組態(tài)軟件在冷水機組實時監(jiān)視與故障診斷的應用

姜文革

摘 要：機電設備是促進企業(yè)運營生產效率和生產質量提升的關鍵所在，但是在長期運行過程中，卻會容易出現(xiàn)故障問題，這在一定程度上就會給企業(yè)的正常運行造成很大的影響。鑒于此，在設備日常運行過程中，就要對其加大監(jiān)管力度，進而通過實時的監(jiān)視及時挖掘出其中存在的安全隱患因素，這樣才能確保設備故障不會蔓延，更好的滿足企業(yè)實際生產需求。本文也會結合機械設備的運行故障，提出一套以組態(tài)軟件為基礎的冷水機組實時監(jiān)視與故障診斷系統(tǒng)，僅供參考借鑒。

關鍵詞：組態(tài)軟件;冷水機組;實時監(jiān)視;故障診斷

組態(tài)軟件具有較強的數(shù)據(jù)采集功能和過程控制功能，其在一級軟件平臺和自動控制開發(fā)環(huán)境下，不僅可以以多種組態(tài)方式為用戶提供良好的開發(fā)界面，而且還能為其提供簡便的操作程序，進而在提升系統(tǒng)功能的基礎上，使其能夠靈活的進行操作和使用，進而更好的保障機組運行的穩(wěn)定性及可靠性，因此，以組態(tài)軟件為基礎的控制系統(tǒng)在實際運行過程中，無論是實時監(jiān)測功能，還是故障診斷功能都十分明顯。

一、數(shù)據(jù)采集的硬件配置

本文提出的以組態(tài)軟件為基礎的冷水機組實時監(jiān)視與故障診斷系統(tǒng)是建立在雪條機改造基礎上的，主要構成部分是由一臺水冷式冷凝器、開啟式活塞式壓縮機以及在標準工況下制冷量為4.65的制冷機組所構成，具體工作原理如圖一所示。另外，為了對冷水機組工況進行實時的監(jiān)視，以滿足其故障診斷需求，該控制系統(tǒng)中還要引入現(xiàn)代化的傳感設備和傳感變送設備來對機組關鍵運行參數(shù)進行全面的采集，這些傳感設備分布如圖一所示，這其中，溫度傳感器主要采用型號為

的鉑熱電阻，同時還要配置一臺型號為RWB- 的溫度

變送器;而傳感變送設備則要采用以PT4000系列擴散硅為主要設計材料的應變式壓力傳感變送器;冷卻水流量傳感變送設備的選擇應以巧型渦輪流量變送設備為主。一般情況下，冷水機組的運行參數(shù)主要包括冷凍水溫、冷卻水溫、水流量以及各部分的溫度和壓力等，這些參數(shù)在采集后經由傳感變送器的檢測，可直接通過模數(shù)（ADD）轉換形成電信號，為了確保這些電信號的安全性，可采用專門的數(shù)據(jù)采集卡對這些信號進行有效的存儲，而采集卡一般安裝在PC機中的PC卡槽里，此外，還可將這些電信號存儲在PC機組態(tài)軟件中的實時數(shù)據(jù)庫中，進而在發(fā)生異常情況時，就可根據(jù)這些信號以表格、曲線圖的方式在各組態(tài)監(jiān)控窗口上進行充分體現(xiàn)，同時系統(tǒng)也會自動發(fā)出警報并自動對故障問題進行分析診斷[1]。

二、系統(tǒng)組態(tài)工程的開發(fā)

本文提出的實時監(jiān)視與故障診斷系統(tǒng)，所選用的組態(tài)軟件是由組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境所組成的MCGS全文工控組態(tài)軟件，這其中，前者可以幫助用戶自行設計和構造自己的應用系統(tǒng)，進而使其完成組態(tài)配置過程，而所獲得的組態(tài)結果則可視為一個數(shù)據(jù)庫文件。后者由于具有較強的獨立性，所以其在進行多種組態(tài)設計和構造時，就要根據(jù)用戶在組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫所指定的固定模式來進行。另外，MCGS組態(tài)軟件所構成的用戶應用系統(tǒng)一般包括多個組成部分，如主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫以及運行策略等，這其中，所有窗口內部都包含多個可供用戶使用的不同組成構件，其不僅可以進行圖形對象創(chuàng)建，還可以對畫面布局進行合理的調整，并根據(jù)不同功能需求，組態(tài)配置成不同的參數(shù)。另外，MCGS組態(tài)軟件還能根據(jù)應用系統(tǒng)的人機交互需求構建專門的功能界面，并對相應的組成構件進行多組態(tài)配置，以便可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的可視化處理，這樣才能更好的完善應用系統(tǒng)功能，進而對整個冷水機組的運行情況進行實時的監(jiān)視，從而對存在的故障問題給予迅速地發(fā)現(xiàn)和處理[2]。

