西门子PLC设备远程诊断那些事儿

这是我的一次跨国远程技术服务中回复的邮件......
>Hi Cen,
>
>after adjustment belt tension on the capstan, the take up works properly.
>Thank you very much for your help.
> Regards! Kaz

----- Original Message -----
From: "Zane Huang"
To: "KM-ELECTRO Morski Kazimierz"
Sent: Monday, February 17, 2014 3:39 PM
Subject: Re: Take up 5/4

> Hi Kaz
>
> Long time haven't seen each other, miss you much.
> About the problem, I checked the historical data recorded in the system just now,
>and found some difference between take up #3 and take up #4.
> Pls see the attach files, screenshot pictures.
> It seems that the problem started from afternoon Feb. 10th.
> The take up system has auto-change function according to actual winding diameter of the reel.
> d = Vset/(Pi*RPMact)
> According to the recorded curves, the spool rotation speed must be much lower than it should
> be normally.
> Maybe this can help you solve the problem.
> Any further information, pls send it to me.
> Good luck ！
> Huang Cen

-----Original Message-----
From: KM-ELECTRO Morski Kazimierz
Sent: Monday, February 17, 2014 7:16 PM
To: Zane Huang
Subject: Take up 5/4

> Hi Cen,
>
> Happy New Year!!!
> Have problems with take up 5/4.
> Random time 5-15 minutes to automatic spool change ( visible on LCD), take up change spool ,
> both on the left and right side...any ideas why?
> TeamViewer id: *********
> password: **********
> Best regards! Kaz

2014年的春节长假刚过的一个周一，刚上班没两天，一切似乎还沉浸在假期的气氛里，少有的清闲。快下班前突然接到一个配套客户主管工程师的电话，说在12年出口波兰的一套由我设计的设备出问题无法生产了，当地的工程师忙活了一礼拜没搞定，让我准备一下马上去波兰。气氛一下有点小紧张，什么情况？设备的确是我设计的，也是我亲自去波兰调试的，那边的设备主管Kaz也是个经验丰富的老工程师，他协助我调试，临走前我把家底儿都交代给他了，所以设备验收都快两年了据说一直不停地在生产，从来没找过我。怎么一下子就搞不定了呢？出啥大事儿啦？挂断电话疑惑了几分钟，紧接着Kaz的邮件也到了，他描述了下故障的现象，并告诉我远程登录设备的账号密码，当年在调试的时候，Kaz就把设备控制系统的上位机（IPC547D有双网卡）接入他们公司的网络，安装了Teamviewer远程联机软件并做了测试，现在终于派上用场了。
事不宜迟，赶快登录上去看看吧。打开了久违而又熟悉的画面，设备一共4个工位，3个都在正常生产，唯独4号工位停机了，心定了，局部问题，没那么严重。接着，检查了所有操作界面，参数界面，报警信息，系统诊断信息没有发现任何的异常，甚至在历史报警归档中都没有找到一条有关于设备的故障信息，啥啥啥都是好好的嘛，搞什么鬼？转念一想，以我对Kaz的了解，他是不会轻易瞎说的，肯定是有问题存在，但这时我也可以很自信地确定，故障与电气控制系统之间应该关系不大。一看时间，都7点多了，先下班回家吃饭吧。
一路上都在思考着问题的各种可能性，回到家也是匆匆扒了几口饭，就赶紧到书房打开电脑重新连线登录了。又仔细过了一遍操作界面，参数界面，报警和诊断信息，历史故障记录，没有发现任何有价值的信息，同时也再次确定控制系统没有问题。接着打开了生产过程工艺参数的历史记录，查看了4号工位的工况曲线，由于当初在系统程序设计时特意留下了特征数据，历史归档数据也如实地记录下并在曲线上反映了出来，4号工位近2天的记录的确如Kaz所述无法正常工作。看到这里我基本上明白了4号工位不能正常工作的原因，这是个高速线材收卷控制系统，恒线速恒张力控制，系统设计有超卷径保护功能，也就是当实际工作线速度与实际收线轴转速的比值在一段时间内连续超过某个（满卷）设定值时，控制系统就会忽略计长功能的计算值，从而直接自动触发自动换卷功能。这功能是用来防止满卷再绕以及排线装置出问题后导致在一点固定卷绕的现象。但实际上4号工位都是在未满卷状态下就触发了自动换盘功能，唯一的解释就是收卷轴的转速低了，收线轴的折算线速度曲线对照也反映出了这个问题。

