楚志發(fā)

（山鋼集團(tuán)萊蕪分公司自動化部，山東萊蕪271104）

基于ASP.NET+SQL Server的TRT故障診斷查詢系統(tǒng)研究

楚志發(fā)

（山鋼集團(tuán)萊蕪分公司自動化部，山東萊蕪271104）

根據(jù)遠(yuǎn)程在線識別TRT系統(tǒng)故障的判據(jù)，深入研究了TRT多故障源特性提取及各種故障機(jī)理，探索快速有效的故障診斷與預(yù)測方法，并基于ASP.NET+SQL Server環(huán)境平臺，開發(fā)出了高爐TRT故障診斷專家查詢系統(tǒng)。為TRT快速故障查詢及恢復(fù)提供了參考依據(jù)。

TRT;故障診斷;查詢;研究

1 引言

高爐煤氣余熱余壓能量回收透平發(fā)電裝置(Blast-Furnace Top pressure Recovery Turbine U原nit，以下簡稱TRT）一般由透平、發(fā)電機(jī)、勵磁機(jī)三部分組成。高爐產(chǎn)生的煤氣經(jīng)過除塵后進(jìn)入TRT，將所蘊含的壓力能和熱能，導(dǎo)入透平膨脹機(jī)做功，驅(qū)動發(fā)電機(jī)發(fā)電。該裝置不僅節(jié)能、降噪、環(huán)保，同時也帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，是國內(nèi)鋼鐵企業(yè)低碳環(huán)保的主流途徑。雖然TRT為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益，然而TRT系統(tǒng)工況比較復(fù)雜，所采用的測量儀表及設(shè)備復(fù)雜多樣，要保證機(jī)組安全運轉(zhuǎn)則要對系統(tǒng)的故障診斷問題進(jìn)行深入研究。本文結(jié)合了山鋼集團(tuán)萊蕪分公司能源動力廠5#高爐TRT系統(tǒng)維護(hù)過程中的實際案例，以ASP.NET、SQL Server為環(huán)境平臺針對性地開發(fā)出一種TRT故障診斷查詢系統(tǒng)，有效降低TRT故障及系統(tǒng)的部署成本，減少設(shè)備的故障停機(jī)率。

2 TRT典型故障機(jī)理

TRT機(jī)組系統(tǒng)復(fù)雜，所涉及的故障因素較多，大致可以分為儀表故障、電氣設(shè)備故障、機(jī)械設(shè)備故障。儀表故障從重要性來講分為：遠(yuǎn)程監(jiān)控的常規(guī)儀表、機(jī)組保護(hù)的重要儀表；電氣故障主要集中在勵磁柜、并網(wǎng)柜、電壓柜上；機(jī)械故障包括設(shè)備磨損、轉(zhuǎn)子的不平衡等。

2.1 TRT儀表故障

在TRT系統(tǒng)運行過程中，儀表數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集方面的故障比較普遍，其中常規(guī)儀表包括TRT輔機(jī)設(shè)備的壓力、流量、溫度測量，這部分不涉及機(jī)組停機(jī)保護(hù)。而機(jī)組停機(jī)保護(hù)信號主要為發(fā)電機(jī)超速、透平軸系檢測、液壓驅(qū)動的靜葉調(diào)節(jié)、油路壓力等關(guān)鍵信號等，除此之外，還應(yīng)該對信號干擾、必要設(shè)備接地等引起足夠的重視。山鋼集團(tuán)萊蕪分公司能源動力廠5#TRT自投產(chǎn)以來曾因儀表信號而停機(jī)故障有：伺服控制器電源損壞、電路元器件的電解電容燒壞、轉(zhuǎn)速探頭接地、軸系檢測二次儀表失電、信號干擾等，當(dāng)發(fā)生故障時，必須對故障源盡快排除和恢復(fù)。

2.2 電氣故障

電氣故障也是容易導(dǎo)致TRT停機(jī)的因素之一。電氣故障包括：發(fā)電機(jī)母線接地、綜合保護(hù)、差動、速斷、低電壓、零序保護(hù)、失磁、逆功率、低周波、過電壓、勵磁回路一點接地和兩點接地、聯(lián)絡(luò)柜過負(fù)荷，另外有關(guān)閥門操作的電氣設(shè)備、油泵控制的交流接觸器、現(xiàn)場控制操作箱上的旋鈕開關(guān)、電壓電源等也是隸屬TRT的典型故障。當(dāng)發(fā)生上述故障時，可以通過直流屏盤柜顯示并結(jié)合PLC I/O通道相關(guān)報警和監(jiān)控畫面中的歷史趨勢進(jìn)行故障查詢。

2.3 機(jī)械故障

TRT透平機(jī)機(jī)械典型故障主要有轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對中、軸承損壞、聯(lián)軸節(jié)損壞、潤滑系統(tǒng)故障、軸承座松動、葉片結(jié)垢等。其中最常見的是由于轉(zhuǎn)子葉輪嚴(yán)重磨損或者葉片結(jié)垢造成的轉(zhuǎn)子不平衡，其次是不對中、松動和摩擦等問題[1]。除了轉(zhuǎn)子極易發(fā)生上述故障外，對于TRT液壓驅(qū)動的電液伺服控制系統(tǒng)也是極易出現(xiàn)問題的因素，伺服驅(qū)動主要分為三大部分：動力油系統(tǒng)、執(zhí)行器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。對于動力油系統(tǒng)，油泵是液壓系統(tǒng)中。執(zhí)行器包括伺服控制器、PLC部分。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為現(xiàn)場的閥門、液壓缸部分。在5#TRT電液伺服控制故障系統(tǒng)中，60%以上是由于伺服閥的流量增益改變造成了閥門超調(diào)，致使數(shù)次停機(jī)。