三、系統(tǒng)功能的應用要點分析

（一）實時監(jiān)視功能

該應用功能的實現(xiàn)，主要建立在機組組態(tài)監(jiān)視界面、系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)視界面、運行參數(shù)趨勢曲線顯示界面以及打印界面基礎上，這其中，尤以組態(tài)監(jiān)視界面的應用功能最為突出，其通過動畫構件可以將冷水機組的整個生產運行情況進行充分的體現(xiàn)。另外，該界面功能還能在機組界面中將設備相應位置上所顯示的重要工作參數(shù)進行全面的體現(xiàn)，進而讓企業(yè)管理層進一步掌握企業(yè)實際生產情況，從而制定出更有利于促進企業(yè)發(fā)展的決策方案。在這一環(huán)節(jié)中，系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)視界面在顯示運行參數(shù)時，一般通過曲線圖來呈現(xiàn)出參數(shù)的發(fā)展趨勢，這其中主要包括實時曲線和歷史曲線兩部分，這樣相關工作人員才能以此為基礎對運行參數(shù)進行詳細的記錄、查閱和分析，最后再通過打印報表界面來將運行參數(shù)以班報表、月報表的形式打印出來。

（二）超限報警功能

該應用功能主要體現(xiàn)在能夠及時挖掘出機組運行過程中存在的安全隱患問題，并根據(jù)運行超限參數(shù)進行報警，在這一過程中，為確保報警的準確性和及時性，不僅要在數(shù)據(jù)對象的屬性頁中對報警信息進行準確的定義，如上下限報警信息、上下偏差報警信息、上上限和下下限報警信息等，以便使實時數(shù)據(jù)庫能夠對這些報警信息進行及時的接收，并第一時間進行報警處理，而且還要正確設置報警限值或報警狀態(tài)，同時還要在該頁中進行報警注釋。例如，水冷式冷凝器對冷卻水流量有著較高的要求，為了充分滿足其負荷狀態(tài)下的運行需求，冷卻水流量的下限報警信息要定義在620升/時標準范圍內，同時，要根據(jù)冷卻水水量大小或蒸發(fā)溫度的高低等情況來進行報警注釋;而冷凍水溫度的下限下限報警信息要定義在2℃標準范圍內，可根據(jù)蒸發(fā)器是否存在結冰現(xiàn)象來在定義中詳細注釋報警內容。

（三）故障智能診斷功能

該應用功能的實現(xiàn)一般是建立在故障診斷發(fā)生的腳本程序和用戶窗口中冷水機組故障顯示界面以及實時數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)對象與新建循環(huán)策略結合的故障顯示窗口之上的。在實際應用時，必須以循環(huán)策略中所輸入的MCGS實時數(shù)據(jù)對象為主要參考依據(jù)，進而根據(jù)各故障發(fā)生的條件，采用“IF ...THEN”語句來對故障發(fā)生的腳本程序進行編制和診斷，這樣一旦發(fā)生制冷管道堵塞、制冷劑注量過少等故障，主界面及故障顯示窗口中的故障燈就會依據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的報警信息變?yōu)榧t色。由此可見，要想對機組運行故障進行智能化診斷，關鍵任務就是要應用專家知識以及編成腳本的程序來對故障發(fā)生原因進行全面分析和判斷。

四、結束語

綜上所述，本文提出的以組態(tài)軟件為基礎的冷水機組實時監(jiān)視和故障診斷系統(tǒng)，要想使其在應用實踐中發(fā)揮出最大的應用優(yōu)勢，前提條件就是要嚴格按照相應的設計標準要求來對系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集硬件進行合理配置，同時還要按要求進行系統(tǒng)組態(tài)工程的開發(fā)，并對系統(tǒng)實時監(jiān)視功能、超限報警功能以及故障智能診斷功能的應用要點進行全面的掌握，這樣才能使其準確無誤的對機組運行情況和運行故障進行實時的監(jiān)督與管控，從而更好的滿足企業(yè)生產需求。

參考文獻

[1]姚仲斌. 水電站機組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的應用[J]. 電力系統(tǒng)裝備， 2020，（04）：39-40.

[2]張巍， 張傳彬等. 狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術在制冷機組運行管理中的應用[J]制冷技術， 2019，（02）：49-50.