CN110162006A - 构建plc硬件故障诊断平台的方法 - Google Patents

构建plc硬件故障诊断平台的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110162006A
CN110162006A CN201910333846.XA CN201910333846A CN110162006A CN 110162006 A CN110162006 A CN 110162006A CN 201910333846 A CN201910333846 A CN 201910333846A CN 110162006 A CN110162006 A CN 110162006A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plc
status information
cpu
word
fault diagnosis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910333846.XA
Other languages
English (en)
Inventor
王红彦
王伟兵
张伟
李玉杰
苗贵仓
李彦峰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Handan Handan Iron And Steel Group Xinda Technology Co Ltd
Handan Iron and Steel Group Co Ltd
Original Assignee
Handan Handan Iron And Steel Group Xinda Technology Co Ltd
Handan Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Handan Handan Iron And Steel Group Xinda Technology Co Ltd, Handan Iron and Steel Group Co Ltd filed Critical Handan Handan Iron And Steel Group Xinda Technology Co Ltd
Priority to CN201910333846.XA priority Critical patent/CN110162006A/zh
Publication of CN110162006A publication Critical patent/CN110162006A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
    • G05B23/0213—Modular or universal configuration of the monitoring system, e.g. monitoring system having modules that may be combined to build monitoring program; monitoring system that can be applied to legacy systems; adaptable monitoring system; using different communication protocols
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/24—Pc safety
    • G05B2219/24065—Real time diagnostics

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Programmable Controllers (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Abstract

本发明涉及构建PLC硬件故障诊断平台的方法，过程为在各种不同类别的PLC控制***中提取CPU运行状态信息和网络状态信息到预先设定的PLC故障状态字中，通过工业以太网络将各个PLC***的故障状态字传输到故障诊断平台服务器的通讯接口软件Kepware的数据库中，利用Kepware的OPC功能将数据库数据通讯到RSView Supervisory Edition软件监控平台界面中，使得控制***硬件状态信息可视化；本发明能够及时准确判定故障点并生成报警记录，大大减少故障处理时间，提高控制***维护效率，报警记录和历史记录功能可实现对控制***硬件性能的劣化趋势分析、诊断，实现预防维修和状态维修。

