摘 要：在我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的今天，我國港口通過現(xiàn)代設(shè)備處理貨物的能力得到很大提升，為了更好規(guī)范快捷的對港口貨物進行自動裝卸，就必須利用電控系統(tǒng)的運用來實現(xiàn)。而在無法對電控系統(tǒng)進行近距離控制時，需要通過計算機技術(shù)來實現(xiàn)對電控系統(tǒng)的遠程診斷，來實現(xiàn)對系統(tǒng)的有效控制。本文結(jié)合筆者多年的從業(yè)經(jīng)驗，就主要針對港口設(shè)備的現(xiàn)代電控系統(tǒng)遠程診斷技術(shù)的相關(guān)問題進行簡單的分析。

關(guān)鍵詞：港口設(shè)備 現(xiàn)代電控系統(tǒng) 遠程診斷技術(shù)

中圖分類號：TH2065；TP271.4文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）04（a）-0020-02

最近幾年以來，我國港口設(shè)備不斷向著現(xiàn)代化、大型化、自動化的方向發(fā)展，設(shè)備上采取的現(xiàn)代電控系統(tǒng)的復(fù)雜程度也在不斷的隨之提高。由于港口設(shè)備在運行過程中所處環(huán)境具有一定的特殊性，相比于機械類零部件，電子類元器件發(fā)生故障的概率更高。在電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障時能否及時對其進行診斷并采取措施予以排除，會直接影響到港口生產(chǎn)的效率。而隨著遠程故障診斷技術(shù)的不斷推廣，進一步解決了港口設(shè)備現(xiàn)代電控系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障問題。因此，本文主要采取了遠程故障診斷技術(shù)，針對某港口橋式起重機的機電控制系統(tǒng)，專門設(shè)計了一個遠程故障診斷系統(tǒng)，有效的對該系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障進行了實時監(jiān)測和診斷。

1 遠程故障診斷技術(shù)概述

1.1 遠程故障診斷技術(shù)具有的主要優(yōu)點

將網(wǎng)絡(luò)通信和故障診斷兩大技術(shù)有機的結(jié)合起來，就是本文所述遠程故障診斷技術(shù)的根本所在。一旦設(shè)備在運行中出現(xiàn)了問題，現(xiàn)場安裝設(shè)置的監(jiān)測系統(tǒng)就可以及時通過互聯(lián)網(wǎng)與遠程故障服務(wù)中心當中的診斷系統(tǒng)有機連接起來，通過把采集到的故障信息傳送到遠程服務(wù)中心進行分析和判斷，快速把獲得的故障診斷結(jié)果傳送回現(xiàn)場監(jiān)測站，及時采取措施進行維修。相對于傳統(tǒng)診斷技術(shù)來說，該技術(shù)的主要優(yōu)勢之處體現(xiàn)在下述三個方面：首先，可以在更短的時間內(nèi)診斷和排除設(shè)備運行中所發(fā)生的故障，避免了故障對設(shè)備產(chǎn)生過大的影響；其次可以進一步加快設(shè)備維修的響應(yīng)速度，減少維修成本；最后還可以盡可能的縮短由于故障而導(dǎo)致的停機時間。

1.2 遠程故障診斷具有的關(guān)鍵性技術(shù)問題

在進行遠程故障診斷的過程中，被診斷設(shè)備和診斷系統(tǒng)通常都會設(shè)置在不同的地點，主要通過通信網(wǎng)絡(luò)來完成相關(guān)數(shù)據(jù)信息的交互，因此遠程故障診斷技術(shù)的一個主要特點就是具有跨地域性。但是如何能夠?qū)ΜF(xiàn)場監(jiān)測站獲得的數(shù)據(jù)進行分析和診斷，就需要解決下述幾個主要問題：在網(wǎng)絡(luò)模式下如何進行信號的采集工作、數(shù)據(jù)的處理和傳輸工作、數(shù)據(jù)庫的設(shè)計以及故障的分析和診斷工作等。

2 港口設(shè)備管理系統(tǒng)模型

在現(xiàn)代港口設(shè)備管理中通過構(gòu)建系統(tǒng)模型可以對港口中所使用的各種設(shè)備的作業(yè)情況進行采集和分析，提高港口設(shè)備管理的水平。而港口設(shè)備管理系統(tǒng)可以為相關(guān)的管理工作人員及時提供更多的設(shè)備以及生產(chǎn)信息，進而實時調(diào)整設(shè)備管理策略。對于過去采取的設(shè)備管理方法來說，會利用到大量的人力來統(tǒng)計各種報表信息，冗余環(huán)節(jié)過多，花費的周期過長，得到的管理信息的準確性也不高，根本不能及時的對設(shè)備當前的運行狀態(tài)進行跟蹤和反應(yīng)。所以在實際生產(chǎn)中不斷的對這些信息處理方法進行改進，極大程度的滿足了現(xiàn)代港口設(shè)備管理的實際需求。港口設(shè)備管理系統(tǒng)為信息使用者創(chuàng)建了更便捷的信息交流平臺，能夠及時找到所需設(shè)備的相關(guān)信息，并對這些信息進行快速分析和處理。

