一种能够实现PLC系统故障监控及显示的智能从站技术方案

本实用新型专利技术公开了一种能够实现PLC系统故障监控及显示的智能从站，包括智能从站外壳，智能从站外壳上安装显示器、复位装置和数据线接口，智能从站外壳内部安装电路板，电路板上安装电源、单片机、PROFIBUS协议芯片、隔离芯片和通讯电路。本实用新型专利技术的有益效果在于：与PLC的CPU配合使用，在系统出现控制逻辑故障的同时，由CPU向从站发送各相关信号的即时状态，由从站分析判断出造成故障的原因，能够实时、精确的定位逻辑程序中的瞬态故障信号，方便技术人员及时迅速的排除故障，实现最大限度的保障生产；设置有显示装置，能够对硬件故障中断的故障信息进行显示等。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动钻机PLC系统从站装置领域，具体是一种能够实现PLC系统 故障监控及显示的智能从站。
技术介绍
目前，电动钻机逻辑控制部分主要采用了可编程控制器(PLC)为控制核心，有的 还配置了上位工控机。目前，其故障检测和显示的主要手段有1)指示灯2、指示灯故障编 码3)数码管显示4)工控微机显示等等，但这些手段主要立足于持续性故障。特别是工控 微机方式，PLC将输入输出端的信号反馈回上位机，达到上位机对现场实现同步实时监控的 目的。上述各手段主要还是立足于持续性故障，即故障状态持续时间较长的故障，上位 机方式虽然实时性高一些，但由于通讯延迟、采样周期等因素影响，存在漏捕捉的现象。在实际使用中，现有的装置，还存在很多问题，例如1)瞬态故障不易查处。瞬态故障就是指故障存在的时间极短，稍纵即逝。诸如开 关信号的抖动，线路的接触不良，短暂的干扰等，都会引发这种故障。因为这种故障的保持 时间非常短，几乎是瞬间，维修人员还没来的及看到故障时各信号的状态，故障就已经消失 了，所以靠传统的人工排查故障点是无法完成的。只能依据系统程序，采用猜测、试验等手 段，逐一排查。当相关信号较多时，具有排查难度大，周期长的特点，大大影响了钻井生产的 正常运行。2)故障中断使系统发生故障不易察觉。为了防止PLC系统发生硬件故障等原因时 造成故障停机，在系统软件编程时使用了 0B82、0B86等故障中断处理功能块，使得系统发 生硬件故障时能够带故障运行而不发生停机，但是，OB只是及时反应出了故障，并不能解决 故障，这些OB的使用反而起了掩盖故障的作用。因为如果不查询CPU的故障诊断缓冲区的 故障信息，使用者根本无法发现这些问题。
技术实现思路
本技术公开了一种能够实现PLC系统故障监控及显示的智能从站，它具有 PLC标准从站的各项功能，且与PLC的CPU配合使用，在系统出现控制逻辑故障的同时，由 CPU向从站发送各相关信号的即时状态，由从站分析判断出造成故障的原因，并即时显示出 故障所在，使技术人员能够及时迅速的排除故障，实现最大限度的保障生产。本技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现一种能够实现PLC系统故 障监控及显示的智能从站，包括智能从站外壳，智能从站外壳上安装显示器、复位装置和数 据线接口，智能从站外壳内部安装电路板，电路板上安装电源、单片机、PR0FIBUS协议芯片、 隔离芯片和通讯电路，所述单片机与显示器和PR0FIBUS协议芯片分别连接，PR0FIBUS协议 芯片与隔离芯片连接，隔离芯片与通讯电路连接，通讯电路与数据线接口连接。所述单片机是AT89S52单片机。所述PR0FIBUS协议芯片是PR0FIBUS专用芯片VPC3+C。所述隔离芯片是AMDM86隔离芯片。所述通讯电路是PR0FIBUS-DP接口。智能从站外壳上安装蜂鸣器，蜂鸣器与单片机连接。所述显示器是LED显示器。本技术的有益效果在于能够解决公知技术中存在的不足；与PLC的CPU配 合使用，在系统出现控制逻辑故障的同时，由CPU向从站发送各相关信号的即时状态，由从 站分析判断出造成故障的原因，能够实时、精确的定位逻辑程序中的瞬态故障信号，方便技 术人员及时迅速的排除故障，实现最大限度的保障生产；设置有显示装置，能够对硬件故障 中断的故障信息进行显示；结构合理，使用方便，安全性高等。