組態(tài)軟件在冷水機(jī)組實(shí)時監(jiān)視與故障診斷的應(yīng)用

姜文革

摘 要：機(jī)電設(shè)備是促進(jìn)企業(yè)運(yùn)營生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量提升的關(guān)鍵所在，但是在長期運(yùn)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(yùn)行造成很大的影響。鑒于此，在設(shè)備日常運(yùn)行過程中，就要對其加大監(jiān)管力度，進(jìn)而通過實(shí)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(shè)備故障不會蔓延，更好的滿足企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求。本文也會結(jié)合機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行故障，提出一套以組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的冷水機(jī)組實(shí)時監(jiān)視與故障診斷系統(tǒng)，僅供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：組態(tài)軟件;冷水機(jī)組;實(shí)時監(jiān)視;故障診斷

組態(tài)軟件具有較強(qiáng)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(jìn)而在提升系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，使其能夠靈活的進(jìn)行操作和使用，進(jìn)而更好的保障機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性，因此，以組態(tài)軟件為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過程中，無論是實(shí)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(chǔ)的冷水機(jī)組實(shí)時監(jiān)視與故障診斷系統(tǒng)是建立在雪條機(jī)改造基礎(chǔ)上的，主要構(gòu)成部分是由一臺水冷式冷凝器、開啟式活塞式壓縮機(jī)以及在標(biāo)準(zhǔn)工況下制冷量為4.65的制冷機(jī)組所構(gòu)成，具體工作原理如圖一所示。另外，為了對冷水機(jī)組工況進(jìn)行實(shí)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(shè)備和傳感變送設(shè)備來對機(jī)組關(guān)鍵運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全面的采集，這些傳感設(shè)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(shè)備則要采用以PT4000系列擴(kuò)散硅為主要設(shè)計材料的應(yīng)變式壓力傳感變送器;冷卻水流量傳感變送設(shè)備的選擇應(yīng)以巧型渦輪流量變送設(shè)備為主。一般情況下，冷水機(jī)組的運(yùn)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(jīng)由傳感變送器的檢測，可直接通過模數(shù)（ADD）轉(zhuǎn)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(jìn)行有效的存儲，而采集卡一般安裝在PC機(jī)中的PC卡槽里，此外，還可將這些電信號存儲在PC機(jī)組態(tài)軟件中的實(shí)時數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(yùn)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(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，進(jìn)而使其完成組態(tài)配置過程，而所獲得的組態(tài)結(jié)果則可視為一個數(shù)據(jù)庫文件。后者由于具有較強(qiáng)的獨(dú)立性，所以其在進(jìn)行多種組態(tài)設(shè)計和構(gòu)造時，就要根據(jù)用戶在組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫所指定的固定模式來進(jìn)行。另外，MCGS組態(tài)軟件所構(gòu)成的用戶應(yīng)用系統(tǒng)一般包括多個組成部分，如主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時數(shù)據(jù)庫以及運(yùn)行策略等，這其中，所有窗口內(nèi)部都包含多個可供用戶使用的不同組成構(gòu)件，其不僅可以進(jìn)行圖形對象創(chuàng)建，還可以對畫面布局進(jìn)行合理的調(diào)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(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)交互需求構(gòu)建專門的功能界面，并對相應(yīng)的組成構(gòu)件進(jìn)行多組態(tài)配置，以便可以實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的可視化處理，這樣才能更好的完善應(yīng)用系統(tǒng)功能，進(jìn)而對整個冷水機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)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(yīng)用要點(diǎn)分析

（一）實(shí)時監(jiān)視功能

該應(yīng)用功能的實(shí)現(xiàn)，主要建立在機(jī)組組態(tài)監(jiān)視界面、系統(tǒng)參數(shù)監(jiān)視界面、運(yùn)行參數(shù)趨勢曲線顯示界面以及打印界面基礎(chǔ)上，這其中，尤以組態(tài)監(jiān)視界面的應(yīng)用功能最為突出，其通過動畫構(gòu)件可以將冷水機(jī)組的整個生產(chǎn)運(yùn)行情況進(jìn)行充分的體現(xiàn)。另外，該界面功能還能在機(jī)組界面中將設(shè)備相應(yīng)位置上所顯示的重要工作參數(shù)進(jìn)行全面的體現(xiàn)，進(jìn)而讓企業(yè)管理層進(jìn)一步掌握企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)情況，從而制定出更有利于促進(jìn)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(yùn)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(shí)時曲線和歷史曲線兩部分，這樣相關(guān)工作人員才能以此為基礎(chǔ)對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄、查閱和分析，最后再通過打印報表界面來將運(yùn)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(yīng)用功能主要體現(xiàn)在能夠及時挖掘出機(jī)組運(yùn)行過程中存在的安全隱患問題，并根據(jù)運(yùn)行超限參數(shù)進(jìn)行報警，在這一過程中，為確保報警的準(zhǔn)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(jìn)行準(zhǔn)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(shí)時數(shù)據(jù)庫能夠?qū)@些報警信息進(jìn)行及時的接收，并第一時間進(jìn)行報警處理，而且還要正確設(shè)置報警限值或報警狀態(tài)，同時還要在該頁中進(jìn)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(fù)荷狀態(tài)下的運(yùn)行需求，冷卻水流量的下限報警信息要定義在620升/時標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，可根據(jù)蒸發(fā)器是否存在結(jié)冰現(xiàn)象來在定義中詳細(xì)注釋報警內(nèi)容。

（三）故障智能診斷功能

該應(yīng)用功能的實(shí)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(jī)組故障顯示界面以及實(shí)時數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)對象與新建循環(huán)策略結(jié)合的故障顯示窗口之上的。在實(shí)際應(yīng)用時，必須以循環(huán)策略中所輸入的MCGS實(shí)時數(shù)據(jù)對象為主要參考依據(jù)，進(jìn)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(jìn)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(jī)組運(yùn)行故障進(jìn)行智能化診斷，關(guān)鍵任務(wù)就是要應(yīng)用專家知識以及編成腳本的程序來對故障發(fā)生原因進(jìn)行全面分析和判斷。

四、結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)

[1]姚仲斌. 水電站機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)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(shù)在制冷機(jī)組運(yùn)行管理中的應(yīng)用[J]制冷技術(shù)， 2019，（02）：49-50.