自动化改造通讯故障探析——云南普朗铜矿

云南迪庆有色金属有限责任公司普朗铜矿，位于云南省西北部迪庆藏族自治州香格里拉县北东部，属高寒矿区，环境恶劣。矿区给排水系统处于现场手动/半自动运行状态。生活水水质差，饮用水卫生安全存在隐患；给排水系统较为分散，水净化站、回水处理及加压泵房、锅炉房、生活污水处理站未进入调度中心DCS系统，无法远程监控；为了减少不必要的人员配置，改善作业环境，降低饮用水安全风险，需要实施给排水系统自动化改造，实现远程在线监控，全面了解水系统运行情况，精确调度，减少新水取用，提高矿区安全环保管理水平

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3）加强基础学校与科研机构、企业单位的对接。课堂不是学生进行学习的唯一途径，学校可以定期邀请科研人员、企业人士对学生进行培养指导；同时，学校应为对特定领域感兴趣的学生提供接触相关专业知识、器材的途径，让学生在较低年龄即可初步接触专业问题及情境。

给排水系统自动化改造，要实现矿区给水净化站、回水处理及加压泵房、供暖锅炉房、生活污水处理站，这几个工段实现自动化运行，在调度中心DCS系统，实现远程监控。给排水自控系统网络汇集中心是磨浮车间DCS控制站，调度中心DCS与磨浮车间DCS控制站通讯，监控给排水系统。

1 通讯故障的分析和解决

在给排水系统自动化改造过程中，遇到了许多棘手的问题，其中以通讯问题较难发现和解决。西门子PLC与STC控制器的通讯，出现连接不通；西门子PLC与霍尼韦尔DCS系统的通讯，出现通讯不稳定、连接超时的问题。经过研究分析，努力攻关，最终找到了解决方案，实现通讯正常、稳定

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1.1 次氯酸钠发生器与PLC通讯

净水站加氯消毒间，原有二套次氯酸钠发生器，其中一套已损坏。本次改造，采用了一套德国杰西科品牌的次氯酸钠发生器，替换损坏的设备。

当另一个电器设备启动时，发动机ECU通过检测被提供的电压值来判断它是否运行。图11示显示了一个停车灯电路，当开关合上时，12V电压提供给ECU端子，当开关断开时，电压变为0。

随设备自带一套控制器，控制发生器自动运行。该设备需通讯接入未损坏的原次氯酸钠设备自带PLC3-1，继而接入调度中心DCS控制系统，实现总调总控。

再看那三个孩子，袁安由长安城里的泥巷里长出来，出污泥而未染，李离、上官星雨来自清贵世家，秀外慧中，骨骼清标，但愿他们是上天给万花谷送来的礼物吧，桃花源能历经数百年，薪火相传，黄发垂髫，老少更替，万花谷呢？我们这些老家伙离去后，这些楼台庭院会关停倾圮，草木走兽繁盛，又回到当年，我刚来谷地时的一派荒寂自然吗？东方宇轩心中感慨，眼睛发潮，觉得自己不惑之年，犹自太上动情，不免暗中自抑，一边侧目去看僧一行与宇晴，两人神情肃穆中有几分紧张，已全神贯注，盯住了已经发动的七绝逍遥阵与天地才三人阵！

201：主站需要对地址为201的从站（STC）进行通信。

新设备自带STC控制器为单片机，需与原次氯酸钠设备自带PLC3-1西门子S7-200通讯，数据再上传DCS系统。STC控制器与PLC的通讯，一直处于连通故障状态。

S7-1500 PLC通过TIA Portal博途软件进行组态配置，从TIA Portal V12 SP1开始软件中，增加S7-1500的Modbus TCP块库，用于S7-1500 PLC与支持Modbus TCP的伙伴进行通讯。

