自動(dòng)化設(shè)備零故障運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要：本文介紹了通過(guò)PLC/DCS 系統(tǒng)中組織、提取設(shè)備運(yùn)行參數(shù)信息，通過(guò)設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)在冶金工業(yè)設(shè)備管理上的應(yīng)用，及時(shí)了解生產(chǎn)過(guò)程中各種自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)以及為故障診斷提供了極為方便有效的方法，實(shí)現(xiàn)了零故障運(yùn)行

關(guān)鍵詞：預(yù)測(cè)性維護(hù)；設(shè)備診斷；在線監(jiān)測(cè)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.52

1 自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行保障體系概述

萊鋼自動(dòng)化部是專門(mén)從事智能自動(dòng)控制、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化控制器及傳感器的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售及生產(chǎn)車(chē)間維護(hù)的綜合性高科技公司，其眾多的功能模塊、完善的嵌入式解決方案可以最大程度地滿足眾多用戶的個(gè)性化需求。自動(dòng)化系統(tǒng)顧名思義是在無(wú)人干預(yù)或監(jiān)控的情況下按照預(yù)定的程序執(zhí)行規(guī)定的動(dòng)作或自動(dòng)控制的過(guò)程，因此，自動(dòng)化技術(shù)是工農(nóng)業(yè)、國(guó)防科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展的標(biāo)志，自動(dòng)化程度體現(xiàn)了當(dāng)前現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。萊鋼自動(dòng)化一直致力于自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)與現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)的提高，建立了整個(gè)萊鋼現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的設(shè)備自動(dòng)化狀態(tài)的監(jiān)控，包括現(xiàn)場(chǎng)PLC（DCS）控制系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，自動(dòng)化儀表在線監(jiān)控，現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)數(shù)完全在監(jiān)控范圍內(nèi)，自動(dòng)化設(shè)備程度的提高有利于設(shè)備的維護(hù)及自動(dòng)化維護(hù)效益的提高，對(duì)整個(gè)萊鋼自動(dòng)化生產(chǎn)穩(wěn)定順行打下良好基礎(chǔ)。

2 自動(dòng)化控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及安全性設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是自動(dòng)化設(shè)備零故障監(jiān)控及維護(hù)的基礎(chǔ)保障。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的安全性已成為自動(dòng)化系統(tǒng)（業(yè)務(wù)）正常運(yùn)行的關(guān)鍵。在物理容災(zāi)方面，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)目前的防護(hù)措施已較為完善，而在對(duì)黑客攻擊與網(wǎng)絡(luò)化病毒的防護(hù)方面，特別是黑客攻擊，雖然已建立了初步的防護(hù)體系，但由于自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)和管理中缺乏有效的指導(dǎo)，同時(shí)也因黑客技術(shù)的不斷發(fā)展，在這方面還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到應(yīng)有的效果。因此，如何優(yōu)化已有的系統(tǒng)軟件和安全產(chǎn)品，如何建立多層次的安全防護(hù)體系，仍是當(dāng)前自動(dòng)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中必須面對(duì)的重要問(wèn)題。萊蕪鋼鐵集團(tuán)當(dāng)前設(shè)備保障體系的基礎(chǔ)是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，將生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域的設(shè)備監(jiān)控、測(cè)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集成化統(tǒng)一管理和信息數(shù)據(jù)處理， 作為資源數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)，為現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)維護(hù)打下良好的基礎(chǔ)，為萊鋼自動(dòng)化現(xiàn)有技術(shù)人員維護(hù)、技術(shù)資源支持、提高維護(hù)質(zhì)量及萊鋼整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)行提供良好的決策。萊鋼生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

為進(jìn)一步方便故障查詢，在執(zhí)行中心建立了相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，便于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備故障查詢及現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)，整合當(dāng)前萊鋼自動(dòng)化庫(kù)存?zhèn)浼畔⒕C合處理的基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備備件進(jìn)行記錄，對(duì)執(zhí)行中心所具有的功能劃分進(jìn)一步劃分更佳明確清晰，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行報(bào)警設(shè)置和物資系統(tǒng)廠家進(jìn)行關(guān)聯(lián)，一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題能便于及時(shí)和廠家技術(shù)專家進(jìn)行聯(lián)絡(luò)溝通，能及時(shí)回復(fù)設(shè)備正常運(yùn)行，有利于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定順行，為萊鋼順產(chǎn)打下良好基礎(chǔ)。

3 自動(dòng)化設(shè)備零故障運(yùn)行系統(tǒng)的特點(diǎn)及系統(tǒng)功能

3.1 生產(chǎn)指揮控制中心

生產(chǎn)指揮控制中心整個(gè)萊鋼生產(chǎn)程序的執(zhí)行者，是實(shí)現(xiàn)整個(gè)萊鋼資源優(yōu)化調(diào)整生產(chǎn)體系的主要指揮中心，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行狀況的判斷，對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行提前決策的依據(jù)，及時(shí)下達(dá)生產(chǎn)計(jì)劃和停產(chǎn)定修的指揮方針，有利于整個(gè)萊鋼資源的優(yōu)化結(jié)構(gòu)調(diào)整及有效的資源整合。