Description

构建PLC硬件故障诊断平台的方法
技术领域
本专利申请属于自动控制技术领域，更具体地说，是涉及一种构建PLC硬件故障诊断平台的方法。
背景技术
PLC控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC控制器已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，它具有高可靠性、抗干扰能力强、功能强大、灵活，易学易用、体积小，重量轻，价格便宜的特点。
随着国内经济的快速增长，PLC控制***在国内制造企业得到广泛应用。PLC控制***的稳定性直接关系到企业生产制造***的安全与稳定。随着控制***规模的扩大，自动化复杂程度的提高，设备***故障率也在增加。控制***故障分析表明，网络***故障和CPU故障这两类故障发生率低，但是一旦发生对生产影响很大甚至会造成整条产线停产，而且恢复时间较长。为了保证生产的正常运行，提高设备的利用率，除了不断提高***的可靠性外，还需对控制***的运行状态进行集中监视，在故障发生时及时报警提示，准确迅速地进行诊断，以便及时排除故障。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种构建PLC硬件故障诊断平台的方法，对控制***的运行状态和网络状态进行集中监视，当故障发生时及时报警提示，能够快速、准确的锁定故障点，及时排除故障，提高故障处理的响应速度。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种构建PLC硬件故障诊断平台的方法，包括对控制***的CPU运行状态和网络状态进行集中监视，当故障发生时及时报警提示，从而可以快速、准确的锁定故障点，及时排除故障。
本发明技术方案的进一步改进在于：包含如下具体步骤：
步骤①CPU状态信息提取；利用程序指令提取CPU状态信息，形成CPU故障状态字；
步骤②网络机架模板状态信息提取；利用程序指令提取网络机架模板状态信息，形成机架IO模板状态信息字；
步骤③以太网通讯连接设置；故障诊断平台服务器与每个PLC***通过工业以太网络使用路由器实现数据通讯；
步骤④通讯接口软件通讯设置；故障诊断平台服务器中安装通讯接口软件Kepware，该软件支持西门子、AB、施奈德、横河CS3000等多种类型的PLC或DCS***进行数据通讯；通过Kepware接口软件实现与现场PLC的数据通讯，每个PLC向服务器Kepware数据库中传送若干个设备状态信息通讯字，设备状态信息通讯字包括CPU故障状态字和机架IO模板状态信息字，然后利用Kepware的OPC功能将数据库数据通讯到Rockwell Software 公司RSViewSupervisory Edition软件编制的监控平台界面中；
步骤⑤故障诊断平台画面编制；使用Rockwell Software 公司RSView SupervisoryEdition软件编制故障诊断平台监控画面，通过该软件编制出状态显示、报警记录、历史数据记录功能画面，方便随时查询状态信息及历史数据记录。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤①中，CPU故障状态字为16位，每一位表示一个故障状态信息，CPU状态信息包括：内部故障、外部故障、总线1故障、总线2故障、冗余模块1故障、冗余模块2故障、数据强制、CPU运行、CPU停止、冗余状态、主机架状态。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤②中，机架IO模板状态信息字为16位，每一位表示一块模板状态信息，接口IO模板状态信息包括：模板电源是否正常，模板是否激活。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的有益效果是：
本发明通过故障诊断平台可以实时远程查看现场各个PLC控制***CPU和网络硬件状态信息，在PLC出现故障时，能够及时准确判定故障点并生成报警记录，这样大大减少故障处理时间，提高控制***维护效率。报警记录和历史记录等功能可实现对控制***硬件性能的劣化趋势分析、诊断，实现预防维修和状态维修。
附图说明
附图1是本发明网络连接示意图；
其中：1、PLC***一，2、PLC***二，3、故障诊断平台服务器，4、光缆一，5、交换机一，6、路由器一，7、局域网交换机一，8、光缆二，9、交换机二，10、路由器二，11、局域网交换机二，12、操作站。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
本发明公开了一种构建PLC硬件故障诊断平台的方法，参见图1，通过对控制***的CPU运行状态和网络状态进行集中监视，当故障发生时及时报警提示，从而可以快速、准确的锁定故障点，及时排除故障。
具体步骤如下：
步骤①CPU状态信息提取；在PLC***一1和PLC***中二2，利用程序指令提取CPU状态信息，形成CPU故障状态字（16位），每一位表示一个故障状态信息。CPU状态信息包括：内部故障、外部故障、总线1故障、总线2故障、冗余模块1故障、冗余模块2故障、数据强制、CPU运行、CPU停止、冗余状态、主机架状态，例如下表是西门子S7-400冗余***的CPU故障状态字：
步骤②网络机架模板状态信息提取；在PLC***一1和PLC***二2中，利用程序指令提取网络机架模板状态信息，形成机架IO模板状态信息字（16位），每一位表示一块模板状态信息。接口模板状态信息包括：模板电源是否正常，模板是否激活。，每一位表示一块模板状态信息，接口IO模板状态信息包括：模板是否正常，模板是否激活。例如下表是西门子S7-400冗余***的机架IO模板状态信息字：
。
步骤③以太网通讯连接设置；故障诊断平台服务器3与每个PLC***通过工业以太网络使用路由器实现数据通讯，故障诊断平台服务器3使用光缆一4、交换机一5、路由器一6接入PLC***一1的局域网交换机一7中，实现与PLC***一1的CPU进行数据通讯；使用光缆二8、交换机二9、路由器二10接入PLC***二2的局域网交换机二11中，实现与PLC***二2的CPU进行数据通讯，通过操作站12进行操作。
步骤④通讯接口软件Kepware通讯设置；故障诊断平台服务器3中安装通讯接口软件Kepware，该软件支持西门子、AB、施奈德、横河CS3000等多种类型的PLC或DCS***进行数据通讯。通过Kepware接口软件实现与现场PLC的数据通讯，每个PLC向服务器Kepware数据库中传送若干个设备状态信息通讯字，设备状态信息通讯字包括CPU故障状态字和机架IO模板状态信息字，设备状态信息通讯字中每一位代表一个设备的状态信息，然后利用Kepware的OPC功能将数据库数据通讯到Rockwell Software 公司RSView SupervisoryEdition软件编制的监控平台界面中。
从Kepware通讯到Rockwell Software 公司RSView Supervisory Edition软件编制的监控平台界面中的设备状态信息通讯字，对于西门子PLC和施奈德PLC的设备状态信息通讯字需要进行状态字的高8位与低8位位置互换，例如西门子S7-400冗余***的机架IO模板状态信息字通讯到软件编制的监控平台界面中的设备状态字高8位与低8位位置互换后信息如下所示：
。
步骤⑤故障诊断平台画面编制；使用Rockwell Software 公司RSViewSupervisory Edition软件编制故障诊断平台监控画面。通过该软件可以编制状态显示、报警记录、历史数据记录等功能画面，方便随时查询状态信息及历史数据记录。
本发明通过故障诊断平台可以实时远程查看现场各个PLC控制***CPU和网络硬件状态信息，PLC出现故障时，能够及时准确判定故障点并生成报警记录，这样大大减少故障处理时间，提高控制***维护效率。报警记录和历史记录等功能可实现对控制***硬件性能的劣化趋势分析、诊断，实现预防维修和状态维修。