2.1 硬件系統(tǒng)

只有在充分利用已有硬件資源的基礎(chǔ)上，才可以進一步完善港口設(shè)備管理系統(tǒng)的設(shè)計工作。目前我國很多較大型的港口都根據(jù)自身特點建設(shè)了相應(yīng)的設(shè)備管理系統(tǒng)，通常在通訊設(shè)備方面主要包括兩種，一種是有線網(wǎng)絡(luò)；另一種則是無線網(wǎng)絡(luò)，所發(fā)出的通信信號基本上可以將整個港口完全覆蓋。因此，港口在滿足了設(shè)備管理以及作業(yè)生產(chǎn)兩大系統(tǒng)對信息傳輸性能的要求之后，可以提高充通訊資源的利用率，設(shè)計出更加完善的港口設(shè)備管理系統(tǒng)，提高整個港口的生產(chǎn)效率。而且在構(gòu)建港口設(shè)備管理系統(tǒng)的過程中還可以對不同的設(shè)備進行充分考慮，通過充分運用組域的概念，實現(xiàn)設(shè)備的全面管理和信息的全面采集，將這些分析結(jié)果利用通訊網(wǎng)絡(luò)快速的傳遞到其他的節(jié)點，保證了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行的可靠穩(wěn)定性，只需要和服務(wù)器相互連接就可以對地面設(shè)備進行實時監(jiān)測和管理，并在一定時間內(nèi)對各種數(shù)據(jù)信息進行不斷的更新。由此可見，該方法不僅可以確保各種軟件相互匹配，還可以讓擁有一定權(quán)限的其他設(shè)備進入管理系統(tǒng)實現(xiàn)對地面設(shè)備的有效監(jiān)測和管理。除此之外，如果企業(yè)具有較強的經(jīng)濟實力，還可以對服務(wù)數(shù)據(jù)進行雙擊備份，以此來提高數(shù)據(jù)的完整性，確保數(shù)據(jù)存儲的安全性。

2.2 軟件系統(tǒng)

管理系統(tǒng)軟件主要包括靜態(tài)和動態(tài)兩種。對于不同種類的設(shè)備來說，其所具有的動態(tài)管理系統(tǒng)通常也是不一樣的，這就會造成數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)當中的數(shù)據(jù)文檔也不一樣。所以通過在靜態(tài)管理系統(tǒng)當中針對不同的數(shù)據(jù)庫設(shè)計相應(yīng)的轉(zhuǎn)換接口，可以確保靜態(tài)系統(tǒng)和動態(tài)系統(tǒng)之間更好的進行數(shù)據(jù)交換。通常在靜態(tài)管理系統(tǒng)模型當中會包括下述幾個模塊，分別是：故障統(tǒng)計模塊、設(shè)備履歷模塊、信息統(tǒng)計模塊、計劃維修模塊以及備件模塊等，這些模塊之間的信息能夠進行及時的共享和溝通。相關(guān)管理人員也可以充分利用這些模塊當中的信息來設(shè)定工作計劃、合理安排工作人員、及時分析故障問題，并可以將成本控制在合理范圍內(nèi)。

3 港口設(shè)備電控系統(tǒng)遠程故障診斷系統(tǒng)的具體設(shè)計方法與實現(xiàn)情況

3.1 港口設(shè)備電控系統(tǒng)中采取遠程故障診斷技術(shù)的主要作用

根據(jù)目前我國大型港口各種設(shè)備的實際運行狀況，通常機械部分發(fā)生故障的幾率會明顯低于電氣部分，而且在維修保養(yǎng)方面，機械部件所提出的要求也遠不及電氣系統(tǒng)。實際工作中可以選擇的電控方案非常多，即使是同類型的設(shè)備也會出現(xiàn)若干種不同的電控系統(tǒng)。而隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國港口設(shè)備的電控系統(tǒng)平均四年就會進行一次更新，進一步加大了設(shè)備的維修和保養(yǎng)難度。一旦設(shè)備發(fā)生故障以后得不到及時的解決，就會對港口的日常生產(chǎn)作業(yè)造成極大的影響，在給企業(yè)帶來經(jīng)濟損失的同時，還會引起一系列的社會問題。因此有必要加強港口設(shè)備電控系統(tǒng)的故障監(jiān)測力度。

遠程故障診斷技術(shù)可以說是一個切實可行的解決方案。本文主要以某港口公司所采用的型號為50T-50M集裝箱岸邊橋式起重機電控系統(tǒng)作為分析案例，針對其特點設(shè)計了相應(yīng)的遠程故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)。該設(shè)備電控系統(tǒng)具有較強的典型性，而且采用2000系列PLC、656DC5變流裝置、CP316HCPU以及676H5變頻裝置等共同構(gòu)成了全數(shù)字控制變頻系統(tǒng)。

