卓 越，何 軍，蒲 真，劉 煥，沈建洋

(北方信息控制研究院集團有限公司，江蘇 南京 211153)

某控制系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，存在被調(diào)試項目多、待調(diào)試單體多、各單體布局分散和被測端口多元化等困擾高效工作的問題，調(diào)試工作人員有1/3的時間消耗在了調(diào)試工作以外的大噪聲通話、無線干擾、數(shù)據(jù)重復(fù)采集和人員往返調(diào)試工作區(qū)域等工作上。在復(fù)雜系統(tǒng)中的高平臺作業(yè)的環(huán)境下，采用傳統(tǒng)的調(diào)試手段使調(diào)試工作應(yīng)用性不強，并伴隨著新的問題。針對上述問題，本文研究了專用控制系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境檢測通信應(yīng)用技術(shù)。

1 技術(shù)簡介

專用控制系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境檢測通信應(yīng)用技術(shù)通過對某控制系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場范圍不同工作方式進行分析，從而得到一系列功能工作部，在其之間采用優(yōu)化技術(shù)手段，有效地解決上述一系列問題[1]。其從兩大方面對傳統(tǒng)調(diào)試環(huán)境進行了改善，一是從工作方式劃分區(qū)域形成模塊工作區(qū)，各個工作區(qū)的人員獨立完成工作，區(qū)域之間相互采用有線通信方式進行溝通；二是設(shè)計適合系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的檢測通信設(shè)備，解決傳統(tǒng)調(diào)試過程中的問題。

該技術(shù)將調(diào)試人員按實施工作重新分配，有效地縮短了某控制系統(tǒng)調(diào)試周期，可以積極快速響應(yīng)企業(yè)整個調(diào)試工作的安排調(diào)整，為生產(chǎn)、檢驗節(jié)約人力和物力，提高現(xiàn)場工作效率，推進企業(yè)精益化生產(chǎn)工作，保質(zhì)保量地完成生產(chǎn)任務(wù)。

2 技術(shù)應(yīng)用

對于某控制系統(tǒng)調(diào)試項目現(xiàn)場啟動工作，采用傳統(tǒng)的方法是集中3名調(diào)試人員來該項目進行調(diào)試工作，造成調(diào)試人員數(shù)量緊張，不適應(yīng)大批量、多項目生產(chǎn)調(diào)試工作的開展，一定程度上制約了企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模[2]：若重新培訓(xùn)調(diào)試人員，會延長生產(chǎn)周期。計算其成本如下：首先需要一職多能調(diào)試人員3名(本科學(xué)歷，按月薪3 500元計算)，培訓(xùn)周期≥60 d，取得相應(yīng)的操作資格，對調(diào)試區(qū)域的所有工作熟悉，該調(diào)試啟動成本≥1.4萬元。該方法提高了對員工的學(xué)歷要求，增加了車間的運作成本?，F(xiàn)場操作總結(jié)發(fā)現(xiàn)，在調(diào)試過程中調(diào)試人員在調(diào)試區(qū)域間的往返工作、交叉工作頻繁，調(diào)試過程緊湊，增加了調(diào)試的復(fù)雜性，調(diào)試周期為12 h。

運用專用控制系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境檢測通信應(yīng)用技術(shù)，將某控制系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場以模塊的思想規(guī)劃現(xiàn)場工作環(huán)境為調(diào)試控制工作部、調(diào)試運算工作部和調(diào)試檢測工作部等多個工作部。通過先進的技術(shù)手段將復(fù)雜的某控制系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場作業(yè)的工作細則化，調(diào)試員工工作職業(yè)化。按系統(tǒng)聯(lián)調(diào)工作部位將人員工作劃分為調(diào)試控制工作部(需要本科學(xué)歷一職多能調(diào)試人員1名——調(diào)試組長)、調(diào)試檢測工作部(中等?？茖W(xué)歷1名)和調(diào)試運算工作部(中等?？茖W(xué)歷1名，會計算機常規(guī)操作)。生產(chǎn)啟動需要完成工作包括：培訓(xùn)時間由原先的1名調(diào)試員以老帶新方法，只要按調(diào)試工作部的不同培訓(xùn)各個工作部的專業(yè)調(diào)試操作即可，培訓(xùn)周期≤15 d。生產(chǎn)繁忙階段，啟動成本按?？茖W(xué)歷每人每月2 000元計算，啟動周期壓縮3/4，同時啟動費用節(jié)約1.2萬元。某控制系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場數(shù)據(jù)效果對比圖如圖1所示。

