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【摘 要】：本文阐述了基于2级网络结构的PLC控制设备维护系统的应用实例。该系统通过PLC集成与上位机组建的工业以太网实现硬件系统间的通讯功能，做到实时的设备维修管理。
【关键词】：实时监控；工业以太网；VGA同步通信
中图分类号：TP316.2
1.引言
现今的中国制造业发展异常迅速，产业基础越来越大，加上大型跨国企业的引进与加盟，企业用于生产制造的设备也逐渐的多元化起来。越来越多的设备造成了维修维护管理与维修人员的资源不匹配。一方面是大量的设备故障往往不能得到及时的响应，另一方面也浪费了大量的维护时间。因此很多大型企业逐渐开始重视设备的在线/实时维护管理。
2.系统描述：
2.1系统所需要达到的功能
整个控制系统用于实时反应现场的设备报警故障。为了满足维修人员对现场故障情况的实时掌握，以利于维修人员更加合理准确的安排维护计划，系统需要及时向维修组反馈现场的设备报警情况；同时在对设备进行维修维护后，也需要将现场的情况反馈到设备维护组处登记。
该系统还可以将以上维修维护实时的反应到生产计划人员处，方便生产计划人员进行计划调控。从而提高整个生产过程的生产效率。为了方便各个车间现场管理，设备维护信息需要在各个站点进行实时的显示。其中以设备维护组站点为上位机控制，各个车间站点与生产计划组站点作为输出终端进行显示现场情况。
基于SAP管理的需求，每个设备的运行状况以及每次维修维护的数据都要记录并进行KPI统计。因此该系统除了设计由可以调用主服务器数据的程序外还必须由一定的数据导出接口/功能。
2.2系统的基本结构与网络层级
整个系统由主站点及5个从站点组成。主站由一台PC上位机和VGA服务器组成，用于显示所有从站点的现场设备情况与维修情况。从站点分为2类：第一类是计划组站点的从站，该站点只需要對所有现场设备情况的一个显示，方便由计划人员进行生产安排。因此该站点只包含一个视屏显示设备。第二类站点为4个车间从站。主要用于显示当前车间的设备情况以及让设备操作员工可以通过控制器对设备故障情况进行实时的报警。该类站点包含一个用于现场显示的液晶显示器，以及一个带有报警按钮面板与工业以太网模块的PLC控制器。
由于考虑到现场车间的距离以及布线工程的难度，该系统将选用带有Profinet模块的PLC用于建立一个工业以太网，由一台上位机对系统机型统一的控制。
设备组主站主要是由上位机（含显示器），VGA服务器，PLC数据服务器组成。上位机主要担当组态显示与系统控制器的功能，使系统可以完成数据巡回扫描功能，数字控制功能，从站设备监督功能。VGA服务器用于各个站点的视屏数据交换与存储，并提供各个站点的数据显示的基础。数据服务器用于支持各个站点的PLC数据进行交换与存储功能。
车间现场从站由1个VGA视频显示器，一个带有网络模块的PLC，以及连接PLC的控制面板组成。
生产计划组从站只包含一个视屏显示器以及支持显示器的视屏解码器。
系统设计采用2级复合网路的网络结构用于传递各个车间从站与主站间的信息，网络可以监控设备状态，过程状态，应用程序，以及支持数据扫描，同步更新等功能。上层网络是采用工业以太网协议的以太网层，负责按照报文的形式传送设备维护管理信息。由主站将需要更新的VGA服务器信息发送到各级子站，用于同步各级子站的VGA显示器。下层网络是采用485/232总线制现场控制网络，用于现场各个设备的过程数据以及控制命令的传输，并与主站上位机保持通信。
2.3程序设计与算法描述
设备维护在线系统由于其实时性的要求，系统必须24小时不间断的执行循环程序。因此整个系统的开始条件比较简单，只需要上位机开启则整个系统开始运行。所有的子站即一个独立的子节点。都由独立的开关控制。方便子站独立的检测维护等。子站的设备上电后即可开始工作。系统的停止条件比较复杂，下几种方式将导致系统停止：
（1）主站程序停止
（2）主站服务器停止
（3）扫描计时器超时停止
（4）系统故障停止
一般情况下，系统将运行在一个工作循环过程中。上位机在完成一系列的初始化工作后开始后，系统不断的扫描数据服务器与VGA服务器。当车间现场控制器出现输入信号，上位机得到信号后通过程序更新服务器的数据并对VGA服务器进行更新处理。在更新完成后上位机向各个子站发出一个信号，各个子站在得到信号后主动的同步VGA服务器信号，并将VGA数据解码转换成视频显示出来。在整个循环处理的过程中加入一个相当于“看门狗”的程序计时器，防止程序/网络出现故障时不停的循环处理。如果计时器判断当前程序超时，系统中断运行并反馈故障信号显示在上位机上。
3.结束语
采用带有工业以太网模块的PLC组建的2级网络结构设备维护管理系统通过以太网可以完成PLC控制器与上位机的直接通讯，在上位机完成服务器更新后，各级主站可以主动的同步数据并完成实时显示的功能。该系统采用以太网的形式大大的减少了现场布线，节约了成本。独立的子站系统保证了整个系统维护方便。进过实际使用表明该系统完全满足预期预定的要求。