图一：3号工位正常的线速度曲线

图二：4号工位异常线速度曲线1

图三：4号工位异常线速度曲线2
究竟是什么导致收线轴转速慢了，张力控制是正常的，难道是行线速度慢了？牵引是开环控制的，虽然我设计之初强烈要求采用闭环方案，但配套客户还是以各种理由拒绝了，因此牵引的返回线速度实际是驱动器斜坡函数的输出值，这也是收线轴的线速度给定。我虽然强烈的怀疑，但没有任何的证据可以证明牵引线速度出了问题，再说了线速度是重要的工艺参数，对产品品质有重大的影响，Kaz那边也没给我这方面的信息反馈，也只好放一放，从其他方向找原因了。
时间飞快的过去了，转眼已是午夜了，还是没有头绪，虽然我很清楚电气控制系统没有问题，但我也没找到明确的证据，明天让我怎么跟客户解释呢？几个小时的烧脑，让我有些困了，这时突然网速一下子快了许多，远程端上位机的反应也快了许多，我精神一振，把历史曲线往前翻了很多天，发现4号工位的生产一直都是正常的，只是在一个星期前有过一次10几个小时较长时间的停机过程，再开机生产就不正常了，这期间发生了什么？还是先发个邮件问问Kaz吧，于是我就回了本文开头的那封邮件…..
第二天，顶住了配套商打来的好几通催促电话，也是在快下班前收到了Kaz的回复，一切都明白了，我当时最想做的就是把那个趾高气昂的配套商主管工程师摁到马桶里去，当初就是他执意否定牵引的闭环控制方案的….，问题一解决，波兰自然也就去不成了，还有点小可惜！
这纯粹是一次偶然，也可以算是我正真意义上的对于设备直接做跨国远程技术诊断的一次实战经历，在2年多前。时至今日，远程协助诊断与调试虽然已经司空见惯，但这大多是在现场有人协助的，而远程直接面对机器设备的调试诊断其实并不如想象中的那么容易，几个方面的准备工作要做好，在下面详细介绍：
远程直接面对机器设备的调试诊断的准备工作
1、要有预先构架好的网络，支持从Internet直接访问到客户工厂里的设备。
①现场设备有PC的，可以采用TEAMVIEWER等软件通过远程桌面控制的方式进行诊断和调试，现场PC通过客户网络能够上网，不需要固网IP地址（本案即此例）。
②现场没有PC的，可以通过采用VPN客户端路由器、3G/4G移动网络、客户的有线网络以及VPN路由器服务器，把不在一地的plc与工程师调试站拉到了同一个内网中。现场客户端只要能上网即可，VPN路由器服务器侧需要固网IP地址。
2、PLC及PC系统要配置有接入远程调试及诊断的通讯接口，应尽量与用于现场设备通讯的接口分开及隔离。
3、有了以上的硬件条件后，设置并开通远程接入账号，事先做好连接测试，以备不时之需。
4、如果是到现场PC级的远程诊断（如本案），那么现场PC所能够提供的设备信息就尤为重要了，这一般需要通过对现场的PC和plc编程来实现，通常都是将PLC上的信息都尽量传送到现场的PC上，越全面越完善越好，这就需要事先周密地考虑与准备。甚至现场PC也要安装必要的编程组态软件，通过远程桌面控制手段操作编程软件对网络中的PLC进行调试诊断。