圖1 某控制系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場數(shù)據(jù)效果對比圖

該技術(shù)不會影響其他的相關(guān)生產(chǎn)，為整個企業(yè)調(diào)試工作進行了技術(shù)更新及現(xiàn)場優(yōu)化。從調(diào)試周期和調(diào)試成本方面實現(xiàn)了雙壓縮，從現(xiàn)場環(huán)境工作效率和工作安全性方面實現(xiàn)了雙提高。調(diào)試現(xiàn)場改進前后對比圖如圖2所示。

圖2 調(diào)試現(xiàn)場改進前后對比圖

3 技術(shù)設(shè)備

為了解決傳統(tǒng)調(diào)試手段帶來的問題，專用控制系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境檢測通信應(yīng)用技術(shù)項目組進行攻關(guān)并自行設(shè)計了數(shù)據(jù)檢測通信設(shè)備，其便攜式的外觀設(shè)計滿足了復(fù)雜環(huán)境下準確調(diào)試工作的開展。數(shù)據(jù)檢測通信設(shè)備的內(nèi)部組成圖如圖3所示。

圖3 檢測通信技術(shù)應(yīng)用組成圖

從圖3可以看出，數(shù)據(jù)檢測通信設(shè)備主要由電源板、路由功能板和接口模塊等組成，可以完成現(xiàn)場調(diào)試工作項目相關(guān)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和通話等工作。具體工作技術(shù)指標如下：程控交換板，話機之間實現(xiàn)撥號功能，滿足環(huán)路E/M、PCM可實現(xiàn)等位撥號；路由功能板，無線協(xié)議采用的標準為IEEE802.11g，傳輸速率支持54 M；電源總功率≤60 W，輸入電壓為交流220 V，直流輸出為26 V±4 V、+5 V±0.5 V。

數(shù)據(jù)檢測通信設(shè)備在設(shè)計機構(gòu)時項目組采用了便攜模塊設(shè)計，使其具備推廣性。針對不同的調(diào)試相關(guān)項目，只需要更換接口板模塊就可以完成其他相關(guān)項目調(diào)試工作，數(shù)據(jù)檢測通信設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計組成表見表1。

表1 數(shù)據(jù)檢測通信設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計組成表

數(shù)據(jù)檢測通信設(shè)備外形是采用便攜式結(jié)構(gòu)、雙電源供電設(shè)計。筆者選用了備用2塊12V17AH電源設(shè)計外接備用供電設(shè)計，滿足了現(xiàn)場調(diào)試及野外調(diào)試的復(fù)雜工作，保證了在野外特殊情況下滿足對該項參數(shù)的調(diào)試檢測工作。

4 技術(shù)功能

專用控制系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境檢測通信應(yīng)用技術(shù)包括數(shù)據(jù)高效統(tǒng)一采集功能、數(shù)據(jù)傳輸功能、話音通信功能和數(shù)據(jù)收集運算檢測功能，在提高原先工作本部調(diào)試效率的同時，保證了各個工作部之間的互聯(lián)互通，縮短了整個控制系統(tǒng)調(diào)試的檢驗時間，為生產(chǎn)、檢驗節(jié)約了人力和物力，提高了現(xiàn)場工作效率。

4.1 數(shù)據(jù)高效統(tǒng)一采集

針對待調(diào)狀態(tài)的不同的專用設(shè)備，關(guān)鍵在配套的可替換部件[3]：接口模塊、調(diào)試線纜。需要調(diào)試人員清點檢測單體及待檢接口，選用匹配的接口插頭制作相關(guān)線纜。模塊化接口設(shè)計使數(shù)據(jù)檢測通信設(shè)備具備了通用性，在不同的某控制系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場，只需要定制相應(yīng)的接口模塊，完成與數(shù)據(jù)檢測通信設(shè)備接口模塊的交互，就可以快速地滿足調(diào)試現(xiàn)場環(huán)境的使用要求。

