基于可移动存储设备的掘进机故障诊断设计方案

薛超

摘 要：描述了一种基于可移动存储设备，通过其相应的文件读写模块用于掘进机电控系统故障诊断的设计方案，该方案利用低成本的硬件作为煤矿井下电气自动化设备辅助诊断手段，不仅能给设备使用单位带来方便，而且能为设备制造商降低售后服务成本。

关键词：PLC 掘进机 串口通讯 FX3U-232-BD 故障诊断

中图分类号：TP333 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0068-01

随着煤炭开采向着机械化、自动化方向发展，越来越多的用到了掘进机、采煤机等大型机械设备。而这些设备几乎无一例外地使用了PLC、PCC等各种类型的可编程控制系统，以及复杂的控制、保护回路和传感器，并且其自动化程度还在不断提升中。另一方面，目前我国煤炭行业，井下设备受相关维修维护人员知识水平限制、维护不到位以及对产品的不熟悉，造成了部分简单故障无法处理、故障现象描述不清楚等情况，既影响正常安全生产，也给设备制造商售后服务带来不小压力。而通常的以太网远程维护成本高、配线麻烦，在煤矿井下部署并不方便。现如今U盘、SD卡、TF卡等可移动存储设备已经被广泛地应用于人们的日常生活、工作当中，其携带方便、容量大、价格便宜，特别是文件读取非常方便。基于以上原因，本文以U盘为例，笔者在这里提出一种基于可移动存储设备的软硬件设计方案，帮助掘进机维修维护人员协助厂家分析、诊断故障，尽早恢复设备实现正常生产。

1 原理介绍

三菱FX3U-64MR可编程控制器（PLC）内部寄存器，如各I/O口状态、模拟量存储单元数值等，通过FX3U-232-BD（RS-232C通讯功能扩展板）使用RS指令往外部发送，再通过带串口功能的U盘文件读写模块将串口发送来的数据最终以文件的形式存储到接驳于读写模块的U盘当中。掘进机在出现故障且维修维护人员无法诊断处理的情况下，将U盘插入文件读写模块并将模块连接至PLC的串行通讯功能扩展板，并按照厂家技术人员要求，顺序完成相应操作。操作完成后便可将U盘及模块拆除并恢复设备原始状态。升井后将U盘中的文件发送给厂家技术人员，从而实现辅助故障诊断。

2 硬件构成

本方案中需要用到的硬件有U盘文件读写模块、U盘、FX3U-64MR可编程控制器、FX3U-232-BD等，配置（见图1）。

三菱FX系列PLC以其可靠性、丰富的扩展性和通用性，被广泛地应用于各自动化行业。FX3U-64MR作为其第3代微型可编程控制器，在速度、容量、性能和功能方面都有不小的提升。改进后的FX3U-232-BD能够更加牢固、可靠的安装于PLC基本单元扩展接口上。通过RS指令，能够简单迅速的完成PLC与外部设备的数据交换。带串口功能的U盘文件读写模块，一方面利用单片机自带串口通讯功能或者配合MAX 232芯片，将三菱FX3U-232-BD发送来的数据读取到单片机中，并通过挂接于单片机的CH375通用接口芯片的USB总线来完成U盘的读写操作，实现不依赖于通用计算机的数据的转移。

3 程序编制

程序设计主要涉及到FX3U-232-BD模块通讯，以及U盘文件读写模块单片机的相应程序。由于后者已作为成熟产品存在于市面上，对其原有程序做很小改动甚至不作修改便能满足功能要求。本文只给出PLC端的程序，其功能为实现PLC内部状态的数据输出（见图2）。

第0步设置8位数据处理模式；第3步为上电复位输出寄存器，并设置串口通信格式为8位数据长度、无奇偶校验、1位停止位、波特率为9600bps；第14步调用RS指令设置发送数据地址和点数，并设置不接受数据；第24步设置每一秒钟完成一次数据的发送，并写入需要发送的数据内容，然后置位M8122发送相应长度的从D200开始的数据。

至此，完成了对PLC端状态的发送。这些状态本身在一定程度上体现了PLC运行情况以及外围硬件回路工作情况，对故障的诊断提供了非常重要的信息。

4 结语

该方案主要优点是操作简单、方便，易于实现，同时不会对整机的成本产生影响，也不会产生安全上的任何问题，因为它本身无需对产品软硬件做任何的改动。更进一步的，通过定制的文件读写模块中单片机程序，直接生成所需格式的文件，再经计算机上编写对应的上位机软件处理，便可实现故障的自动分析与诊断。

参考文献

[1] 陈苏波.三菱PLC快速入门与实例提高[M].人民邮电出版社，2008.

[2] FX系列特殊功能模块用户手册[Z].三菱电机株式会社.

