刘 璐

（宁夏天地奔牛实业集团有限公司，宁夏石嘴山 753001）

0 引言

智能焊接生产线主要以工件自动化传输为纽带，将各个独立的工位组合成整条的流水加工线。工件在干线传输线上进行传输，到达各个焊接工作位时，再由各个工位的支线传输车将工件传输到各自工作站。完成各自工件后，回到干线传输线向下一个工作位移动。整个动作流是通过智能传输及中控系统控制完成的，任何一处电气故障都将不同程度地影响整条智能焊接生产线的自动运行。

1 智能传输及中控系统组成与分析

智能传输及中控系统主要由PLC、人机交互工控机、传输及液压操作台分站、视频监控、（组装工位、激光龙门焊接工位、机器人中板焊接工位、底板电焊工位、机器人底板焊接工位、底板内焊缝焊接工位及液压站等7 个功能单元）、无线区域网及RGV 小车组成。

焊接生产线由若干独立的工作站相关联构成。总控制器PLC 通过工业以太网与各个子站可编程控制器相连，进行数据调用与信号传输工作，连接方式为串行连接。工作站执行动作经过子站PLC 编写后，通过工业以太网连接至分站操作台。经由子站人机交互工控机信号转换显示，通过监控屏查看各执行机构的状态，设定相关工艺参数。通过DP 总线调用各执行伺服驱动器，完成相应动作执行。通过专用线与各辅助设备进行交互。正常焊接时调用选定的工艺程序后，在自动模式下，便可自动运行各个机构，完成焊接相关动作；在手动模式下，可独立操作执行机构，适用于设备故障时手动调试及复位检修。

2 故障现象

在某次焊接生产过程中交互显示屏一闪变黑，断电后上电恢复，底板焊接工作位2 人机交互工控机无法启动，机器人控制柜故障报警，子站PLC 故障灯闪烁，分站操作台面板各按键功能无法生效，执行机构伺服驱动器报警。焊接生产线主控制台报警显示子站底板焊接工作站故障，底板工作站动作瘫痪。

3 故障分析

（1）根据故障现象初步分析原因有：①人机交互工控机故障。工控机硬件故障，工控机软件故障，交互显示屏故障，工控机与交互显示屏连接故障；②工控机供电电源硬件故障；③工控机供电电源连接人机交互工控机故障。故障导致子站工作站一系列执行单元、辅助设备的紧急停止。

（2）逐一排查故障原因。更换工控机到供电电源接线，故障依旧，排除连线故障；万用表量取供电电源输出侧与输入侧均有电源输出，且在正常范围内，电压正常，故障依旧，排除供电电源故障；将卸下的工控机替换到底板工作位1 号位，开机测试后，中板工作台的控制台屏幕无法显示，故障依旧。

（3）综合分析并确认故障点，认定工控机硬件存在故障，卸下工控机后，连接正常的显示屏，开机测试，屏幕一闪黑屏。初步断定工控机内部显卡故障，将工控机后盖卸开查看，确认没有灼烧点后，将工控机联同硬盘一起返回原厂检修。将备用工控机替换返厂件，安装到底板焊接工作站2，进行系统备份与参数修改的维修措施。

4 故障处理

（1）移动硬盘盒装载并联接口硬盘，连接至电脑主机，运用大白菜装机软件备份系统文件后，镜像到新硬盘中。

（2）新硬盘安装至备用工控机后，上电重启底板工作站2，人机交互工控机启动显示屏亮起，手动进入WINCC Configuration Sudio 软件，进入变量管理界面后选择变量管理域下的“添加新的驱动程序”，在驱动列表中选择“SIMATIC S7-1200，S7-1500 channel”驱动选项，如图1 所示。

（3）在驱动菜单下的“OMS+”选项下，选择“新建连接”，右键选择连接名称，选择“连接参数”，填写PLC 通信端口的IP 地址。只要确定底板工作站2 人机交互工控机的IP 地址与其他工作站IP 地址在同一地址域内，且地址不发生冲突，便可实现与底板工作站2 的S7-1200PLC 联立通信，如图2和图3 所示。