【关键词】：实时监控；工业以太网；VGA同步通信
中图分类号：TP316.2
1.引言
现今的中国制造业发展异常迅速，产业基础越来越大，加上大型跨国企业的引进与加盟，企业用于生产制造的设备也逐渐的多元化起来。越来越多的设备造成了维修维护管理与维修人员的资源不匹配。一方面是大量的设备故障往往不能得到及时的响应，另一方面也浪费了大量的维护时间。因此很多大型企业逐渐开始重视设备的在线/实时维护管理。
2.系统描述：
2.1系统所需要达到的功能
整个控制系统用于实时反应现场的设备报警故障。为了满足维修人员对现场故障情况的实时掌握，以利于维修人员更加合理准确的安排维护计划，系统需要及时向维修组反馈现场的设备报警情况；同时在对设备进行维修维护后，也需要将现场的情况反馈到设备维护组处登记。
该系统还可以将以上维修维护实时的反应到生产计划人员处，方便生产计划人员进行计划调控。从而提高整个生产过程的生产效率。为了方便各个车间现场管理，设备维护信息需要在各个站点进行实时的显示。其中以设备维护组站点为上位机控制，各个车间站点与生产计划组站点作为输出终端进行显示现场情况。
基于SAP管理的需求，每个设备的运行状况以及每次维修维护的数据都要记录并进行KPI统计。因此该系统除了设计由可以调用主服务器数据的程序外还必须由一定的数据导出接口/功能。
2.2系统的基本结构与网络层级
整个系统由主站点及5个从站点组成。主站由一台PC上位机和VGA服务器组成，用于显示所有从站点的现场设备情况与维修情况。从站点分为2类：第一类是计划组站点的从站，该站点只需要對所有现场设备情况的一个显示，方便由计划人员进行生产安排。因此该站点只包含一个视屏显示设备。第二类站点为4个车间从站。主要用于显示当前车间的设备情况以及让设备操作员工可以通过控制器对设备故障情况进行实时的报警。该类站点包含一个用于现场显示的液晶显示器，以及一个带有报警按钮面板与工业以太网模块的PLC控制器。
由于考虑到现场车间的距离以及布线工程的难度，该系统将选用带有Profinet模块的PLC用于建立一个工业以太网，由一台上位机对系统机型统一的控制。
设备组主站主要是由上位机（含显示器），VGA服务器，PLC数据服务器组成。上位机主要担当组态显示与系统控制器的功能，使系统可以完成数据巡回扫描功能，数字控制功能，从站设备监督功能。VGA服务器用于各个站点的视屏数据交换与存储，并提供各个站点的数据显示的基础。数据服务器用于支持各个站点的PLC数据进行交换与存储功能。
车间现场从站由1个VGA视频显示器，一个带有网络模块的PLC，以及连接PLC的控制面板组成。
生产计划组从站只包含一个视屏显示器以及支持显示器的视屏解码器。
系统设计采用2级复合网路的网络结构用于传递各个车间从站与主站间的信息，网络可以监控设备状态，过程状态，应用程序，以及支持数据扫描，同步更新等功能。上层网络是采用工业以太网协议的以太网层，负责按照报文的形式传送设备维护管理信息。由主站将需要更新的VGA服务器信息发送到各级子站，用于同步各级子站的VGA显示器。下层网络是采用485/232总线制现场控制网络，用于现场各个设备的过程数据以及控制命令的传输，并与主站上位机保持通信。
2.3程序设计与算法描述
设备维护在线系统由于其实时性的要求，系统必须24小时不间断的执行循环程序。因此整个系统的开始条件比较简单，只需要上位机开启则整个系统开始运行。所有的子站即一个独立的子节点。都由独立的开关控制。方便子站独立的检测维护等。子站的设备上电后即可开始工作。系统的停止条件比较复杂，下几种方式将导致系统停止：
（1）主站程序停止
（2）主站服务器停止
（3）扫描计时器超时停止
（4）系统故障停止
一般情况下，系统将运行在一个工作循环过程中。上位机在完成一系列的初始化工作后开始后，系统不断的扫描数据服务器与VGA服务器。当车间现场控制器出现输入信号，上位机得到信号后通过程序更新服务器的数据并对VGA服务器进行更新处理。在更新完成后上位机向各个子站发出一个信号，各个子站在得到信号后主动的同步VGA服务器信号，并将VGA数据解码转换成视频显示出来。在整个循环处理的过程中加入一个相当于“看门狗”的程序计时器，防止程序/网络出现故障时不停的循环处理。如果计时器判断当前程序超时，系统中断运行并反馈故障信号显示在上位机上。
3.结束语
采用带有工业以太网模块的PLC组建的2级网络结构设备维护管理系统通过以太网可以完成PLC控制器与上位机的直接通讯，在上位机完成服务器更新后，各级主站可以主动的同步数据并完成实时显示的功能。该系统采用以太网的形式大大的减少了现场布线，节约了成本。独立的子站系统保证了整个系统维护方便。进过实际使用表明该系统完全满足预期预定的要求。