港口设备的现代电控系统的远程诊断技术研究

港口设备的现代电控系统的远程诊断技术研究摘要:随着我国制造业的不断发展,各类设备的复杂程度和自动化程度都越来越高,许多设备也都综合了电子、自动控制、机械以及计算机等技术,设备中的电子元器件越来越多,这在一定程度上增大了设备故障诊断的难度。特别是一些港口设备的电控系统,想要对其进行故障诊断更是难上加难。而远程故障诊断技术的出现解决了这一难题,下面本文就港口设备的现代电控系统的远程故障诊断技术进行研究。

关键词:港口设备电控系统远程诊断技术

近年来,我国的港口设备日趋大型化、自动化,设备上的电控系统越来越复杂。由于港口设备所处作业环境的特殊性,电子类元器件比机械类零部件更容易发生故障。一旦电控系统发生故障,能否及时快速地对故障进行诊断和排除,直接关系到港口生产作业效率。远程故障诊断技术的出现,为解决港口大型设备电控系统故障问题提供了有利条件。基于此点,本文以某港口桥式起重机的机电控制系统为依托,并以远程故障诊断技术为基础,设计一个远程故障诊断系统,通过该系统来实现对桥式起重机电控系统的故障监测和诊断。下面就此展开详细论述。

1 远程故障诊断技术概述

(1)远程故障诊断技术的优点。

所谓的远程故障诊断技术实质上就是网络通信技术与故障诊断技术的融合。当设备发生故障时,设备所在现场的监测系统利用互联网与远程故障服务中心内的诊断系统建立通信连接,并由现场监测站将现场采集到的数据传给远程服务中心,通过中心内计算机的分析、判断便可得出故障诊断结果,然后再将这些结果回传给监测站,指导设备维修。与传统的诊断技术相比,远程故障诊断具有以下几个方面的优点:其一,能够更快地对故障进行诊断和排除,可大幅度降低故障对设备的影响;其二,有助于提高维修需求的响应能力;其三,可进一步降低设备的维修成本;其四,能显著缩短因故障导致的设备停机时间,有利于提高设备的工作效率。

(2)远程故障诊断的关键性技术问题。

在远程故障诊断中,诊断系统与被诊断对象之间基本都分布在不同的地点,信息的交互是借助通信网络来实现的,这就使得远程故障诊断具有了跨地域性的特点。而如何使传统诊断技术中的信号采集、数据分析和专家诊断等功能通过网络在远程运行,就必须对以下几个问题加以解决,具体包括:网络模式下的信号采集、数据处理、数据传输、数据库设计、故障诊断推理等等。

2 港口设备电控系统远程故障诊断系统的设计与实现

(1)港口设备电控系统实现远程故障诊断的意义。

从目前我国港口大型设备的具体运行情况来看,电气部分故障的

发生几率要远远高于机械部分,并且电气系统本身对维修和保养的要求也比机械部件高。同时,由于电控方案的种类较多,从而使得我国各大港口中同类设备就会有多种不同的电控系统。随着计算机技术和电子技术的发展速度越来越快,平均4年左右港口设备的电控系统就需要进行一次更新换代,这给维修保养带来了一定的难度。如果设备出现故障后无法获得及时有效地维修,那么会直接影响港口正常生产,这不仅会给一些公司造成巨大的经济损失,而且还会造成严重的社会影响。为此,对设备电控系统进行实时监测和故障诊断就显得尤为重要。远程故障诊断系统的提出为这一问题的解决提供了一个较为可行的方案。下面以某港口公司50T-50M集装箱岸边桥式起重机的电控系统为例,设计远程故障诊断监控系统。选择该设备的主要原因是它的电控系统极具典型性,其采用的是由656DC5变流装置、676H5变频装置、2000系列PLC以及CP316H CPU组成的全数字控制变频系统。

(2)远程故障诊断系统的设计。

1)远程故障诊断系统应具备的功能。①系统的远程PC机应当能够通过公司内部网络对桥式起重机控制室PLC的状态数据进行实时监测;②在特别许可下,远程PC机应当能够通过公司内部网络对桥式起重机控制室PLC的状态数据进行实时控制;③远程PC机应当能够对桥式起重机控制室PLC的日常数据和故障数据进行保存,并且能够自动完成一些统计分析报表。

2)实现远程诊断的主要技术内容。①对PLC的配置、信号采集、

存储以及传送原理进行相关的试验和研究,以此来确定所具有的功能;

②对PLC的通信协议进行系统研究,具体包括变量内存地址分配表、PLC源程序以及编程工具软件等;③建立包括通信接口在内的PLC试验装置,并进行相应的软件开发和调试;④按照处理终端的功能及界面要求,开发与之相适应的数据采集系统;⑤建设公司子网,并设置相应的授权用户。

3)桥式起重机电控系统远程故障监控系统设计。该系统的设计主要是基于通讯网络这一基础之上,下面进行具体介绍。桥式起重机电控系统信息流与通讯网络可分为以下三个层次:①远距离I/O信号与PLC间的通讯网络层。由于该桥式起重机电控系统的通讯网络是远距离I/O信号与PLC之间的通讯网络,这个网络属于信号采集、命令执行与PLC之间的通讯网络,它由多个现场I/O模块构成,并利用通讯线缆与PLC主框架上的通讯模块相连接,该通讯模块能够实现对现场各个I/O模块的通讯;②驱动器与PLC之间的通讯网络。利用一根带有屏蔽功能的三芯对绞线将若干个交、直流驱动器的控制装置及反馈信息与PLC主框架上的通讯模块相连接,由此来实现信息传递,这样便可完成PLC对驱动器的控制。同时交、直流驱动器上的状态信息以及各种故障代码除能够显示在相应的显示装置上之外,还能利用与之相对应的通讯模块传给PLC,这样维修人员便可以及时、准确地找到故障发生的原因和具体位置;③PLC与控制计算机之间的通讯网络。该通讯网络主要负责PLC与控制计算机之间的通讯。具体设计时可以通过计算机上相应的配套软件来对PLC进行编程和配置,并且使用该

软件还能够对交、直流驱动器的驱动程序进行编程和监控;④远程监控的实现。桥式起重机电控系统的远程故障监控系统可通过公司内部互联网子网来予以实现。先将存储在PLC中的电控系统的控制信号数据通过RS232通讯接口与公司的网络相连接,然后再利用不同的通讯协议便可以实现对桥式起重机电控系统的远程监控。

参考文献

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