徐志豐　王海

摘 要：對(duì)于托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行過程中，托輥故障不僅影響其正常運(yùn)行，還會(huì)影響托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)效益。強(qiáng)化托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線故障診斷，運(yùn)用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障監(jiān)控，不僅可以采集托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，還可以監(jiān)視控制托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線安全，發(fā)揮積極影響。以下文章淺析在托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線故障診斷中應(yīng)用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的措施。

關(guān)鍵詞：故障診斷；托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線故障；SCADA監(jiān)控系統(tǒng)

引言

對(duì)于托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線故障診斷中，可以應(yīng)用SCADA系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的遠(yuǎn)程監(jiān)控，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)DCS與電力自動(dòng)化監(jiān)控，有助于提升故障診斷性能，使得托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)更有效率。以下對(duì)此做具體分析。

1 SCADA監(jiān)控系統(tǒng)

關(guān)于SCADA系統(tǒng)，英文稱Supervisory Control And Data Acquisition，也就是數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制系統(tǒng)。在現(xiàn)實(shí)生活中，SCADA系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，在電力行業(yè)、冶金行業(yè)、石油行業(yè)以及化工行業(yè)中均有應(yīng)用，主要可發(fā)揮其數(shù)據(jù)采集的作用，并在生產(chǎn)安全監(jiān)視控制方面發(fā)揮重要作用。SCADA系統(tǒng)監(jiān)控中，涉及到組態(tài)軟件、工業(yè)隔離安全網(wǎng)關(guān)，將自動(dòng)化生產(chǎn)線中的傳感器信息，搜集整理料到系統(tǒng)中，以便可通過SCADA系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，可保證工業(yè)數(shù)據(jù)、信息的安全[1]。自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行中，應(yīng)用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，可以確保技術(shù)人員不斷根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行不斷調(diào)整體，能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)儀表、自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備等進(jìn)行遠(yuǎn)程的配置更新、遠(yuǎn)程診斷調(diào)試等。

2 托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線故障診斷中應(yīng)用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)的意義

托輥?zhàn)鳛閹捷斔蜋C(jī)中的重要配件，在機(jī)械現(xiàn)代化生產(chǎn)中，托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線運(yùn)行安全，不僅可以確保提升托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線經(jīng)濟(jì)效益，也可提高托輥制造質(zhì)量，降低托輥帶式輸送機(jī)能耗，發(fā)揮積極應(yīng)用價(jià)值。對(duì)于托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線中，在現(xiàn)有技術(shù)背景下，應(yīng)用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，優(yōu)化托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線的監(jiān)控平臺(tái)[2]。對(duì)于當(dāng)前托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線中，多采用西門子或三菱等廠家在自身軟件基礎(chǔ)上制作的平面監(jiān)控界面，不能在監(jiān)控室的顯示設(shè)備上從三維角度演示生產(chǎn)線各設(shè)備的狀態(tài)，生產(chǎn)人員需要了解生產(chǎn)線設(shè)備各部件的運(yùn)行狀況，需要到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)查看才能知道，給生產(chǎn)作業(yè)的相關(guān)人員帶來了很大的不便。同時(shí)，在實(shí)際中，托輥?zhàn)鳛閹捷斔蜋C(jī)的易耗、易損配件，不僅在自動(dòng)生產(chǎn)線中量大面廣，且也會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)生產(chǎn)線停運(yùn)，影響生產(chǎn)效益。優(yōu)化托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線故障診斷工作，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并及時(shí)維護(hù)處理故障，可以確保托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線正常運(yùn)行。應(yīng)用SCADA監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以提高托輥質(zhì)量，也可以有效監(jiān)控其安全故障的發(fā)生，采取現(xiàn)代化技術(shù)措施，有效維護(hù)故障信息，保障托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線在實(shí)際工作中發(fā)揮應(yīng)有作用。對(duì)于托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線故障診斷中，由于一些設(shè)備故障無法及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，會(huì)造成設(shè)備故障長(zhǎng)期存在故障而得不到處理的狀況，將可能造成生產(chǎn)調(diào)度操作失效，影響生產(chǎn)效率，錯(cuò)失輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線故障維護(hù)的最佳處理時(shí)間[2]。根據(jù)系統(tǒng)SCADA的數(shù)據(jù)，對(duì)托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線機(jī)組的重要部件運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分類，并對(duì)其趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，可以提前發(fā)現(xiàn)故障征兆，有效避免以及減輕嚴(yán)重設(shè)備損壞，確定合理的托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線故障維護(hù)時(shí)問，降低維護(hù)成本。

