摘 要：隨著我國(guó)制造業(yè)的不斷發(fā)展，各類(lèi)設(shè)備的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度都越來(lái)越高，許多設(shè)備也都綜合了電子、自動(dòng)控制、機(jī)械以及計(jì)算機(jī)等技術(shù)，設(shè)備中的電子元器件越來(lái)越多，這在一定程度上增大了設(shè)備故障診斷的難度。特別是一些港口設(shè)備的電控系統(tǒng)，想要對(duì)其進(jìn)行故障診斷更是難上加難。而遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的出現(xiàn)解決了這一難題，下面本文就港口設(shè)備的現(xiàn)代電控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：港口設(shè)備 電控系統(tǒng) 遠(yuǎn)程診斷技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）11（b）-0059-01

近年來(lái)，我國(guó)的港口設(shè)備日趨大型化、自動(dòng)化，設(shè)備上的電控系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜。由于港口設(shè)備所處作業(yè)環(huán)境的特殊性，電子類(lèi)元器件比機(jī)械類(lèi)零部件更容易發(fā)生故障。一旦電控系統(tǒng)發(fā)生故障，能否及時(shí)快速地對(duì)故障進(jìn)行診斷和排除，直接關(guān)系到港口生產(chǎn)作業(yè)效率。遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的出現(xiàn)，為解決港口大型設(shè)備電控系統(tǒng)故障問(wèn)題提供了有利條件?；诖它c(diǎn)，本文以某港口橋式起重機(jī)的機(jī)電控制系統(tǒng)為依托，并以遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)一個(gè)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)橋式起重機(jī)電控系統(tǒng)的故障監(jiān)測(cè)和診斷。下面就此展開(kāi)詳細(xì)論述。

1 遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)概述

（1）遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

所謂的遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)實(shí)質(zhì)上就是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)與故障診斷技術(shù)的融合。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，設(shè)備所在現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程故障服務(wù)中心內(nèi)的診斷系統(tǒng)建立通信連接，并由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)站將現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)傳給遠(yuǎn)程服務(wù)中心，通過(guò)中心內(nèi)計(jì)算機(jī)的分析、判斷便可得出故障診斷結(jié)果，然后再將這些結(jié)果回傳給監(jiān)測(cè)站，指導(dǎo)設(shè)備維修。與傳統(tǒng)的診斷技術(shù)相比，遠(yuǎn)程故障診斷具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：其一，能夠更快地對(duì)故障進(jìn)行診斷和排除，可大幅度降低故障對(duì)設(shè)備的影響；其二，有助于提高維修需求的響應(yīng)能力；其三，可進(jìn)一步降低設(shè)備的維修成本；其四，能顯著縮短因故障導(dǎo)致的設(shè)備停機(jī)時(shí)間，有利于提高設(shè)備的工作效率。

（2）遠(yuǎn)程故障診斷的關(guān)鍵性技術(shù)問(wèn)題。

在遠(yuǎn)程故障診斷中，診斷系統(tǒng)與被診斷對(duì)象之間基本都分布在不同的地點(diǎn)，信息的交互是借助通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就使得遠(yuǎn)程故障診斷具有了跨地域性的特點(diǎn)。而如何使傳統(tǒng)診斷技術(shù)中的信號(hào)采集、數(shù)據(jù)分析和專(zhuān)家診斷等功能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在遠(yuǎn)程運(yùn)行，就必須對(duì)以下幾個(gè)問(wèn)題加以解決，具體包括：網(wǎng)絡(luò)模式下的信號(hào)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、故障診斷推理等等。

2 港口設(shè)備電控系統(tǒng)遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

（1）港口設(shè)備電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程故障診斷的意義。

從目前我國(guó)港口大型設(shè)備的具體運(yùn)行情況來(lái)看，電氣部分故障的發(fā)生幾率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于機(jī)械部分，并且電氣系統(tǒng)本身對(duì)維修和保養(yǎng)的要求也比機(jī)械部件高。同時(shí)，由于電控方案的種類(lèi)較多，從而使得我國(guó)各大港口中同類(lèi)設(shè)備就會(huì)有多種不同的電控系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展速度越來(lái)越快，平均4年左右港口設(shè)備的電控系統(tǒng)就需要進(jìn)行一次更新?lián)Q代，這給維修保養(yǎng)帶來(lái)了一定的難度。如果設(shè)備出現(xiàn)故障后無(wú)法獲得及時(shí)有效地維修，那么會(huì)直接影響港口正常生產(chǎn)，這不僅會(huì)給一些公司造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且還會(huì)造成嚴(yán)重的社會(huì)影響。為此，對(duì)設(shè)備電控系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障診斷就顯得尤為重要。遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的提出為這一問(wèn)題的解決提供了一個(gè)較為可行的方案。下面以某港口公司50T-50M集裝箱岸邊橋式起重機(jī)的電控系統(tǒng)為例，設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)。選擇該設(shè)備的主要原因是它的電控系統(tǒng)極具典型性，其采用的是由656DC5變流裝置、676H5變頻裝置、2000系列PLC以及CP316H CPU組成的全數(shù)字控制變頻系統(tǒng)。

