特鋼廠定尺機故障診斷系統開發與應用

李　毅

(山鋼集團萊蕪分公司 特鋼事業部，山東 萊蕪 271104)

特鋼廠定尺機故障診斷系統開發與應用

李毅

(山鋼集團萊蕪分公司 特鋼事業部，山東 萊蕪 271104)

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

關鍵詞：故障；診斷；應用

定尺機是特鋼廠的主要剪切設備，其電氣系統采用了調速性能好、運行穩定的直流系統拖動。它由西門子整流裝置整流后帶動1臺527 kW的直流電動機，經過減速機拖動大滾筒，大滾筒上纏有2根鋼絲繩，分別帶動2個料車運行。

1設備使用現狀

定尺機的電氣系統因為電氣元件多，控制回路上各繼電器連接點多，分布比較分散，并且使用了大型PLC系統，一般的電工操作人員不熟悉PLC編程軟件，無法從PLC軟件內部查找故障原因；所以，當定尺機發生故障時，在短時間內不能快速及時地發現故障的所在。

2開發設計方案

針對上述情況，經過分析研究，制定了解決方案，即利用系統監控軟件對系統的各電氣元件及控制回路進行畫面監控，當出現故障時，可以通過監控畫面查找故障，快速準確地找到故障點，并通過監控畫面上提示的故障處理方法，進行故障處理，使故障在很短的時間內排除。

iFIX是由美國Intellution公司開發研制的工業自動化軟件。它能夠通過網絡上傳數據到上位機，使之能夠實現實時控制、檢測、保護、故障報警、數據統計、數據查詢和報表打印等多項功能。通過開發監視、狀態、控制、故障和數據統計等組態畫面,使現場狀況清晰地呈現在操作人員面前，因此，使用iFIX制作監控系統完全能夠滿足定尺機故障診斷系統的需要。

[5] 王群. 計算機網絡安全技術[M]. 北京：清華大學出版社，2011.

[6] 胡谷雨. 網絡管理技術教程[M]. 北京：北京希望電子出版社，2011.

[7] 戚文靜. 網絡安全與管理[M]. 北京：高等教育出版社，2010.

[8] Aspinwall J. Installing, troubleshooting and repairing wire-less networks[M]. 北京：電子工業出版社，2010.

*河南省科技攻關計劃資助項目(122102210445)

責任編輯鄭練

3具體實施

3.1硬件連接

以原有的網絡為基礎，增加1臺PC作為上位機，通過交換機并入原有的以太網。上位機使用TCP/IP協議通過交換機直接與PLC通信，讀取即時數據放入上位機中的iFIX軟件的I/O驅動器中，從而實現數據采集。

3.2電路監控

定尺機系統采用了施耐德昆騰系列大型PLC控制,通過將PC與PLC連接起來進行監控，查找故障比較有效。但是在實際生產中，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，通過這個途徑來查找故障比較慢。針對上述情況，監控系統將硬安全回路、軟安全回路和定尺機運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出來，使故障判斷一目了然。

每條線路觸點的顏色代表線路的通斷，紅色為斷路，綠色為通路，每個元件下面都有標識，標識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，觸點的顏色和元件注釋的顏色一致；如果是常閉點，觸點的顏色和元件注釋的顏色相反。而且觸點上面有文字注釋，如果出現故障，點此注釋，還能看到出現這個故障所需要的處理方法。比如元器件“傳動故障”，當出現故障斷開時，電氣元件的常閉點將顯示為紅色，證明此點已經斷開，相應的繼電器的標識“1KA4”顏色變為綠色，證明此繼電器已吸合，出現了故障，相應的整個硬安全回路接觸器AC 將斷開；同時，當需要查看故障處理方法時，點擊上面的注釋“傳動故障”，將彈出此故障的處理方法畫面，根據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

點擊每個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行分析，即分析故障出現的原因、出現故障的現象，并集合大量的實踐經驗，總結了故障的處理方法和應急處理辦法；因此，可以視為定尺機的電氣故障診斷和處理手冊，供查閱、分析和學習。

3.4報警系統

雖然以電氣原理圖的形式做出的監控畫面比較直觀，但是非電氣專業的人員沒法看懂電路，出了故障要等電氣人員到達現場處理，有時會耽誤生產，所以又制作了定尺機開關信號報警表。

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

3.5歷史趨勢

定尺機發生故障時，各繼電器的動作速度較快，靠肉眼觀察無法準確地捕捉，尤其在夜間發生故障時，操作人員更加難以準確、及時地反映故障現象和處理過程；因此，制作了模擬量和開關量的歷史趨勢，分為模擬量、安全回路開關量、液壓泵開關量、裝置回路開關量、電源回路開關量、操作信號開關量和輸出信號開關量等多個畫面，共記錄了3個模擬量趨勢和近百個開關量趨勢。由于歷史趨勢時間記錄長，占用的硬盤空間大，所以軟件內的歷史趨勢取樣時間最短設置成1 s，即每秒讀取1次數據。在軟件內設置歷史趨勢保存時間為1個月，可以滿足故障查找的要求。通過相關畫面能夠查閱到發生故障時各繼電器的運行狀態，料車運行時的電流、位置和速度等，為準確判斷故障起到了決定性的作用；缺點在于軟件的采樣周期為1 s，故障時繼電器動作時間<1 s的，不能夠被記錄。

4結語

添加了定尺機故障診斷系統后，定尺機雖然多次出現故障，但是通過此故障診斷系統能夠快速、及時和無誤地將故障處理掉。由于處理及時，工廠沒有因為卷揚故障而出現大的減風休風事故，增加了定尺機運行的可靠性。

參考文獻

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

責任編輯彭光宇

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，主要從事通信網絡信息安全等方面的研究。 李毅(1981-)，男，工程師，主要從事冶金機電等方面的研究。

中圖分類號：TG 333.2

文獻標志碼:B