Claims (4)

1.一种构建PLC硬件故障诊断平台的方法，其特征在于：对控制***的CPU运行状态和网络状态进行集中监视，当故障发生时及时报警提示，从而可以快速、准确的锁定故障点，及时排除故障。
2.根据权利要求1所述的构建PLC硬件故障诊断平台的方法，其特征在于：包含如下具体步骤：
步骤①CPU状态信息提取；利用程序指令提取CPU状态信息，形成CPU故障状态字；
步骤②网络机架模板状态信息提取；利用程序指令提取网络机架模板状态信息，形成机架IO模板状态信息字；
步骤③以太网通讯连接设置；故障诊断平台服务器与每个PLC***通过工业以太网络使用路由器实现数据通讯；
步骤④通讯接口软件通讯设置；故障诊断平台服务器中安装通讯接口软件Kepware，通过Kepware接口软件实现与现场PLC的数据通讯，每个PLC向服务器Kepware数据库中传送若干个设备状态信息通讯字，设备状态信息通讯字包括CPU故障状态字和机架IO模板状态信息字，然后利用Kepware的OPC功能将数据库数据通讯到Rockwell Software 公司RSViewSupervisory Edition软件编制的监控平台界面中；
步骤⑤故障诊断平台画面编制；使用Rockwell Software 公司RSView SupervisoryEdition软件编制故障诊断平台监控画面，通过该软件编制出状态显示、报警记录、历史数据记录功能画面，方便随时查询状态信息及历史数据记录。
3.根据权利要求2所述的构建PLC硬件故障诊断平台的方法，其特征在于：步骤①中，CPU故障状态字为16位，每一位表示一个故障状态信息，CPU状态信息包括：内部故障、外部故障、总线1故障、总线2故障、冗余模块1故障、冗余模块2故障、数据强制、CPU运行、CPU停止、冗余状态、主机架状态。
4.根据权利要求2所述的构建PLC硬件故障诊断平台的方法，其特征在于：步骤②中，机架IO模板状态信息字为16位，每一位表示一块模板状态信息，接口IO模板状态信息包括：模板电源是否正常，模板是否激活。
CN201910333846.XA 2019-04-24 2019-04-24 构建plc硬件故障诊断平台的方法 Withdrawn CN110162006A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910333846.XA CN110162006A (zh) 2019-04-24 2019-04-24 构建plc硬件故障诊断平台的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910333846.XA CN110162006A (zh) 2019-04-24 2019-04-24 构建plc硬件故障诊断平台的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110162006A true CN110162006A (zh) 2019-08-23