[3] 三菱FX系列PLC编程手册[Z].三菱电机株式会社.endprint

摘 要：描述了一种基于可移动存储设备，通过其相应的文件读写模块用于掘进机电控系统故障诊断的设计方案，该方案利用低成本的硬件作为煤矿井下电气自动化设备辅助诊断手段，不仅能给设备使用单位带来方便，而且能为设备制造商降低售后服务成本。

关键词：PLC 掘进机 串口通讯 FX3U-232-BD 故障诊断

中图分类号：TP333 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0068-01

随着煤炭开采向着机械化、自动化方向发展，越来越多的用到了掘进机、采煤机等大型机械设备。而这些设备几乎无一例外地使用了PLC、PCC等各种类型的可编程控制系统，以及复杂的控制、保护回路和传感器，并且其自动化程度还在不断提升中。另一方面，目前我国煤炭行业，井下设备受相关维修维护人员知识水平限制、维护不到位以及对产品的不熟悉，造成了部分简单故障无法处理、故障现象描述不清楚等情况，既影响正常安全生产，也给设备制造商售后服务带来不小压力。而通常的以太网远程维护成本高、配线麻烦，在煤矿井下部署并不方便。现如今U盘、SD卡、TF卡等可移动存储设备已经被广泛地应用于人们的日常生活、工作当中，其携带方便、容量大、价格便宜，特别是文件读取非常方便。基于以上原因，本文以U盘为例，笔者在这里提出一种基于可移动存储设备的软硬件设计方案，帮助掘进机维修维护人员协助厂家分析、诊断故障，尽早恢复设备实现正常生产。

1 原理介绍

三菱FX3U-64MR可编程控制器（PLC）内部寄存器，如各I/O口状态、模拟量存储单元数值等，通过FX3U-232-BD（RS-232C通讯功能扩展板）使用RS指令往外部发送，再通过带串口功能的U盘文件读写模块将串口发送来的数据最终以文件的形式存储到接驳于读写模块的U盘当中。掘进机在出现故障且维修维护人员无法诊断处理的情况下，将U盘插入文件读写模块并将模块连接至PLC的串行通讯功能扩展板，并按照厂家技术人员要求，顺序完成相应操作。操作完成后便可将U盘及模块拆除并恢复设备原始状态。升井后将U盘中的文件发送给厂家技术人员，从而实现辅助故障诊断。

2 硬件构成

本方案中需要用到的硬件有U盘文件读写模块、U盘、FX3U-64MR可编程控制器、FX3U-232-BD等，配置（见图1）。

三菱FX系列PLC以其可靠性、丰富的扩展性和通用性，被广泛地应用于各自动化行业。FX3U-64MR作为其第3代微型可编程控制器，在速度、容量、性能和功能方面都有不小的提升。改进后的FX3U-232-BD能够更加牢固、可靠的安装于PLC基本单元扩展接口上。通过RS指令，能够简单迅速的完成PLC与外部设备的数据交换。带串口功能的U盘文件读写模块，一方面利用单片机自带串口通讯功能或者配合MAX 232芯片，将三菱FX3U-232-BD发送来的数据读取到单片机中，并通过挂接于单片机的CH375通用接口芯片的USB总线来完成U盘的读写操作，实现不依赖于通用计算机的数据的转移。

3 程序编制

程序设计主要涉及到FX3U-232-BD模块通讯，以及U盘文件读写模块单片机的相应程序。由于后者已作为成熟产品存在于市面上，对其原有程序做很小改动甚至不作修改便能满足功能要求。本文只给出PLC端的程序，其功能为实现PLC内部状态的数据输出（见图2）。

第0步设置8位数据处理模式；第3步为上电复位输出寄存器，并设置串口通信格式为8位数据长度、无奇偶校验、1位停止位、波特率为9600bps；第14步调用RS指令设置发送数据地址和点数，并设置不接受数据；第24步设置每一秒钟完成一次数据的发送，并写入需要发送的数据内容，然后置位M8122发送相应长度的从D200开始的数据。

至此，完成了对PLC端状态的发送。这些状态本身在一定程度上体现了PLC运行情况以及外围硬件回路工作情况，对故障的诊断提供了非常重要的信息。

4 结语

该方案主要优点是操作简单、方便，易于实现，同时不会对整机的成本产生影响，也不会产生安全上的任何问题，因为它本身无需对产品软硬件做任何的改动。更进一步的，通过定制的文件读写模块中单片机程序，直接生成所需格式的文件，再经计算机上编写对应的上位机软件处理，便可实现故障的自动分析与诊断。

参考文献

[1] 陈苏波.三菱PLC快速入门与实例提高[M].人民邮电出版社，2008.

[2] FX系列特殊功能模块用户手册[Z].三菱电机株式会社.

