港口起重機電氣故障的可視化技術分析

呂 磊

太重(天津)濱海重型機械有限公司

港口起重機電氣故障的可視化技術分析

呂 磊

太重(天津)濱海重型機械有限公司

港口起重機是港口物流工作中最重要的機械設備，對港口起重機的有效管理是做好港口工作的重要保障。管理港口起重機的關鍵在于加強對電氣控制系統的管理，確保電氣控制系統的安全和可靠。港口起重機是大型的特種機械，各機構之間的工況聯鎖異常復雜，而且對各機構的限位和保護要求比較高，這就導致了港口起重機的電氣控制系統的復雜性。電氣控制系統復雜的線路網絡給港口起重機的維修保養和調試造成了巨大的困難。本文主要分析了港口起重機電氣故障的可視化技術，以期為港口起重機故障的診斷和排除提供借鑒。

港口起重機；電氣故障；可視化技術

前言：

對港口起重機的電氣控制系統的管理，是港口起重機管理中的關鍵內容。然而，復雜的電氣控制系統線路一方面給港口起重機的維修保養帶了不便，另一方面也不利于對電氣故障的分析和判斷，進而影響對港口起重機故障的解決。隨著科技進步和計算機信息網絡技術的發展，借助于微機和圖像技術的強大技術優勢，可視化技術應運而生。可視化技術能通過液晶顯示屏幕等媒介，以圖像及數據的形式清晰地向工作人員展示出港口起重機的故障及相關信息，這就為工作人員解決故障提供了極大的便利。因此，該技術在港口起重機的管理上，得到了廣泛的應用。

一、可視化技術概況

可視化技術是一種綜合了圖像處理、觸摸屏、計算機輔助設計、通信網絡技術等多方面技術的實用性技術。該技術不僅能夠實現數據的可視化，還能實現信息的可視化以及科學計算的可視化。可視化技術能夠以形象的可視化圖像進行數據收集和數據處理，并能判斷和分析相對抽象的邏輯信息，使之形象化。可視化技術的具體工作方法是借助于微機和圖像技術的強大技術優勢，通過液晶顯示屏幕等媒介，以圖像的形式清晰地向工作人員展示出港口起重機的故障及相關信息，為工作人員解決故障提供信息便利。

二、起重機的電氣故障概況

解決港口起重機的電氣故障的基礎是分析故障的原因及狀況，這就要求可視化技術獲取故障信息的原始數據。對于港口起重機的電氣故障大致有以下幾類。

1. PLC的系統故障。

PLC是電氣控制系統的控制核心，決定了整個電氣系統的運行。因此，一旦PLC出現故障，會徹底影響整個系統的正常運行。PLC通常的故障是硬件和軟件的故障。諸如PLC控制系統的輸入模塊和輸出模塊的故障，因為設備落后和老化而產生的故障，這一類故障都屬于硬件故障。而由于程序設計不合理導致設備不能正常工作。，這類故障均屬于軟件故障。還有一些故障，是由外界環境偶然引發的故障，其根本原因在于系統的不穩定。對于此類故障，處理方式較為簡單，只需重啟系統即可。

2.智能化的從站發生的故障。

此類故障多是變頻器產生的故障和遠程分布的模塊產生的故障。對于此類故障，智能化的從站在某種程度上具備自我診斷的功能，并能進行有效的自我修復。因此，對于發生的此類故障，維修人員應在第一時間對照說明手冊進行排查和處理。

3.通信發生的故障。

由于港口起重機電纜分布十分復雜，動力電纜，控制電纜，通信電纜不可避免的會產生一些交叉排布，加上工作環境復雜，極其容易導致通信電纜受到屏蔽，如果處理不好，就會導致通信產生故障。另外，網卡質量差，網線插頭松動或者集線器接觸不良等原因也會導致產生通信故障。最常見的故障原因是設備的落后老化與兼容性較差等問題。

4.外部設備產生的故障。

諸如繼電器、接觸器、斷路器、傳感器、行程開關等設備，均屬于外部設備。這些外部設備是PLC控制能力的決定性因素。因此，如果此類外部設備發生故障，輕者會影響PLC的控制能力，情況嚴重的甚至能導致整個系統的癱瘓。外部設備的壽命和質量是其產生故障的主要原因。

三、起重機電氣故障的可視化

1.故障數據的傳輸

港口起重機主要是通過利用上位機來實現電氣故障的可視化。其工作原理是利用PLC采集現場設備的故障信息和數據，然后將這些的數據和信息上傳到上位機。PLC工作的主要任務是分析并處理采集到的現場電氣設備和儀表器件的數據和信息，實現對起重機的可視化。

四、起重機故障可視化診斷系統

1.系統可視化診斷方法的確定

當前的起重機故障診斷雖然有自己的經驗方法，但是沒有形成完整的理論體系，也沒有精準的數學分析模型和有效的診斷方法。故障樹分析法在可視化的應用中效果顯著。起重機故障可視化系統以專家知識庫為基礎，結合各類先進技術，兼顧了故障診斷經驗和適時動態監測。通過建立系統故障的知識庫和推理機，結合專家系統和故障樹可以實現系統故障的可視化。

2.知識庫的建立

知識庫的建立包括兩個部分：一是故障樹的建立；二是事實庫的建立。故障樹的結點要體現邏輯關系。事實庫用來存放推理事實，及故障的類型，這樣事實庫既能提供推理條件，又能作為解釋結論。

3.知識獲取模塊的建立

知識獲取模塊，就是獲取PLC采集到實時狀態值，這些實時狀態值要體現起重機電氣控制系統中的電氣信號。當獲取實時狀態數據后儲存在存儲器中，為之后的故障診斷提供數據。

4.解釋模塊的建立

解釋模塊是采用預制文本的方法提供解釋。當推理出結論時，通過解釋模塊向用戶呈現出解決措施。

結語

可視化技術在港口起重機電力控制系統中的應用，為港口起重機的管理帶了巨大便利。可視化技術憑借其在圖像處理方面和液晶顯示方面的強大技術優勢，實現了對港口起重機故障的直觀顯示，為工作人員掌握故障信息帶來了巨大的便利，一方面有利于維修人員快速分析和判斷故障，在最短的時間內采取措施解決故障，另一方面有利于提高港口起重機的管理水平，提高港口起重機的工作效率，促進企業的發展和經濟效益的提升。

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