下述图显示了PLC3-1与次氯酸钠STC控制器的程序通讯报错情况：

PLC3-1程 序，调 用MB_MSG2指 令，启 动 对MODUBS从站（STC）的请求并处理响应。脚注说明：

1.1.1 次氯酸钠发生器与PLC通讯故障分析

PLC系统与DCS系统通讯,采用PLC软件内部功能，PLC对DCS服务器一对一通讯。

40004 ：需要读取从站（STC）的MODUBS的开始地址。

下图显示，在调度中心DCS上位系统的点位通讯状态表中，锅炉房、净水站（车间）设备通讯FAILED故障。

MB9：通信过程中有错误产生，代码3显示接收超时：在超时时间内从站没有做出响应。可能原因为：与从站设备的电气连接存在问题、主站和从站的波特率/奇偶校验的设置不同、从站地址错误。

1.1.2 次氯酸钠发生器与PLC通讯故障问题解决

根据PLC3-1程序提示的故障情况，检查次氯酸钠设备自带STC控制器的通讯。现场拆开STC控制器，发现控制器内MB01电路板指示灯一直黄色闪烁，对照产品手册故障查询，提示为通讯故障，询问德国厂家技术员也没有解决办法。

PLC控制站需要与调度中心DCS系统通讯，实现给排水自控系统融入矿区的调度中心控制系统

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研究资料手册和图纸，发现MB01电路板的接线端子59号是通讯接口，该接口没有连线到STC的外接线端子，导致通讯故障。补充连接端口接线后，STC与西门子PLC建立通讯，观察MB01电路板指示灯绿色闪烁，显示通讯正常。调度中心DCS系统正常读取次氯酸钠系统数据，其发出控制指令能正常被现场设备执行，实现了新增的次氯酸钠设备的远程监控。

客户端流量监控功能基于VPNService实现。在VPNService框架中，开发者可以获取和控制所有网络层流量。此外，网络层中包含的传输层端口信息用来区分出不同应用的流量。

1.2 西门子PLC与调度中心DCS系统通讯

台式烤香肠的加工工艺在预实验的基础上，选取大豆组织蛋白、玉米变性淀粉、孜然粉进行三因素三水平的正交试验，将模糊数学评价归一化后结果的各个量分别乘以其对应的分值，并进行加和得出每个样品的总得分，得分结果见表4。

全系统综合调试，在霍尼韦尔DCS系统使用Modbus-TCP读取西门子PLC数据，发现系统的通讯不稳定，数据收发有时出现约50s的延迟，确定为通讯故障。

1.2.1 通讯故障情况

检查调度中心DCS通讯点表，发现净水站（车间）、锅炉房的通讯状态有故障，其余工段正常。总调中心DCS系统控制指令延迟，导致设备不能正常运行。

别人跟住声音去羡慕她。过了一阵又是谁说她被公馆里的听差扭一下嘴巴。她说她气病了一场，接着还是不断地乱说。这一些烦烦乱乱的话金枝尚不能明白，她正在细想什么叫公馆呢？什么是太太？她用遍了思想而后问一个身边在吸烟的剪发的妇人：

隋竹欣、刘昊等[20]人在《创伤后应激障碍大鼠海马、杏仁核神经元自噬和凋亡改变》一文中详细分析了PTSD海马、杏仁核体积异常的机制，其以成年健康雄性SD大鼠作为研究对象，其中模型组大鼠应用改良单一连续应激方法，通过研究其发现，模型组大鼠海马、杏仁核组织Beclin-1表达水平、LC3-Ⅱ/LC3-Ⅰ比值、神经元TUNEL阳性细胞百分率以及凋亡率明显高于对照组，这提示大鼠经单一连续应激干预后，其海马、杏仁核神经元均存在细胞自噬和凋亡现象，这很可能说明创伤后应激障碍可对机体的海马、杏仁核区域产生一定影响，为进一步证实该结论，还需进一步展开大样本研究。

做远程控制试验，调度中心DCS发出净水站2#水泵停止运行指令，现场泵接收指令延迟时间过长，显示Device timeout，水泵没有停止运行。

这些情况的出现，使DCS系统与PLC系统之间，数据、指令不能正常上传下达，无法实现调度中心对给排水系统的自动化远程监控，同时存在很大的设备安全隐患。

1.2.2 通讯故障原因分析

针对出现的问题，分析原通讯连接方案。

1.1 研究对象 本研究为横断面研究，采用便利抽样的方法，选取2017年3月至9月广州市3家三甲医院进行常规产检的孕妇为研究对象。纳入标准：①怀孕≥13周；②孕前未确诊为尿失禁；③无认知和行为障碍并知情同意。排除标准：①B超显示为多胎妊娠；②先天性器官发育异常如：尿瘘、畸形、膀胱、尿道发育异常；③意识障碍、不稳定性心绞痛、不受控制的充血性心力衰竭等患者。