[3] 三菱FX系列PLC编程手册[Z].三菱电机株式会社.endprint

摘 要：描述了一种基于可移动存储设备，通过其相应的文件读写模块用于掘进机电控系统故障诊断的设计方案，该方案利用低成本的硬件作为煤矿井下电气自动化设备辅助诊断手段，不仅能给设备使用单位带来方便，而且能为设备制造商降低售后服务成本。

关键词：PLC 掘进机 串口通讯 FX3U-232-BD 故障诊断

中图分类号：TP333 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）05（b）-0068-01

随着煤炭开采向着机械化、自动化方向发展，越来越多的用到了掘进机、采煤机等大型机械设备。而这些设备几乎无一例外地使用了PLC、PCC等各种类型的可编程控制系统，以及复杂的控制、保护回路和传感器，并且其自动化程度还在不断提升中。另一方面，目前我国煤炭行业，井下设备受相关维修维护人员知识水平限制、维护不到位以及对产品的不熟悉，造成了部分简单故障无法处理、故障现象描述不清楚等情况，既影响正常安全生产，也给设备制造商售后服务带来不小压力。而通常的以太网远程维护成本高、配线麻烦，在煤矿井下部署并不方便。现如今U盘、SD卡、TF卡等可移动存储设备已经被广泛地应用于人们的日常生活、工作当中，其携带方便、容量大、价格便宜，特别是文件读取非常方便。基于以上原因，本文以U盘为例，笔者在这里提出一种基于可移动存储设备的软硬件设计方案，帮助掘进机维修维护人员协助厂家分析、诊断故障，尽早恢复设备实现正常生产。

1 原理介绍

三菱FX3U-64MR可编程控制器（PLC）内部寄存器，如各I/O口状态、模拟量存储单元数值等，通过FX3U-232-BD（RS-232C通讯功能扩展板）使用RS指令往外部发送，再通过带串口功能的U盘文件读写模块将串口发送来的数据最终以文件的形式存储到接驳于读写模块的U盘当中。掘进机在出现故障且维修维护人员无法诊断处理的情况下，将U盘插入文件读写模块并将模块连接至PLC的串行通讯功能扩展板，并按照厂家技术人员要求，顺序完成相应操作。操作完成后便可将U盘及模块拆除并恢复设备原始状态。升井后将U盘中的文件发送给厂家技术人员，从而实现辅助故障诊断。

2 硬件构成

本方案中需要用到的硬件有U盘文件读写模块、U盘、FX3U-64MR可编程控制器、FX3U-232-BD等，配置（见图1）。

三菱FX系列PLC以其可靠性、丰富的扩展性和通用性，被广泛地应用于各自动化行业。FX3U-64MR作为其第3代微型可编程控制器，在速度、容量、性能和功能方面都有不小的提升。改进后的FX3U-232-BD能够更加牢固、可靠的安装于PLC基本单元扩展接口上。通过RS指令，能够简单迅速的完成PLC与外部设备的数据交换。带串口功能的U盘文件读写模块，一方面利用单片机自带串口通讯功能或者配合MAX 232芯片，将三菱FX3U-232-BD发送来的数据读取到单片机中，并通过挂接于单片机的CH375通用接口芯片的USB总线来完成U盘的读写操作，实现不依赖于通用计算机的数据的转移。

3 程序编制

程序设计主要涉及到FX3U-232-BD模块通讯，以及U盘文件读写模块单片机的相应程序。由于后者已作为成熟产品存在于市面上，对其原有程序做很小改动甚至不作修改便能满足功能要求。本文只给出PLC端的程序，其功能为实现PLC内部状态的数据输出（见图2）。

第0步设置8位数据处理模式；第3步为上电复位输出寄存器，并设置串口通信格式为8位数据长度、无奇偶校验、1位停止位、波特率为9600bps；第14步调用RS指令设置发送数据地址和点数，并设置不接受数据；第24步设置每一秒钟完成一次数据的发送，并写入需要发送的数据内容，然后置位M8122发送相应长度的从D200开始的数据。

至此，完成了对PLC端状态的发送。这些状态本身在一定程度上体现了PLC运行情况以及外围硬件回路工作情况，对故障的诊断提供了非常重要的信息。

4 结语

该方案主要优点是操作简单、方便，易于实现，同时不会对整机的成本产生影响，也不会产生安全上的任何问题，因为它本身无需对产品软硬件做任何的改动。更进一步的，通过定制的文件读写模块中单片机程序，直接生成所需格式的文件，再经计算机上编写对应的上位机软件处理，便可实现故障的自动分析与诊断。

参考文献

[1] 陈苏波.三菱PLC快速入门与实例提高[M].人民邮电出版社，2008.

[2] FX系列特殊功能模块用户手册[Z].三菱电机株式会社.

[3] 三菱FX系列PLC编程手册[Z].三菱电机株式会社.endprint