線纜A端接于數(shù)據(jù)通信測設(shè)備，B端接于分散在各工作部位的待檢測單體，由圖4可見設(shè)備數(shù)據(jù)采集端口的外形統(tǒng)一，檢測人員不再需要借助插針等工具即可完成數(shù)據(jù)的可靠統(tǒng)一采集。該設(shè)備體積小，可放置在調(diào)試人員的工作部位，不需要因調(diào)試設(shè)備位置不同而變更調(diào)試人員的工作部位并由該調(diào)試人員自己在其工作部完成全部數(shù)據(jù)檢測工作。

圖4 檢測通信設(shè)備接口示意圖

4.2 語言通信功能

無線對講通話頻帶對示波器數(shù)據(jù)采集[4]造成影響，造成了外部干擾導(dǎo)致多次調(diào)試而影響測試結(jié)果。在某控制系統(tǒng)調(diào)試的某調(diào)試檢測部空間相對狹小，而調(diào)試操作工作部在調(diào)試過程需要調(diào)試人員完成該控制系統(tǒng)相關(guān)操作同時檢測完成相關(guān)參數(shù)的采集。由于調(diào)試期間，該控制系統(tǒng)響應(yīng)時會產(chǎn)生大噪聲，給現(xiàn)場調(diào)試工作帶來噪聲影響下的通話困擾。

采用程控交換技術(shù)，增加有線通話，把無線通話作為備份通話方式，并在調(diào)試控制工作部采用安全頭戴式耳機有線方式，能有效地解決大噪聲對調(diào)試人員工作的影響，又可以高效地完成通話，使調(diào)試人員可以專注地完成調(diào)試，不需要再騰出手占用時間專門去完成調(diào)試工作中的話音溝通，提高了現(xiàn)場調(diào)試操作的安全可靠性。

4.3 數(shù)據(jù)傳輸功能

項目組設(shè)計路由功能板安裝放置調(diào)試檢測部[5]，其工作頻率為2 GHz，可高效解決VHF頻段對信號采集造成的影響。其設(shè)備合理的工作布局，滿足調(diào)試人員將數(shù)據(jù)保存到用戶使用的TF/SD卡中，只需將TF/SD卡插至設(shè)備上的卡槽，并打開路由開關(guān)即可。該設(shè)備上相應(yīng)卡的工作指示燈會點亮，當(dāng)“WIFI”指示燈點亮?xí)r，數(shù)據(jù)發(fā)送成功，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的準確時時傳輸(見圖5)。路由功能板使用改變采集數(shù)據(jù)人工往返各個調(diào)試工作部位之間的傳統(tǒng)工作方式，可以大幅節(jié)約調(diào)試工作之外的時間消耗。

圖5 檢測通信設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸部件示意圖

4.4 數(shù)據(jù)收集運算檢測

在某控制系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場，調(diào)試檢測的數(shù)據(jù)通常傳送至運算檢測工作部完成最終的校驗工作。運算檢測工作部計算機使用Windows XP操作系統(tǒng)，增加配置無線網(wǎng)卡及路由接入功能[6]。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸至運算檢測工作部時，計算機可以接收、識別并準確打開調(diào)試檢測部傳送來的數(shù)據(jù)，利用Labview工具[7]完成最終測試工作。

檢測通信技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用效果圖如圖6所示。

圖6 檢測通信技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用效果圖

5 結(jié)語

專用控制系統(tǒng)調(diào)試環(huán)境檢測通信應(yīng)用技術(shù)是生產(chǎn)調(diào)試環(huán)境精益化改進的成果，其在調(diào)試工作中的應(yīng)用有效提高了生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)試的安全性、高效性；其便攜式外形模塊設(shè)計還可以滿足復(fù)雜環(huán)境下不同控制系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)用，擺脫生產(chǎn)現(xiàn)場對調(diào)試工作的環(huán)境約束，快速高效地完成相關(guān)調(diào)試工作。該技術(shù)可以推廣至相關(guān)項目以外的控制類、產(chǎn)品調(diào)試、檢驗檢測等多工作部位環(huán)境調(diào)試應(yīng)用中，為相關(guān)生產(chǎn)提供有效技術(shù)支持，可以推動企業(yè)精益生產(chǎn)工作的有效開展。