5。發(fā)現(xiàn)當M670.5為“1”時，I286.5這個點的信號沒有出現(xiàn)。根據(jù)PLC程序解讀，當A286.5信號為“1”時，電磁吸鐵控制器使能，輸出直流電壓到電磁鐵，同時有電流流通信號到PLC的I286.5。如果A286.5信號為“1”，經(jīng)過 T314 延時 250 ms后，I286.5 信號仍為“0”，M670.5變?yōu)椤?”，沖床停機報警，電磁吸鐵控制器的使能信號斷開。由于該電磁鐵為斷電吸持，通電放開型，與一般的電磁吸鐵不同。使能信號的斷開，使得在堆垛處該落下的硅鋼片沒有落下，產(chǎn)生飛片。對監(jiān)控圖二分析，出現(xiàn)故障時，I286.5信號缺失。拆開電磁吸鐵控制器，發(fā)現(xiàn)電壓輸出信號和電流流通監(jiān)控信號是并聯(lián)的，不同的是該電流監(jiān)控信號用光電耦合器隔離。懷疑光電耦合器不良，調(diào)換后，一切恢復正常。

2.3 實例3

一臺德國進口的萬家頓400T自動沖床，采用的PLC型號是西門子公司S7－400。硅鋼片從模具中打出料時，一般情況幾十片或上百次會發(fā)生一次故障，報警停機。報警信息為:Gr.21滑塊打料器未駛出(時間監(jiān)控器)。檢查打料器油缸的上下位置檢測接近開關，沒有問題，相應的安裝位置也在正常范圍內(nèi)。用常規(guī)檢查手段，找不到故障點。用PLCANALYZER pro 5軟件監(jiān)控記錄，根據(jù)PLC梯形圖(打棒監(jiān)控局部PLC梯形圖見圖6)，打料器信號監(jiān)控圖見圖7。分析圖7，發(fā)現(xiàn)當M52.4為“1”以后，M52.6沒有及時為“1”。這樣，當持續(xù)時間超過500 ms后，T50動作，觸發(fā) M732.0報警信號。T50就是滑塊打料器駛出監(jiān)控時間，這個動作要在500 ms內(nèi)完成。當打棒動作時，I90.1沒有及時斷開，根據(jù)圖紙，I90.1來自繼電器K20的常開觸點，K20由接近開關B20驅動。接近開關經(jīng)檢查沒有問題，懷疑繼電器K20觸點不良。調(diào)換新的繼電器后，一切正常。

圖6 打棒監(jiān)控局部PLC梯形圖

圖7 滑塊打料器各信號監(jiān)控圖

3 結語

本文簡單介紹了PLC－ANALYZER pro 5工程軟件的功能、特點以及使用方法。通過具體的實例分析，說明了PLC－ANALYZER pro 5軟件的實用性。對于偶發(fā)性故障而言，要捕捉故障發(fā)生具體部位，非常困難。利用PLC－ANALYZER pro 5軟件的事件記錄功能，可以在線紀錄各類數(shù)據(jù)并保存，事后對其進行分析處理。對于電氣技術人員來說，應用各類先進的技術手段和工具來快速分析判斷電氣故障發(fā)生的部位并予以解決，保證生產(chǎn)的正常進行。因而可以說，PLC－ANALYZER pro 5軟件是一個極為有用的工具。