3.2 港口設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具有的主要功能

其一，為了給遠程診斷奠定良好的基礎(chǔ)，可以在遠程監(jiān)測系統(tǒng)運行的基礎(chǔ)上，實時監(jiān)測單機控制室當中的狀態(tài)數(shù)據(jù)。其二，對于一些特殊的情況，可以利用遠程個人計算機及時獲得單機控制室當中的PLC數(shù)據(jù)。其三，可以利用遠程個人計算機儲存相關(guān)數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的安全性和完整性。其四，進一步分析已存儲的數(shù)據(jù)，快速生成相關(guān)的統(tǒng)計分析表。其五，根據(jù)實際需要利用計算機為遠程診斷技術(shù)提供必要的服務(wù)支撐。

3.3 遠程故障診斷系統(tǒng)的具體設(shè)計方法

（1）遠程故障診斷系統(tǒng)需要具備的主要功能。①在遠程故障診斷系統(tǒng)當中，遠程PC機要利用企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)動態(tài)跟蹤橋式起重機控制室內(nèi)PLC所產(chǎn)生的實時信息；②在得到相關(guān)許可認證之后，遠程PC機要利用企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)及時跟蹤控制橋式起重機控制室內(nèi)PLC所產(chǎn)生的實時信息；③遠程PC機還要及時保存橋式起重機控制室PLC所產(chǎn)生的各種日常數(shù)據(jù)以及相關(guān)的故障數(shù)據(jù)等，并在規(guī)定時間內(nèi)自動生產(chǎn)相應(yīng)的統(tǒng)計分析報表。

（2）為了實現(xiàn)遠程診斷目的所采取的主要技術(shù)。①針對PLC的具體配置情況和信號的采集、分析、儲存以及傳送等情況進行研究，確保遠程診斷目的的順利實現(xiàn)；②針對性的研究PLC通信協(xié)議，主要研究內(nèi)容包括PLC源程序、變量內(nèi)存地址分配表等信息；③構(gòu)建PLC試驗裝置的同時展開與其相匹配的軟件開發(fā)工作以及調(diào)試工作；④根據(jù)處理終端所具有的功能以及界面所提出的要求，做好相應(yīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的開發(fā)工作；⑤通過建設(shè)公司子網(wǎng)，對一些重要用戶進行授權(quán)設(shè)置。

（3）針對該港口橋式起重機電控系統(tǒng)進行遠程故障監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。通過應(yīng)用通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來展開具體的設(shè)計工作。在本次設(shè)計中我們可以把橋式起重機電控系統(tǒng)中相應(yīng)的通訊網(wǎng)絡(luò)劃分為下述三個具體的層次：①遠距離I/O信號與PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)的主要功能是進行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的采集、嚴格執(zhí)行下達的命令等，構(gòu)成部分包括若干個現(xiàn)場I/O模塊，為了和PLC主框架上的通訊模塊連接在一起使用了通訊線纜，由此通訊模塊就可以對現(xiàn)場的所有I/O模塊進行通訊；②驅(qū)動器和PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)層。該網(wǎng)絡(luò)主要是通過一根具有屏蔽作用的三芯對絞線把現(xiàn)場多個驅(qū)動器和PLC主框架上的通訊模塊相互連接在一起，以這種方式來完成信息的傳遞工作，讓PLC能夠有效的實現(xiàn)對驅(qū)動器的控制目的。而且在相應(yīng)的顯示裝置上還可以將驅(qū)動器的各種信息等全部顯示出來，通過使用通訊模塊及時將其傳遞到PLC，以便于維修護理人員準確找到出現(xiàn)故障的位置以及引起故障的原因；③控制計算機和PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)層。在對該網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計的過程中利用計算機完成PLC以及驅(qū)動器的編程任務(wù)以及配置工作；④有效的實現(xiàn)遠程監(jiān)控的目的。對于該港口使用的橋式起重機電控系統(tǒng)來說，通過采用遠程故障監(jiān)控系統(tǒng)能夠結(jié)合企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)順利實現(xiàn)。

4 結(jié)語

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，大型港口設(shè)備的診斷技術(shù)也在不斷地發(fā)展，伴隨著計算機技術(shù)應(yīng)用的范圍日漸廣泛，其現(xiàn)代電控系統(tǒng)的遠程診斷技術(shù)也在促進設(shè)備維護與管理方面起著重要的作用。通過港口設(shè)備的遠程診斷技術(shù)的不斷發(fā)展，我國在港口設(shè)備的現(xiàn)代化電控系統(tǒng)的應(yīng)用方面也將不斷地進步，以此促進我國港口設(shè)備管理水平的不斷提高。

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