特鋼廠定尺機(jī)故障診斷系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

李　毅

(山鋼集團(tuán)萊蕪分公司 特鋼事業(yè)部，山東 萊蕪 271104)

特鋼廠定尺機(jī)故障診斷系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

李毅

(山鋼集團(tuán)萊蕪分公司 特鋼事業(yè)部，山東 萊蕪 271104)

摘要：針對特鋼廠定尺機(jī)故障較多且查找困難的問題，以iFix為平臺(tái)制作監(jiān)控軟件。將電氣元件以電氣元件圖的形式顯示到上位機(jī)終端，以不同的顏色區(qū)分正常和故障狀態(tài)，并通過點(diǎn)擊故障元件查看處理方法。

關(guān)鍵詞：故障；診斷；應(yīng)用

定尺機(jī)是特鋼廠的主要剪切設(shè)備，其電氣系統(tǒng)采用了調(diào)速性能好、運(yùn)行穩(wěn)定的直流系統(tǒng)拖動(dòng)。它由西門子整流裝置整流后帶動(dòng)1臺(tái)527 kW的直流電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過減速機(jī)拖動(dòng)大滾筒，大滾筒上纏有2根鋼絲繩，分別帶動(dòng)2個(gè)料車運(yùn)行。

1設(shè)備使用現(xiàn)狀

定尺機(jī)的電氣系統(tǒng)因?yàn)殡姎庠?，控制回路上各繼電器連接點(diǎn)多，分布比較分散，并且使用了大型PLC系統(tǒng)，一般的電工操作人員不熟悉PLC編程軟件，無法從PLC軟件內(nèi)部查找故障原因；所以，當(dāng)定尺機(jī)發(fā)生故障時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)不能快速及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障的所在。

2開發(fā)設(shè)計(jì)方案

針對上述情況，經(jīng)過分析研究，制定了解決方案，即利用系統(tǒng)監(jiān)控軟件對系統(tǒng)的各電氣元件及控制回路進(jìn)行畫面監(jiān)控，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過監(jiān)控畫面查找故障，快速準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)，并通過監(jiān)控畫面上提示的故障處理方法，進(jìn)行故障處理，使故障在很短的時(shí)間內(nèi)排除。

iFIX是由美國Intellution公司開發(fā)研制的工業(yè)自動(dòng)化軟件。它能夠通過網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)到上位機(jī)，使之能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)控制、檢測、保護(hù)、故障報(bào)警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)查詢和報(bào)表打印等多項(xiàng)功能。通過開發(fā)監(jiān)視、狀態(tài)、控制、故障和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等組態(tài)畫面,使現(xiàn)場狀況清晰地呈現(xiàn)在操作人員面前，因此，使用iFIX制作監(jiān)控系統(tǒng)完全能夠滿足定尺機(jī)故障診斷系統(tǒng)的需要。

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*河南省科技攻關(guān)計(jì)劃資助項(xiàng)目(122102210445)

責(zé)任編輯鄭練

3具體實(shí)施

3.1硬件連接

以原有的網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，增加1臺(tái)PC作為上位機(jī)，通過交換機(jī)并入原有的以太網(wǎng)。上位機(jī)使用TCP/IP協(xié)議通過交換機(jī)直接與PLC通信，讀取即時(shí)數(shù)據(jù)放入上位機(jī)中的iFIX軟件的I/O驅(qū)動(dòng)器中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。

3.2電路監(jiān)控

定尺機(jī)系統(tǒng)采用了施耐德昆騰系列大型PLC控制,通過將PC與PLC連接起來進(jìn)行監(jiān)控，查找故障比較有效。但是在實(shí)際生產(chǎn)中，值班電工僅對電氣線路非常熟悉，而對編程軟件concept 2.6不夠熟悉，通過這個(gè)途徑來查找故障比較慢。針對上述情況，監(jiān)控系統(tǒng)將硬安全回路、軟安全回路和定尺機(jī)運(yùn)行回路等重要的線路，都以電氣線路的形式顯示在畫面上，并且將電器元件和電路的通斷以不同的顏色表現(xiàn)出來，使故障判斷一目了然。

每條線路觸點(diǎn)的顏色代表線路的通斷，紅色為斷路，綠色為通路，每個(gè)元件下面都有標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)代表此元件繼電器線圈是否得電，得電為綠色，失電為紅色。如果是常開點(diǎn)，觸點(diǎn)的顏色和元件注釋的顏色一致；如果是常閉點(diǎn)，觸點(diǎn)的顏色和元件注釋的顏色相反。而且觸點(diǎn)上面有文字注釋，如果出現(xiàn)故障，點(diǎn)此注釋，還能看到出現(xiàn)這個(gè)故障所需要的處理方法。比如元器件“傳動(dòng)故障”，當(dāng)出現(xiàn)故障斷開時(shí)，電氣元件的常閉點(diǎn)將顯示為紅色，證明此點(diǎn)已經(jīng)斷開，相應(yīng)的繼電器的標(biāo)識(shí)“1KA4”顏色變?yōu)榫G色，證明此繼電器已吸合，出現(xiàn)了故障，相應(yīng)的整個(gè)硬安全回路接觸器AC 將斷開；同時(shí)，當(dāng)需要查看故障處理方法時(shí)，點(diǎn)擊上面的注釋“傳動(dòng)故障”，將彈出此故障的處理方法畫面，根據(jù)上面顯示的處理方法，就可以輕松快速地將故障排除。

