烟草生产线故障点采集方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种烟草生产线故障点采集方法及系统，首先在PLC层构建数字量变化采集程序将PLC系统的数字量变化记录存于DB块，然后通过采集软件将PLC中DB块数据采集并存于数据库，最后将数据以WEB网页的形式展现。基于异或运算的生产线故障点采集方法，并基于此开发故障点采集系统精确捕捉生产线关键点的数字量变化，实现设备异常停机的原因分析与预警。实现设备异常停机的原因分析与预警。实现设备异常停机的原因分析与预警。

【技术实现步骤摘要】
烟草生产线故障点采集方法及系统


[0001]本专利技术涉及烟草生产线
，尤其涉及一种烟草生产线故障点采集方法及系统。

技术介绍

[0002]烟草行业打叶复烤生产线、制丝生产线一般都采用PLC控制，并大量使用隔离开关、限位开关参与控制，PLC通过检测隔离开关辅助触点、限位开关状态作为控制设备启停的条件。
[0003]生产过程中隔离开关辅助触点或限位开关一旦出现动作，将使其本身及上游设备停机，同时人机界面通过采集到的报警量变化呈现出相应的报警。由于触点长期使用后变形或接触点缺失、触点表面出现碳化膜或尘土附着在接触点上造成接触不良都会引起设备停机影响正常生产。甚至出现触点性能下降后出现瞬间断开又接通的情况，由于传统的组态软件扫描周期较长，如Wincc
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flexible最短采样周期为100毫秒，Wincc最短采样周期为250毫秒，无法与PLC扫描循环周期同步，此时会出现PLC控制设备停机，但人机界面未采集到触点状态变化信息即无报警的情况，造成设备维护人员无法判断故障原因。