3 SCADA監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用措施

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

SCADA監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)中，整合程序PLC各模塊、RTD和模擬量通道、各PLC遠(yuǎn)程站，可以確保與系統(tǒng)CPU通信，收集托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線狀態(tài)數(shù)據(jù)工作，完成通過徊T通道連接的XGW模塊及其與雷達(dá)液位計(jì)和配電系統(tǒng)通信的通信狀態(tài)和模塊狀態(tài)的數(shù)據(jù)收集工作[3]。SCADA監(jiān)控系統(tǒng)中，可以根據(jù)輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線各傳感器狀態(tài)數(shù)據(jù)，分別調(diào)用相對(duì)應(yīng)的三維動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行演示，三維動(dòng)態(tài)模型根據(jù)監(jiān)控計(jì)算機(jī)讀取的各傳感器狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的刷新；在線監(jiān)控及動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)，需要?jiǎng)討B(tài)演示托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)視頻畫面，有效診斷生產(chǎn)線運(yùn)行故障。對(duì)于托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線故障診斷中，運(yùn)用SCADA系統(tǒng)監(jiān)控，實(shí)時(shí)智能監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)的所有智能儀表、閥門、自動(dòng)化傳感器，自動(dòng)化通信線路、PLC系統(tǒng)及站控操作系統(tǒng)，并深入到這些設(shè)備的內(nèi)部工作狀態(tài)，為其進(jìn)行不間斷的設(shè)備健康檢查，任何異?，F(xiàn)象，均會(huì)立即反映在診斷系統(tǒng)的屏幕上，并告知維護(hù)值班人員，發(fā)生了何種故障，是哪個(gè)設(shè)備，故障點(diǎn)的位置在哪，實(shí)現(xiàn)故障的即時(shí)處理。

3.2 監(jiān)測(cè)托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線子系統(tǒng)

在SCADA監(jiān)控系統(tǒng)中，對(duì)托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線各站PLC系統(tǒng)，包括PLC的CPU模塊、電源模塊、RIO通信模塊、I/O模塊等進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)[4]。繪制準(zhǔn)確的PLC系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)發(fā)生運(yùn)行狀態(tài)異常或故障時(shí)，實(shí)時(shí)發(fā)出故障報(bào)警，并提示發(fā)生的故障類型和故障點(diǎn)的具體位置。由此保證對(duì)PLC系統(tǒng)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視，對(duì)異常或故障實(shí)現(xiàn)快速修復(fù)，保障生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)行。PLC系統(tǒng)是站控系統(tǒng)的核心系統(tǒng)，其實(shí)現(xiàn)全部站控的自動(dòng)化邏輯功能、生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集與分析處理功能、生產(chǎn)控制功能等。對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)可靠監(jiān)測(cè)，是保證站控系統(tǒng)免于癱瘓而造成生產(chǎn)事故的可靠措施。該監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)能夠?qū)LC系統(tǒng)進(jìn)行無死角實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)生任何異常或故障，均會(huì)立即發(fā)出報(bào)警，確保維護(hù)人員和生產(chǎn)調(diào)度即時(shí)獲取故障信息和故障點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)故障的快速修復(fù)和可能的生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)整。

3.3 SCADA監(jiān)控電動(dòng)閥門

通過對(duì)閥門環(huán)網(wǎng)通信控制器的軟件升級(jí)，完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)備狀態(tài)信息抓取，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的總線通信。繪制準(zhǔn)確詳細(xì)的總線閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的總線結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)發(fā)生電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的堵轉(zhuǎn)、過力矩等故障而影響到閥門動(dòng)作時(shí)，實(shí)時(shí)發(fā)出故障報(bào)警，并提示發(fā)生的故障類型和故障點(diǎn)的具體電裝位置。通過獲取閥門環(huán)網(wǎng)通信控制器對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的通信監(jiān)視數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的總線通信狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生總線通信故障時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)發(fā)出通信故障報(bào)警，并提示發(fā)生故障的具體閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。

3.4 托輥?zhàn)詣?dòng)化生產(chǎn)線溫度監(jiān)控

溫度傳感器是一種溫度敏感的電阻型無源元件，通過三線或四線進(jìn)行電阻值采樣，獲取準(zhǔn)確的溫度信息。通過對(duì)RTD及其三線或四線所連電纜間的阻值比對(duì)，判斷IHD溫度傳感器或電纜是否存在故障[5]。監(jiān)測(cè)托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線子系統(tǒng)，對(duì)每一個(gè)與托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線PLC連接的溫度傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)發(fā)生RTD損壞或電纜斷線時(shí)，實(shí)時(shí)發(fā)出故障報(bào)警，并提示發(fā)生故障的RTD信息及其所在具體位置。RTD溫度傳感器在管道現(xiàn)場(chǎng)主要用于油溫、地溫和泵運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中關(guān)鍵的元件，其工作正常與否，直接影響到生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)計(jì)劃的進(jìn)行。RTD監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)，能夠保證RTD元件及其信號(hào)采集回路的完整監(jiān)視，保障其溫度數(shù)據(jù)的可靠質(zhì)量。當(dāng)托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線發(fā)生異常時(shí)，能夠即時(shí)發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)，生產(chǎn)調(diào)度也能夠即時(shí)獲得該點(diǎn)的異常，從而保證其不對(duì)生產(chǎn)調(diào)度產(chǎn)生影響。

4 結(jié)束語

綜上所述，將SCADA監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線故障診斷中，可以從SCADA系統(tǒng)獲取關(guān)于托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線的大量運(yùn)行參數(shù)，從而可以針對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，找到托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線故障原因，并消除托輥?zhàn)詣?dòng)生產(chǎn)線故障，發(fā)揮積極應(yīng)用價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：徐志豐（1987，3-），男，江蘇省鹽城市，單位：沈陽理工大學(xué)，碩士研究生，研究方向：現(xiàn)代機(jī)電裝備及自動(dòng)化技術(shù)。