起重機智能專家系統

摘 要：起重機專家系統是集信息科學、管理科學、現代通訊技術、自動化技術和電子計算機技術于一體的智能化信息管理系統。系統采集煉鋼天車的運行參數等，經過數據處理后顯示于監視器上，判斷天車運行狀態及周期，達到全面了解現場的工作狀況，及時反映突發事件，準確分析事故原因，保證天車系統正常和生產的穩定。

關鍵詞：自動化技術；計算機技術；可視化技術；天車運行參數

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 22-0000-01

一、項目概況

河北鋼鐵集團承鋼公司鋼軋三廠在轉爐加料跨有三臺鑄造橋式起重機（21#、22#、25#），在精煉爐跨有三臺鑄造橋式起重機（51#、52#、55#）。為了增加鑄造式橋式起重機系統的可靠性安全性，提升設備使用年限，降低維修維護時間，提高維護效率，進行合理能耗控制，更好地滿足生產要求，對起重機專家系統進行深入研究、改造、和開發。承鋼鋼軋三廠起重機智能專家系統是一項關鍵技術，其主要實現了兩大功能，對起重機的狀態信息進行管理，以及對起重機的設備和設備的點檢工作進行管理。

起重機智能專家系統是一套專業的資產設備及服務全生命周期管理軟件，它可以通過網站平臺對起重機的工作狀態進行及時的動態顯示，并準確記錄電控系統的歷史數據和報警記錄，以備日后查詢，為輔助工業現場的起重機操作人員、維檢人員和管理人員全面了解現場的工作狀況，及時反映突發事件，準確分析事故原因，提供了可靠、有力的數據依據。

二、專家系統內容

（一）總體思路

本項目在不影響煉鋼生產的基礎上，利用原有的PLC設備、網絡通訊設備、及現場的運行設備等資源進行模擬實驗，不增加投資。利用原有的服務器、網絡設備、PLC設備、信息技術、數據庫技術、人工智能技術及網絡通訊技術、自動化技術、計算機技術等國內、國際非常成熟的技術及現有資源經過智能分析、判斷后自動生成起重機的實時狀態信息、報警信息、設備部件的壽命信息以及準確記錄電控系統的歷史數據和報警記錄。開發一級HMI的天車監控畫面，為起重機操作人員提供及時準確的指揮及決策判斷依據的同時，為后期起重機專家智能系統通訊接口的開發工作提供了數據支持。開發vs2010網站平臺系統，對起重機電氣控制系統進行重要數據的實時監測以及歷史數據記錄。

（二）技術實施方案

1.起重機專家智能系統架構

圖1

起重機專家智能系統只有起重機維護站安裝在電氣室內。如圖所示，PLC通過DP總線采集BCC和變頻器的內部數據，并通過編碼器、變送器分別采集電機轉速和電機電壓電流等信息，然后通過以太網電纜，將數據上傳至起重機維護站，所有數據在起重機維護站內進行處理分析。

2.硬件說明

起重機維護站與PLC之間提高以太網協議進行通訊。其介質為協議轉換器和以太網網線構成，其中協議轉換器直接連接在PLC的MPI通訊結構上，協議轉換器與起重機維護站之間由以太網網線進行連接。

3.人機接口開發

我們在開發“起重機專家智能系統”的同時對人機接口程序同步進行了開發和調試工作，人機界面的開發方便了天車操作人員在操作間對起重機的狀態信息進行實時的監控以及歷史記錄的查詢，更為后期的接口程序開發工作提供了有效的數據支持。通過網絡系統，將六臺天車PLC中生成的數據信息動態高速地在人機接口中顯示出來：主要包括了起重機的大車、主小車、副小車、主起升、副起升、副副起升的機構狀態以及運行狀態信息；起重機各個設備的接觸器動作次數顯示、報警信息顯示等。

4.網絡互聯、數據采集、通訊接口制作與調試

運用Intouch軟件，利用SQL語言開發接口程序，將加料跨以及精煉跨的六臺起重機PLC系統中的數據通過DDE通訊方式存儲到數據庫系統中。運用同等方式，也可以將服務器中的數據進行采集、處理并發送到各起重機的PLC中。

5.搭建數據庫系統

在起重機維護站安裝SQL Server2005軟件系統，配置SQL Server2005服務和服務器。開發單獨數據庫對加料跨以及精煉跨六臺起重機PLC中的所有模擬量和開關量的數據信息進行記錄和分類，并根據生產環境與系統的開發要求對數據庫進行數據庫的管理和維護工作。

6.開發起重機專家智能系統

利用ASP.NET技術、JS技術、SQL嵌入ADO.NET高級應用技術、C#、JAVA高級編程語言技術，使用VS2010軟件開發起重機專家智能系統。當Windows系統啟動時，專家系統也會自動啟動。實時狀態功能，可進入天車系統選擇界面，選擇要查看實時狀態的天車系統后，選擇“選擇查看實時狀態”按鈕，實時狀態的文本顯示畫面會被激活。此畫面由各實時報警窗、機構狀態、運行狀態查看按鈕、部件壽命查看按鈕以及PLC程序在線五部分組成。實時報警窗內顯示當前存在的報警信息，該窗口顯示報警的日期、時間、機構、故障代碼、報警描述信息、機構狀態顯示起重機各個機構當前的運行狀態，機構內驅動裝置等選擇信息。

三、結語

此項目于2013年在120噸煉鋼作業區上線運行，有效指導操作以及維修人員根據生產中的不同緊急情況迅速采取相應措施，避免了不準確的數據信息或信息延誤而造成的重大損失，達到高效、快捷、準確的指揮目的，提高了生產節奏，消除熱停工，取得較大的經濟效益，而且此項系統的應用，有效提升了設備的使用年限，降低了返修維護率，大幅度降低企業的運營成本，增強市場競爭實力。

參考文獻：

[1]程慧霞，李龍澍，倪志偉.用C++建造專家系統[M].北京：電子工業出版社，1996.

[2]Negnevitsky M.人工智能：智能系統指南[M].北京：機械工業出版社，2007，4.