技术实现思路

[0004]为解决烟草生产线由于隔离开关辅助触点接触不良引起的设备异常停机问题，本专利技术提出了一种烟草生产线故障点采集方法及系统，主要基于异或运算的生产线故障点采集方法，并基于此开发故障点采集系统精确捕捉生产线关键点的数字量变化，实现设备异常停机的原因分析与预警。
[0005]其具体采用以下技术方案：一种烟草生产线故障点采集方法，其特征在于：首先在PLC层构建数字量变化采集程序将PLC系统的数字量变化记录存于DB块，然后通过采集软件将PLC中DB块数据采集并存于数据库，最后将数据以WEB网页的形式展现。
[0006]进一步地，在PLC程序执行阶段将输入映像寄存器读入数据用于逻辑运算的过程中将读入数据进行异或运算并将结果写到DB块中。
[0007]进一步地，所述DB块包含10个UDT214的数据类型作为存储记录的队列；采用基于异或逻辑运算记录数字量变化瞬时信息，原理程序如下：AI0.0//输入点I0.0XM0.0//I0.0上一扫描周期的状态=M0.1//I0.0发生变化时产生脉冲AI0.0//输入点I0.0=M0.0//将输入点I0.0存于M0.0用于下一扫描周期运算其中，M0.1用于触发DB214进行队列记录操作；采用FC189程序读取输入点状态与设备编号，并将数据写入数据块DB189；
FC189程序循环读取数据块DB189中点位最新状态与上一周期状态，经过异或运算后将运算结果写入数据块DB189中；FC189程序将点位最新状态覆盖上一周期状态，用于下一周期运算；采用FC214程序读取PLC系统时间并存于临时存储区；FC214程序循环读取数据块DB189中异或运算结果点位；FC214程序将读取的异或运算结果点位用于触发将系统时间、数据块DB189中存储的点位最新状态与设备编号、工段编号、事件类型写入数据块DB214并将数据进行队列推送；数据块DB214存储包括所监视点位状态发生变化的时间、最新状态与设备编号、工段编号、事件类型的详细记录。
[0008]进一步地，数据采集程序使用开源驱动库libnodave连接PLC，读取PLC数据块DB214并将数据逐条进行解析转化为适合于SQL SERVER数据库的格式信息之后发送至数据库；所述数据库接收到数据后，由触发器判断所插入数据是否为最新数据，若为最新数据则将数据记录到事件详细信息表，否则不予记录。
[0009]进一步地，将数据直接写入工段字典表SegmentDict与事件类型字典表EventClassDict；而对于位置字典表PositionDict则采用自动添加数据的方式追加数据。
[0010]进一步地，WEB网页包括事件速览、事件管理、数据字典管理、故障率统计、事件统计、用户管理的功能；所述事件速览用于未登陆用户进行有限的事件记录浏览，用户登陆后通过事件管理对记录进行操作；数据字典页面用于对自动生成的位置字典表添加中文位置描述；故障率统计页面用于实现选定时间段的故障率统计；事件统计页面用于实现对位置字典中每个对应点的动作次数进行统计排序与维修后进行清零操作。
[0011]以及，一种烟草生产线故障点采集系统，基于以上烟草生产线故障点采集方法，其特征在于：包括：PLC程序、数据采集程序、WEB页面三个部分；所述PLC程序用于采集并记录数字量状态及变化，写入生产线各工段主控PLC中，包括：铺叶段PLC、预处理段PLC、打叶段PLC、复烤段PLC和打包段PLC；所述数据采集程序运行于能与各工段PLC进行通信的计算机上，用于读取PLC数据并将数据写入数据库；所述数据库与数据采集软件和WEB服务器进行通信；所述WEB页面读取数据库数据并展示为可视化界面。
[0012]相比于现有技术，本专利技术及其优选方案通过信息化技术与工控技术相融合开发此系统有效地解决了传统人机界面无法精确采集到报警信号的问题，实现对故障点的准确定位，将生产线各工段监控点统合到该系统，方便管理人员快速了解全厂生产设备状态乃至故障点位，避免了信息孤岛，实现生产设备关键点在线监测及故障诊断，为推动数字化在生产线运用奠定了良好基础。
附图说明
[0013]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：
图1为本专利技术实施例系统架构示意图。
[0014]图2为本专利技术实施例DB块数据存储方案示意图。
[0015]图3为本专利技术实施例读取输入点状态并进行异或运算后数据存储方案示意图。
[0016]图4为本专利技术实施例数据库的数据采集流程示意图。
[0017]图5为本专利技术实施例数据直接写入工段字典表流程示意图。
[0018]图6为本专利技术实施例将数据库中表进行连接后的视图查询结果示意图。
[0019]图7为本专利技术实施例WEB网页功能呈现示意图。
[0020]图8为本专利技术实施例闪断采集和记录实例示意图。
[0021]图9为本专利技术实施例电机隔离开关辅助触点断开采集和记录实例示意图。
[0022]图10为本专利技术实施例工业网络故障采集和记录实例示意图。
具体实施方式
[0023]为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：本实施例提供的系统设计以西门子S7
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300/400 PLC为基础，结合C#、.NET平台、SQL SERVER进行开发，首先在PLC层构建数字量变化采集程序将PLC系统的数字量变化记录存于DB块，然后通过C#开发的采集软件将PLC中DB块数据采集并存于SQL SERVER数据库，最后通过ASP.NET开发网站将数据以网页形式展现。
[0024]经测试，该系统能精确采集PLC系统的数字量变化，如隔离开关辅助触点、限位开关、网络节点等的变化，通过这些数字量变化记录可实现快速分析引起设备异常停机原因。可为流水生产线电气故障快速定位提供分析依据，提高维修效率。
[0025]为解决现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烟草生产线故障点采集方法，其特征在于：首先在PLC层构建数字量变化采集程序将PLC系统的数字量变化记录存于DB块，然后通过采集软件将PLC中DB块数据采集并存于数据库，最后将数据以WEB网页的形式展现。2.根据权利要求1所述的烟草生产线故障点采集方法，其特征在于：在PLC程序执行阶段将输入映像寄存器读入数据用于逻辑运算的过程中将读入数据进行异或运算并将结果写到DB块中。3.根据权利要求2所述的烟草生产线故障点采集方法，其特征在于：所述DB块包含10个UDT214的数据类型作为存储记录的队列；采用基于异或逻辑运算记录数字量变化瞬时信息，原理程序如下：AI0.0//输入点I0.0XM0.0//I0.0上一扫描周期的状态=M0.1//I0.0发生变化时产生脉冲AI0.0//输入点I0.0=M0.0//将输入点I0.0存于M0.0用于下一扫描周期运算其中，M0.1用于触发DB214进行队列记录操作；采用FC189程序读取输入点状态与设备编号，并将数据写入数据块DB189；FC189程序循环读取数据块DB189中点位最新状态与上一周期状态，经过异或运算后将运算结果写入数据块DB189中；FC189程序将点位最新状态覆盖上一周期状态，用于下一周期运算；采用FC214程序读取PLC系统时间并存于临时存储区；FC214程序循环读取数据块DB189中异或运算结果点位；FC214程序将读取的异或运算结果点位用于触发将系统时间、数据块DB189中存储的点位最新状态与设备编号、工段编号、事件类型写入数据块DB214并将数据进行队列推送；数据块DB214存储包括所监视点位状态发生变化的时间、最新状态与设备编号、工段编号、事件类型的详细记录。4.根据权利要求3所述的烟草生产线故障点采集方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄炳华，章文水，潘峰，龚涛，颜志强，吴浅，黄金霖，张宜乐，陈铎，张腾健，杨文丰，廖锋，秦华，卢敏瑞，施德华，黄永鑫，林杰，黄槟华，曾思航，
申请(专利权)人：福建武夷烟叶有限公司，
类型：发明
国别省市：