Family

ID=67639906

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910333846.XA Withdrawn CN110162006A (zh) 2019-04-24 2019-04-24 构建plc硬件故障诊断平台的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110162006A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110597169A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 鞍钢集团矿业有限公司 基于实时工业网络矿山用水平衡故障快速补偿方法
CN113960987A (zh) * 2021-11-09 2022-01-21 中烟机械技术中心有限责任公司 Io端子模块诊断信息可视化***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011070284A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Mitsubishi Electric Corp エンドカバー、これを備えたプログラマブルロジックコントローラ装置、エンドカバー装着有無確認方法、及びプログラマブルロジックコントローラ装置の故障診断方法
CN102375426A (zh) * 2010-08-09 2012-03-14 深圳市合信自动化技术有限公司 一种plc数字量输出控制装置及其控制方法
CN105162630A (zh) * 2015-09-02 2015-12-16 深圳市华茂欧特科技有限公司 一种用于诊断可编程控制器以太网通信故障的智能***
CN107861459A (zh) * 2017-11-09 2018-03-30 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） 一种可配置显控一体化的plc控制***及其控制方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011070284A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Mitsubishi Electric Corp エンドカバー、これを備えたプログラマブルロジックコントローラ装置、エンドカバー装着有無確認方法、及びプログラマブルロジックコントローラ装置の故障診断方法
CN102375426A (zh) * 2010-08-09 2012-03-14 深圳市合信自动化技术有限公司 一种plc数字量输出控制装置及其控制方法
CN105162630A (zh) * 2015-09-02 2015-12-16 深圳市华茂欧特科技有限公司 一种用于诊断可编程控制器以太网通信故障的智能***
CN107861459A (zh) * 2017-11-09 2018-03-30 山东省计算中心（国家超级计算济南中心） 一种可配置显控一体化的plc控制***及其控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何实等: "基于西门子STEP7对PLC***设备故障诊断", 《科技风》 *
王红彦: "邯钢西区PLC远程诊断***的研究与应用", 《2019年冶金装备信息化、智能化、在役再制造及维修大数据分析交流会论文集》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110597169A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 鞍钢集团矿业有限公司 基于实时工业网络矿山用水平衡故障快速补偿方法
CN110597169B (zh) * 2019-09-20 2022-08-19 鞍钢集团矿业有限公司 基于实时工业网络矿山用水平衡故障快速补偿方法
CN113960987A (zh) * 2021-11-09 2022-01-21 中烟机械技术中心有限责任公司 Io端子模块诊断信息可视化***
CN113960987B (zh) * 2021-11-09 2024-04-16 上海烟草机械有限责任公司 Io端子模块诊断信息可视化***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104898620B (zh) 一种基于以太网的冗余控制***及控制方法
EP1573407B1 (en) Method to increase the safety integrity level of a control system
CN204065793U (zh) 用于控制现场设备的***
CN103309334B (zh) 一种工厂控制***的人机界面显示操作方法及组态***
CN110162006A (zh) 构建plc硬件故障诊断平台的方法
CN107351088A (zh) 一种机器人外部运动路径控制方法
US20110264396A1 (en) Electrical circuit with physical layer diagnostics system
CN111970155B (zh) 一种吊机设备故障状态智能预警***
CN108287519A (zh) 用于质子治疗设备安全联锁的逻辑结构和实现方法
EP1920299A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer technischen einrichtung
CN106843162A (zh) 一种工业机床自动化远程智能控制***
WO2016120532A1 (en) Safety critical system
CN107797528A (zh) 生产控制装置
CN102880146A (zh) 一种现场总线设备监控管理***
CN103163402B (zh) 基于二次回路的继电保护设备状态监测装置及监测方法
CN201788401U (zh) 设备生产过程控制管理信息***
BRPI0615566A2 (pt) arquitetura do sistema para o controle e o monitoramento de componentes de uma instalação de segurança da ferrovia
CN103105814B (zh) 二进制工位定位控制装置
CN107562011A (zh) 一种铸管生产线安防控制***及其控制方法
CN109343487B (zh) 溶剂法短纤维生产流程控制***
CN201681287U (zh) 用于数控镗铣生产线的监控***
CN202615185U (zh) 具有故障诊断功能的现场总线数控***
CN203233430U (zh) 现场总线实时故障诊断装置
Xue et al. The development and application of online fault waring system for automatic stereo library based with S7-300 and Wincc flexible 2007 operating environment
Zhao et al. Hardware-in-the-loop simulation system for process control

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 056015 Fuxing Road 232, Fuxing District, Hebei, Handan

Applicant after: HANDAN IRON & STEEL GROUP Co.,Ltd.

Applicant after: Hegang digital Xinda (Hangang) Technology Co.,Ltd.

Address before: 056015 Fuxing Road 232, Fuxing District, Hebei, Handan

Applicant before: HANDAN IRON & STEEL GROUP Co.,Ltd.

Applicant before: HANDAN HANGANG GROUP XINDA TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CI02 Correction of invention patent application
CI02 Correction of invention patent application

Correction item: change of bibliographic data

Correct: Hegang digital Xinda (Handan) Technology Co.,Ltd.

False: Hegang digital Xinda (Hangang) Technology Co.,Ltd.

Number: 29-01

Volume: 37

WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190823