首先检查PLC3-1的程序，尝试寻找通讯故障原因。

通过测试发现，所用的一对一的通讯方式，DCS系统对通讯点位数量，通讯周期，都有一定要求，超过限量，就导致数据传输缓慢，进而通讯故障。现场减少PLC-DCS间的通讯点数，延长DCS数据通讯周期时间，由2s改为5s，故障情况仍然不时出现，不能解决遇到的问题，需要改变思路，寻找其他的解决方法。

1.2.3 通讯故障解决方案

改变通讯连接方案，增加智能网关。经过反复试验，确定增加ModbusTCP转Profinet智能网关。该网关起到智能桥梁作用，提高数据的采集速度，增强可靠性，完成DCS系统的ModbusTCP设备和西门子PLC-Profinet的数据通讯。

当下计算机对于财务管理工作的影响越来越深，财务工作也有很大一部分是依赖于计算机完成的，计算机软件的进步也使得企业的管理与经营更加方便，管理更加有序且成系统，同时也大幅度提高了工作的效率和质量，这就要求着财务人员不能仅仅满足于手头的财务核算工作财务，还要有着一定的综合分析能力以及系统性的管理思维，可以看到数据背后所隐藏的财务信息和价值，能够看到其对企业的意义，为企业日后的经营提供有效判断。仅仅是尽兴核算的传统会计已然不满足当下的时代要求，企业应当积极的将财务会计转型为管理会计，这是必要而且必然的发展趋势。

智能网关专门针对PLC，HMI或者组态软件及DCS的采集。传统的Modbus网关只是对Modbus TCP和Modbus RTU协议做个转换，网关本身并不主动采集数据。现选用的VFBOX智能网关，可以主动采集PLC数据并缓存到网关内部，将多个读写命令中的数据集中到几个命令来完成，减少数据采集过程中来回交互的次数，也就减少了出错概率。

在智能网关中，设置其监控PLC控制站的IP地址及通信间隔，网关将自动采集PLC的数据放到网关存储区进行保存，待DCS系统在需要的时候，再从网关存储区中进行读取监控数据。

调度中心DCS上位机与磨浮车间DCS服务器通讯，磨浮车间DCS服务器再通过Modbus TCP直接从网关取数据，由于增加智能网关，减少了DCS服务器与PLC的交互次数，极大地提高了数据的采集速度、实时性、可靠性以及稳定性。

增加智能网关后，PLC-DCS间的通讯故障问题彻底解决，原先减少PLC-DCS间的通讯点数恢复原点数，DCS数据通讯周期时间，恢复为2s，数据传输及时、稳定，DCS系统对现场设备的控制，没有出现延迟情况，调度中心室DCS系统对现场设备的监控正常。图9为增加智能网关后的局部自控网络图。

2 结语

经过艰苦的探索，成功解决了自动化改造中遇到的棘手问题，实现全部自控系统通讯稳定，正常运行，普朗铜矿水质在线监测及给排水系统工程顺利完成。实现了调度中心DCS系统对给排水系统的远程监控，降低1200人生活饮用水安全风险，减少现场值班操作维护人员12人，提高普朗铜矿自动化程度，生活饮用水水质达标、减员增效、水资源综合利用、矿区安全环保的总体目标。

[1]自动化技术在给排水中的应用探讨[J]． 岳轩岩．信息记录材料． 2021(01)，71-72．

[2]关于自动化技术在给排水中的应用探析[J]． 代鹏飞．工程建设与设计． 2020(08)，256-257．

[3]DCS系统在污水处理厂自控系统中的应用[J]． 刘保成 谢鸿印 安丽，中国给水排水． 2011,27(20), 29-31．