（1）借助計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)調(diào)度的透明化管理。以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立萊鋼整個(gè)生產(chǎn)計(jì)劃的執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)整個(gè)萊鋼生產(chǎn)線情況的實(shí)時(shí)收集、分析、存儲(chǔ)和發(fā)布，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控有利于上層提供決策良好基礎(chǔ)平臺(tái)，生產(chǎn)計(jì)劃依靠客戶需求及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀況為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備生產(chǎn)能力優(yōu)化調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃安排及任務(wù)調(diào)整，充分利用數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，分析企業(yè)生產(chǎn)管理的瓶頸，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作流程和實(shí)現(xiàn)設(shè)備最佳狀況，提升生產(chǎn)效率。

（2）萊鋼自動(dòng)化通過(guò)運(yùn)行信息電子地圖及衛(wèi)星定位實(shí)現(xiàn)人力資源的優(yōu)化合理調(diào)配。萊鋼自動(dòng)化部通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)單位的工藝流程及設(shè)備頻發(fā)故障進(jìn)行系統(tǒng)綜合總結(jié)，進(jìn)行優(yōu)化處理并在地圖上進(jìn)行顯示出來(lái)所屬區(qū)域的自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)、相關(guān)設(shè)備專家的信息、設(shè)備倉(cāng)庫(kù)備份狀況、產(chǎn)品廠家的專家信息狀況，有利于萊鋼自動(dòng)化整個(gè)人力資源管理系統(tǒng)的調(diào)控和整合，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備能及時(shí)調(diào)整相關(guān)專家進(jìn)行設(shè)備維護(hù)及開(kāi)發(fā)完善，通過(guò)衛(wèi)星定位對(duì)流動(dòng)維護(hù)站的人員到位情況及進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控打下良好基礎(chǔ)，對(duì)萊鋼自動(dòng)化合理調(diào)動(dòng)人員，實(shí)時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障處理及現(xiàn)場(chǎng)故障搶修創(chuàng)造了條件。

故障處理流程如圖2所示。

3.2 區(qū)域執(zhí)行中心

在控制指揮中心下設(shè)了各個(gè)區(qū)域，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一集中處理，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備故障隱患由各班組進(jìn)行解決處理，執(zhí)行中心對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備處理進(jìn)行信息采集，如有困難將結(jié)合整體力量進(jìn)行處理。其功能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：對(duì)設(shè)備進(jìn)行異地會(huì)診，采用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、Oracle的數(shù)據(jù)挖掘工具對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)模型處理，通過(guò)PID控制結(jié)合MATLAB仿真對(duì)生產(chǎn)管理、設(shè)備故障分析、計(jì)劃調(diào)度進(jìn)行分析。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行提前預(yù)測(cè)，一旦出現(xiàn)故障將自動(dòng)切換到備用設(shè)備，尤其是對(duì)生產(chǎn)線上的重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行備份，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的順利生產(chǎn)。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)中心

現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)中心主要以班組力量為基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)擊記錄，對(duì)重點(diǎn)設(shè)備狀態(tài)故障進(jìn)行上報(bào)，主要通過(guò)AUTOCAD繪制出各設(shè)備的分布圖，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢測(cè)狀態(tài)進(jìn)行綜合判斷，當(dāng)設(shè)備超過(guò)指標(biāo)指數(shù)或異常狀態(tài)時(shí)應(yīng)及時(shí)通知指揮中心進(jìn)行實(shí)時(shí)緊急故障應(yīng)急處理，執(zhí)行中心根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)中心傳遞的信息進(jìn)行維修計(jì)劃安排或備件應(yīng)急處理，實(shí)現(xiàn)設(shè)備零故障運(yùn)行狀態(tài)。

3.4 技術(shù)支持中心

自動(dòng)化技術(shù)支持中心是由技術(shù)帶頭人、兩站一室、優(yōu)秀技術(shù)維護(hù)人員為力量的設(shè)備維護(hù)后備隊(duì)伍，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度中心對(duì)設(shè)備重大故障處理及項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)技術(shù)支持。針對(duì)萊鋼自動(dòng)化人力資源緊缺，重點(diǎn)放在人力資源優(yōu)化調(diào)整，增強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備突發(fā)事件及設(shè)備故障快速回復(fù)反應(yīng)及應(yīng)急處理，以技術(shù)優(yōu)勢(shì)保萊鋼生產(chǎn)順行。

4 結(jié)論

萊鋼設(shè)備零故障系統(tǒng)投入運(yùn)行以來(lái)，結(jié)合人力資源優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備準(zhǔn)確、全面、實(shí)時(shí)的預(yù)測(cè)，基本實(shí)現(xiàn)了萊鋼自動(dòng)化設(shè)備零故障運(yùn)行的目的，減少了設(shè)備非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，同時(shí)提高了自動(dòng)化維護(hù)人員全面了解萊鋼整個(gè)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息的獲取，便于對(duì)故障信息的綜合處理，提高對(duì)故障處理信息分享，為萊鋼實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定順行打下良好基礎(chǔ)。

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