鑒于上述分析，導(dǎo)致TRT故障易發(fā)因素復(fù)雜而多樣，為指導(dǎo)快速恢復(fù)生產(chǎn)，本文將結(jié)合實際生產(chǎn)案例，開發(fā)高爐TRT故障診斷專家查詢系統(tǒng)，為TRT故障預(yù)測及及恢復(fù)提供了參考依據(jù)。

3 故障診斷數(shù)據(jù)庫模型的確立

為了保證診斷查詢系統(tǒng)可靠性、完整性，在基于研究TRT故障機(jī)理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了TRT故障診斷系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 TRT故障診斷系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖

該技術(shù)首先以建立一個Web服務(wù)器為出發(fā)點，在Windows系統(tǒng)下，安裝了IIS5.0（Internet信息服務(wù)器）服務(wù)器，同時基于這個服務(wù)器開發(fā)Web應(yīng)用的程序，結(jié)合生產(chǎn)實際利用企業(yè)級局域網(wǎng)在IIS上實時發(fā)布動態(tài)內(nèi)容ASP.NET。ASP.NET又稱為ASP+，它是Microsoft推出的ASP腳本語言和一種新的Web技術(shù)，在很大程度上與ASP兼容，同時它還提供一種新的編程模型和結(jié)構(gòu)，用于生成更安全、可伸縮和穩(wěn)定的應(yīng)用程序，其更好的語言特性支持完全面向?qū)ο蟮腣isual Basic、C#和Jscript，并利用這些語言的優(yōu)點，采用ASP.NET技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)站簡單的開發(fā)和設(shè)計[2]。

課題采用Microsoft公司的SQL Server 2005作為后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫與應(yīng)用程序的連接接口為ADO。服務(wù)器系統(tǒng)的任務(wù)為接收和處理各路信號數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)存入信號緩存區(qū)，處理后的數(shù)據(jù)寫入歷史數(shù)據(jù)庫，管理應(yīng)用程序的SQL請求，并對外提供數(shù)據(jù)訪問服務(wù),數(shù)據(jù)庫工作原理見圖2。

圖2 數(shù)據(jù)庫工作原理

4 TRT故障診斷查詢系統(tǒng)的可視化界面

本課題建立了基于IIS的ASP動態(tài)網(wǎng)站為中心，通過ASP結(jié)合HTML網(wǎng)頁、ASP指令和ActiveX元件建立動態(tài)、交互且高效的WEB服務(wù)器應(yīng)用程序，利用局域網(wǎng)發(fā)布個人網(wǎng)頁形式，開發(fā)了TRT故障診斷數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)的可視化界面，使現(xiàn)場生產(chǎn)人員可以直觀的預(yù)測和掌握設(shè)備的運行動態(tài)（見圖3電液伺服控制系統(tǒng)故障診斷VB界面）。

該系統(tǒng)不僅實用性強，而且易于掌握和操作，為TRT系統(tǒng)維護(hù)和管理人員提供了一個學(xué)習(xí)的平臺。通過該故障診斷數(shù)據(jù)庫查詢系統(tǒng)，相關(guān)人員利用TRT發(fā)生的故障征兆，不僅可以快速檢索到設(shè)備

或儀表發(fā)生的故障原因、解決方法、相關(guān)設(shè)備的故障案例，也可以查詢到該設(shè)備的現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化操作、相關(guān)技術(shù)資料，以及以前在處理類似故障時的圖片，具有極高的指導(dǎo)性、參考性，其相關(guān)的故障診斷查詢結(jié)果見圖4。

圖3 電液伺服控制系統(tǒng)故障診斷VB界面

圖4 TRT故障診斷查詢結(jié)果

5 結(jié)論

基于ASP.NET+SQL Server的TRT故障診斷查詢系統(tǒng)研究，在故障預(yù)測及故障處理上為維修人員贏得了寶貴時間，解決了實際生產(chǎn)中的技術(shù)瓶頸。結(jié)果表明，該系統(tǒng)能較好地完成TRT控制系統(tǒng)的狀態(tài)檢測和故障診斷，并得到了大力推廣和應(yīng)用。

[1]楚志發(fā)，宋愛梅等.電液伺服系統(tǒng)故障診斷技術(shù)的研究與設(shè)計[J]，硅谷，2011-03.

[2]王萍，陳星.遠(yuǎn)程故障診斷軟件設(shè)計[J].電子測量技術(shù)，2004.

A Study on TRT Fault Diagnosis and Inquiry System Based on ASP.NET+SQL Server

Chu Zhifa
(The Automation Department of Laiwu Steel,Shandong Iron and Steel Group,Laiwu,Shandong 271104,China)

According to the criterion of remote fault judgment and online identification of TRT system,the TRT extraction of multiple faults characteristics and the mechanisms of various faults were thoroughly studied and the methods of fast effective fault diagnosis and prediction were explored.A TRT fault diagnosis and inquiry expert system for blast furnace based on the ASP.NET+SQL Server platform was developed,to provide reference for TRT fast fault inquiry and recovery.

TRT;fault diagnosis;inquiry;study

TP311

B

1006-6764（2013）10-0067-03

2013-05-08

楚志發(fā)(1983-)，男，碩士學(xué)歷，工程師，現(xiàn)從事自動化系統(tǒng)及儀表工作。