附图说明附图1是本技术的结构示意图；附图2是本技术的内部控制芯片结构示 意图；附图3是本技术设备控制逻辑示意图；附图4是4#整流柜驱动1#泥浆泵控制梯 形图一；附图5是4#整流柜驱动1#泥浆泵控制梯形图二 ；附图6是4#整流柜驱动1#泥浆 泵控制梯形图三；附图7是4#整流柜驱动1#泥浆泵控制梯形图四；附图8是4#整流柜驱 动1#泥浆泵控制梯形图五；附图9是4#整流柜驱动1#泥浆泵控制梯形图六；附图10是智 能从站的单片机程序流程；附图11是PLC对智能从站部分的程序流程；附图12是设备PLC 逻辑示意图。附图中所示标号1、显示器；2、智能从站外壳；3、复位装置；4、数据线接口 ；5、蜂 鸣器。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本技术。应理解，这些实施例仅用于说明本 技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容 之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申 请所附权利要求书所限定的范围。本技术所述一种能够实现PLC系统故障监控及显示的智能从站，包括智能从 站外壳2，智能从站外壳2上安装显示器1、复位装置3和数据线接口 4，智能从站外壳2内 部安装电路板，电路板上安装电源、单片机、PR0FIBUS协议芯片、隔离芯片和通讯电路，所述 单片机与显示器1和PR0FIBUS协议芯片分别连接，PR0FIBUS协议芯片与隔离芯片连接，隔 离芯片与通讯电路连接，通讯电路与数据线接口 4连接。在本技术中，所述PR0FIBUS协议芯片优选采用德国慧鹏公司开发的 PR0FIBUS专用芯片VPC3+C，PR0FIBUS专用芯片VPC3+C集成了完整的PR0FIBUS-DP通讯协 议，可以独立完成全部与PLC主站CPU的通讯功能。所述单片机优选是AT89S52单片机， AT89S52单片机能够完成对PR0FIBUS专用芯片VPC3+C的初始化、参数配置等功能，以及对 故障数据的分析判断、驱动显示器1进行显示等用户功能。所述隔离芯片是ADMM86隔离芯片，其作用是防止TOOFIBUS-DP通讯总线与PCB 上其他电路相互之间造成干扰。所述通讯电路优选采用PR0FIBUS-DP接口，PR0FIBUS-DP接口是进行RS485通讯的9针连接器，用于和PLC的CPU进行通讯。此设计可以实现高达 20Mbps的通讯速率，大大提高了信号传送速度。为了能够在本技术检测到故障时，及时提醒技术人员注意，优选在智能从站 外壳2上安装蜂鸣器5，蜂鸣器5与单片机连接，能够在单片机检测到PLC系统出现故障时， 发出报警信号。在上述各个实施例中，所述显示器1优选采用LED显示器。在本技术中，因为PLC采用周期扫描的工作方式，CPU采用批量输入、批量输 出的方式处理输入输出(1/0)，即CPU并不直接访问I/O模块中的输入地址区和输出地址 区，而是直接访问CPU内部的输入/输出过程映像区，因此，输入信号的改变并不是立即影 响程序逻辑，而是在被CPU访问后才会影响，即所有的输入信号的映像值状态在一个循环 周期内不会发生改变。另外在一个程序中若给一个输出端多次赋值时，中间状态只改变输 出映像区。只有最后一次赋的值才能送到输出端。输出信号的状态则是在输出刷新时才送 出的。所以，如果某一信号引发设备故障停机，只要在本周期内对所有信号状态进行筛查， 就可以正确的定位故障信号。直流电动钻机的各设备绞车、泥浆泵、转盘的逻辑控制如图3所示，以4#整流柜驱 动1#泥浆泵为例，其控制梯形图如图Γ图9所示。图4是当接到运行指令后，如果维修锁紧开关17. 6和17. 7在正常位，就去闭合直 流电机的冷却风机等辅助设备。其中Τ25是为了防止风压信号跳动而造成设备非故障停 机，因为风压开关会由于设备震动或风压波动而发生跳动，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种能够实现ＰＬＣ系统故障监控及显示的智能从站，包括智能从站外壳（２），其特征在于：智能从站外壳（２）上安装显示器（１）、复位装置（３）和数据线接口（４），智能从站外壳（２）内部安装电路板，电路板上安装电源、单片机、ＰＲＯＦＩＢＵＳ协议芯片、隔离芯片和通讯电路，所述单片机与显示器（１）和ＰＲＯＦＩＢＵＳ协议芯片分别连接，ＰＲＯＦＩＢＵＳ协议芯片与隔离芯片连接，隔离芯片与通讯电路连接，通讯电路与数据线接口（４）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李恩朋，
申请(专利权)人：李恩朋，
类型：实用新型
国别省市：37