图1 选择界面

图2 联立通信界面1

（4）PLC 通信端口的IP 地作，在PC 界面开始菜单下选择运行，输入“cmd”，在弹出的c：windowssystem32cmd.exe窗口内输入“ging+空格+192.168.0.01”查看是否有接收信号，有接收信号说明成功建立了通信，否则需要更换网线重复效验，如图4 所示。

（5）底板工作站2 人机交互工控机的IP 地址通过逐一排查其他工位IP 地址，将底板2 工位的IP 地址初步筛查在“192.168.0.12～192.168.0.19”内，进行逐一试验。通过排查确定“192.168.0.16”这个地址能与底板工作站2 的S7-1200PLC 联立通信，如图5 所示。

图3 联立通信界面2

图4 通信界面1

（6）与底板工作站2 的S7-1200PLC 联立通信的确认，如图6 和图7所示。交互显示屏Wincc 软件“信号显示界面”有信号状态显示；交互显示屏wincc 软件“伺服位置界址可通过博途软件查找，首先要创建一个新项目，打开项目视图后，在项目树下选择“在线访问”菜单，选择“Realtek PCle FE Family Controller”选项，可查看到当前底板工作站2 的S7-1200PLC 的IP 地址为192.168.0.01。如IP 地址无法查看到，可能是PC 端口与PLC 通信端口未能成功联立通信，可进行通信检查工面”有执行机构位置数据显示。

图5 通信界面2

（7）进入WINCC Configuration Sudio 软件，进入变量管理界面后选择变量管理选项，删除镜像AS 符号变量参数，导入更新AS 符号变量参数。与底板工作站的变量参数进行比较，找出11 个变量参数字符长度不一致，进行修改，如图8 所示。

COMM_DATE_ 产品代号，字符长度245 改为20；COMM_DATE_ 产品追溯编好，字符长度245 改为20；COMM_DATE_员工号，字符长度245 改为20；COMM_DATE_员工号缓冲，字符长度245 改为20；COMM_DATE_当前编号，字符长度245 改为20；COMM_DATE_施工令号缓冲，字符长度245 改为20；COMM_DATE_施工令号，字符长度245 改为20；COMM_DATE_ 焊丝型号，字符长度245 改 为 20；COMM_DATE_ 生产班次，字符长度245 改为 20；COMM_DATE_ 编号缓冲区，字符长度245 改为20；RRXX_STR_WKP_NO_STR，字符长度245 改为20；TTXX_STR_WKP_NO_STR，字符长度245 改为20。

（8）将底板工作站的变位机、RGV 小车和焊接机器人手动回到原点位置。手动操作变位机升降伺服驱动器、变位机旋转伺服驱动器，调整到工作位原点；手动操作RGV小车升降伺服器、RGV 小车行走伺服驱动器，调整到工作位原点；焊接机器人利用机器人示教器复位报警，手动操作机器人回到原点位置。

（9）上述操作完毕后查看交互显示屏WINCC Configuration Sudio 软件焊接流程界面，变位机准备好、支线车准备好、机器人准备好，指示灯显示为绿色时，设备恢复正常状态，可以空载试运行验证维修成果。

（10）设备试运行3 遍，无异常现象发生，在现场操作专员监管下，才能加载工装试生产。

（11）及时做好设备系统备份留存。

5 结束语

焊接生产设备在焊接过程中产生大量焊接烟尘与焊渣，由于焊烟密度大于空气，加之长期生产运行导致焊烟焊渣大量堆积在电气设备上，使其散热效果不良，长期处于高温运行，极易发生电气元件烧毁、线路老化着火和设备跳电等危险情况。因此及时备份好设备系统和参数，很有必要。做好事后保障，同时也要做好事前设备保养工作，延缓设备故障周期。

图6 通信确认界面1

图7 通信确认界面2

图8 变量参数字符修改界面