3.3故障手冊

點(diǎn)擊每個(gè)中文注釋都能顯示故障的處理方法，這些故障處理方法都是從原理上進(jìn)行分析，即分析故障出現(xiàn)的原因、出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，并集合大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了故障的處理方法和應(yīng)急處理辦法；因此，可以視為定尺機(jī)的電氣故障診斷和處理手冊，供查閱、分析和學(xué)習(xí)。

3.4報(bào)警系統(tǒng)

雖然以電氣原理圖的形式做出的監(jiān)控畫面比較直觀，但是非電氣專業(yè)的人員沒法看懂電路，出了故障要等電氣人員到達(dá)現(xiàn)場處理，有時(shí)會(huì)耽誤生產(chǎn)，所以又制作了定尺機(jī)開關(guān)信號(hào)報(bào)警表。

正常運(yùn)行合閘狀態(tài)的設(shè)備圓形信號(hào)為綠色，如果出現(xiàn)故障，為了增加警示，將故障狀態(tài)下的圓形信號(hào)以紅色和黑色交替顯示。如果是有雙套備用的設(shè)備，在選用的設(shè)備后面以綠色圓形信號(hào)顯示，不選用的在后面框里無顯示。整個(gè)畫面在正常情況下顯示全部為綠色，如果出現(xiàn)故障，則有圓形信號(hào)紅綠交替顯示，一目了然。

3.5歷史趨勢

定尺機(jī)發(fā)生故障時(shí)，各繼電器的動(dòng)作速度較快，靠肉眼觀察無法準(zhǔn)確地捕捉，尤其在夜間發(fā)生故障時(shí)，操作人員更加難以準(zhǔn)確、及時(shí)地反映故障現(xiàn)象和處理過程；因此，制作了模擬量和開關(guān)量的歷史趨勢，分為模擬量、安全回路開關(guān)量、液壓泵開關(guān)量、裝置回路開關(guān)量、電源回路開關(guān)量、操作信號(hào)開關(guān)量和輸出信號(hào)開關(guān)量等多個(gè)畫面，共記錄了3個(gè)模擬量趨勢和近百個(gè)開關(guān)量趨勢。由于歷史趨勢時(shí)間記錄長，占用的硬盤空間大，所以軟件內(nèi)的歷史趨勢取樣時(shí)間最短設(shè)置成1 s，即每秒讀取1次數(shù)據(jù)。在軟件內(nèi)設(shè)置歷史趨勢保存時(shí)間為1個(gè)月，可以滿足故障查找的要求。通過相關(guān)畫面能夠查閱到發(fā)生故障時(shí)各繼電器的運(yùn)行狀態(tài)，料車運(yùn)行時(shí)的電流、位置和速度等，為準(zhǔn)確判斷故障起到了決定性的作用；缺點(diǎn)在于軟件的采樣周期為1 s，故障時(shí)繼電器動(dòng)作時(shí)間<1 s的，不能夠被記錄。

4結(jié)語

添加了定尺機(jī)故障診斷系統(tǒng)后，定尺機(jī)雖然多次出現(xiàn)故障，但是通過此故障診斷系統(tǒng)能夠快速、及時(shí)和無誤地將故障處理掉。由于處理及時(shí)，工廠沒有因?yàn)榫頁P(yáng)故障而出現(xiàn)大的減風(fēng)休風(fēng)事故，增加了定尺機(jī)運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭杰.萊鋼90t轉(zhuǎn)爐噴濺原因分析與對策[J],山東冶金，2011(3)：21-24.

責(zé)任編輯彭光宇

Development and Application of Fault Diagnosis of Fixed Size Machine System of Special Steel Factory

LI Yi

(The Spacial Steel Plant of Laiwu Steel Corporation Ltd．，Laiwu 271104，China)

Abstract：Aiming at the special steel plant scale machine error and being difficulty to find the problem，this paper mainly introduces using the iFix as a platform to make the monitoring software. The electrical element is displayed in the PC terminal of electrical components diagram. The normal and error state are distinguished with different colors in the terminal screen, and be able to be clicked through the fault element to check processing ways.

Key words:fault，diagnosis，application

收稿日期：2015-03-19 2015-01-06

作者簡介：趙丹丹(1985-)，女，助教，碩士，主要從事通信網(wǎng)絡(luò)信息安全等方面的研究。 李毅(1981-)，男，工程師，主要從事冶金機(jī)電等方面的研究。

中圖分類號(hào)：TG 333.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B