（2）遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1）遠(yuǎn)程故障診斷系統(tǒng)應(yīng)具備的功能。①系統(tǒng)的遠(yuǎn)程PC機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠通過(guò)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對(duì)橋式起重機(jī)控制室PLC的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；②在特別許可下，遠(yuǎn)程PC機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠通過(guò)公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對(duì)橋式起重機(jī)控制室PLC的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；③遠(yuǎn)程PC機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠?qū)蚴狡鹬貦C(jī)控制室PLC的日常數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，并且能夠自動(dòng)完成一些統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表。

2）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程診斷的主要技術(shù)內(nèi)容。①對(duì)PLC的配置、信號(hào)采集、存儲(chǔ)以及傳送原理進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)和研究，以此來(lái)確定所具有的功能；②對(duì)PLC的通信協(xié)議進(jìn)行系統(tǒng)研究，具體包括變量?jī)?nèi)存地址分配表、PLC源程序以及編程工具軟件等；③建立包括通信接口在內(nèi)的PLC試驗(yàn)裝置，并進(jìn)行相應(yīng)的軟件開(kāi)發(fā)和調(diào)試；④按照處理終端的功能及界面要求，開(kāi)發(fā)與之相適應(yīng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；⑤建設(shè)公司子網(wǎng)，并設(shè)置相應(yīng)的授權(quán)用戶(hù)。

3）橋式起重機(jī)電控系統(tǒng)遠(yuǎn)程故障監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是基于通訊網(wǎng)絡(luò)這一基礎(chǔ)之上，下面進(jìn)行具體介紹。橋式起重機(jī)電控系統(tǒng)信息流與通訊網(wǎng)絡(luò)可分為以下三個(gè)層次：①遠(yuǎn)距離I/O信號(hào)與PLC間的通訊網(wǎng)絡(luò)層。由于該橋式起重機(jī)電控系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)是遠(yuǎn)距離I/O信號(hào)與PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)屬于信號(hào)采集、命令執(zhí)行與PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)，它由多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)I/O模塊構(gòu)成，并利用通訊線(xiàn)纜與PLC主框架上的通訊模塊相連接，該通訊模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)I/O模塊的通訊；②驅(qū)動(dòng)器與PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)。利用一根帶有屏蔽功能的三芯對(duì)絞線(xiàn)將若干個(gè)交、直流驅(qū)動(dòng)器的控制裝置及反饋信息與PLC主框架上的通訊模塊相連接，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)信息傳遞，這樣便可完成PLC對(duì)驅(qū)動(dòng)器的控制。同時(shí)交、直流驅(qū)動(dòng)器上的狀態(tài)信息以及各種故障代碼除能夠顯示在相應(yīng)的顯示裝置上之外，還能利用與之相對(duì)應(yīng)的通訊模塊傳給PLC，這樣維修人員便可以及時(shí)、準(zhǔn)確地找到故障發(fā)生的原因和具體位置；③PLC與控制計(jì)算機(jī)之間的通訊網(wǎng)絡(luò)。該通訊網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)PLC與控制計(jì)算機(jī)之間的通訊。具體設(shè)計(jì)時(shí)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)上相應(yīng)的配套軟件來(lái)對(duì)PLC進(jìn)行編程和配置，并且使用該軟件還能夠?qū)?、直流?qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行編程和監(jiān)控；④遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)。橋式起重機(jī)電控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程故障監(jiān)控系統(tǒng)可通過(guò)公司內(nèi)部互聯(lián)網(wǎng)子網(wǎng)來(lái)予以實(shí)現(xiàn)。先將存儲(chǔ)在PLC中的電控系統(tǒng)的控制信號(hào)數(shù)據(jù)通過(guò)RS232通訊接口與公司的網(wǎng)絡(luò)相連接，然后再利用不同的通訊協(xié)議便可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋式起重機(jī)電控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

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