自动化设备故障自动诊断系统的开发

自动化设备故障自动诊断系统的开发

摘要：为消除传统的自动化设备故障处理模式存在的弊端而开发的自动化设备故障自动诊断系统具有在办公网快速实时访问生产

设备参数信息、故障诊断、关联故障处理方案、故障信息短消息自动发送等功能，改变了传统的故障处理模式，应用表明系统在故障快速处理、保障生产稳定运行和降低维检成本方便效果良好。

关键词：实时故障诊断短消息办公网

中图分类号：ts736文献标识码： a 文章编号：

1 前言

自动化设备出现故障后，按照传统的处理方法，技术人员首先需要到现场确认故障并查询plc程序，形成方案对故障进行处理。这种故障处理方式存在几个方面的弊端：1）故障原因可能无法快速确定，给快速解决故障带来困难；2）技术人员办公地点不在现场和主控室，无法及时掌握设备故障信息，不利于快速及时恢复生产；3）没有手段根据设备参数变化情况及时预判设备故障，不利于提前发现问题；4）技术人员水平存在差异，导致在处理方案形成上可能存在安全和技术隐患。

为解决以上问题，开发了自动化设备故障自动诊断系统，有效解决了维检工作过程中在设备故障处理方面存在的问题，系统现已在济钢投用，效果良好。

2 系统设计

2.1设计原则

系统本着快捷、方便、实用的原则进行设计，实现重要设备的故障诊断、远程设备运行情况监视、故障预判、故障处理方案快速形成、故障信息快速通知等功能。

2.2系统架构

硬件架构如图1所示。

图 1 硬件架构

软件架构如图2 所示。

图 2 软件架构

3 系统功能

系统主要具有数据采集、故障诊断、故障处理方案自动生成、设备运行状态远程监视、短消息自动发送等功能。由于数据采集周期的限制，为将设备的所有故障信息全面的采集上来，在plc程序中需要实现故障记录功能。

1）plc实现部分

主要是为了将导致设备停机的故障信息和操作员的操作信息进行记录，为故障诊断提供完整的数据信息。记录的故障和操作信息在每次设备停止时先清空再记录，保证暂存变量的数据为上一次停机时的信息。

2）数据采集与故障诊断

采集分为实时信息和历史信息，历史信息为设备停机时plc程序记录下来的故障和操作暂存信息，为实现用户可以在办公网上访问生产数据同时防止办公网干扰控制网，采集程序首先将采集到的数

据进行网络转换，由控制网经485转换为办公网数据，数据采集采用opc方式获取生产数据，再使用modbus协议进行网络数据转换。实时信息中包含设备的重要参数和实时故障信息，历史信息只在判定设备由运行转为停机时进行记录，并将与此设备相关的故障变量信息和操作信息写入数据库中。故障诊断程序根据数据库中故障预判规则对设备运行情况进行判定，在判定出设备异常信息后及时将异常信息写入数据库中，同时将信息及时发送给web程序。

3）短消息发送

根据数据库中短消息发送规则，在设备启动或停止时将导致设备状态变更的预置信息发送到相关人员，实现了管理人员和技术人员随时随地掌握生产设备运行情况。

4）web访问

web主要呈现三个方面的功能：设备实时信息、故障预判信息、故障信息查询，其中设备实时信息是读取数据采集程序发送过来的数据实现。故障预判信息一方面获取故障诊断程序的诊断信息，另一方面通过查询数据库中的信息呈现。故障查询为检索数据库中的记录信息呈现，根据检索到的故障信息关联到故障处理方案供用户参考，实现出现故障即可快速形成故障处理方案，弥补了维检人员由于技术水平差异导致的在故障处理方案形成上存在的安全和技

术隐患。

5）数据库

为达到方便使用，友好操作的要求，数据库主要设计了以下数据

表：采集信息表、设备信息表、手机号码表、短消息规则表、故障预判规则表、故障记录表、操作记录表、故障处理方案表。

4 软件开发

软件开发采用c++、c#、javascript相结合的方式进行，其中数据采集程序采用c++进行，其它程序采用c#、javascript开发。软件开发过程中主要有以下几个方面的策略：

中断续连策略

对于数据采集程序在与plc通讯由于网络或其它原因导致中断后数据采集程序应具备重新连接功能，重连时首先判断网络是否正常，在网络正常后如无法正常通讯，则中断20秒后重新进行连接，防止由于opc server过于繁忙导致死机，影响通讯。

快速数据呈现

为实现采集后web总是可以呈现最新的设备信息，采取将数据存入webservice的方式而不是将数据写入数据库web页面再读出的方式实现，保证了数据传输的快速性，同时采用javascript异步读取webservice数据，实现在页面呈现上只刷新数据而无须刷新页面。

方便扩展

为方便管理，在软件的扩展上主要体现在数据采集、数据呈现上，对于数据采集程序可以手动和定时两种方式刷新变量表，确认是否添加和删除了采集信息，并及时更新。对于数据呈现，在webservice 中是使用变量编号进行数据存储的，预先放大webservice中的数

组实现方便扩展，数据存储量更大时可添加新的webservice数组。在页面的数据读取上可实时修改javascript文件及时更新。

5 结论

通过开发自动化设备故障自动诊断系统实现了用户在办公网上

以web方式快捷访问设备实时信息，创新性的实现了故障诊断、故障预判、故障原因锁定、故障短消息自动发送，同时快速形成故障处理方案。改变了传统的自动化设备故障处理方式，在降低设备故障率、保障生产稳定运行、减少维检成本方面具有很好的效果。