摘 要：在我國社會經濟快速發(fā)展的今天，我國港口通過現(xiàn)代設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。本文結合筆者多年的從業(yè)經驗，就主要針對港口設備的現(xiàn)代電控系統(tǒng)遠程診斷技術的相關問題進行簡單的分析。

關鍵詞：港口設備 現(xiàn)代電控系統(tǒng) 遠程診斷技術

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，我國港口設備不斷向著現(xiàn)代化、大型化、自動化的方向發(fā)展，設備上采取的現(xiàn)代電控系統(tǒng)的復雜程度也在不斷的隨之提高。由于港口設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的效率。而隨著遠程故障診斷技術的不斷推廣，進一步解決了港口設備現(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，針對某港口橋式起重機的機電控制系統(tǒng)，專門設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 遠程故障診斷技術概述

1.1 遠程故障診斷技術具有的主要優(yōu)點

將網絡通信和故障診斷兩大技術有機的結合起來，就是本文所述遠程故障診斷技術的根本所在。一旦設備在運行中出現(xiàn)了問題，現(xiàn)場安裝設置的監(jiān)測系統(tǒng)就可以及時通過互聯(lián)網與遠程故障服務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中心進行分析和判斷，快速把獲得的故障診斷結果傳送回現(xiàn)場監(jiān)測站，及時采取措施進行維修。相對于傳統(tǒng)診斷技術來說，該技術的主要優(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診斷和排除設備運行中所發(fā)生的故障，避免了故障對設備產生過大的影響；其次可以進一步加快設備維修的響應速度，減少維修成本；最后還可以盡可能的縮短由于故障而導致的停機時間。

1.2 遠程故障診斷具有的關鍵性技術問題

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

2 港口設備管理系統(tǒng)模型

在現(xiàn)代港口設備管理中通過構建系統(tǒng)模型可以對港口中所使用的各種設備的作業(yè)情況進行采集和分析，提高港口設備管理的水平。而港口設備管理系統(tǒng)可以為相關的管理工作人員及時提供更多的設備以及生產信息，進而實時調整設備管理策略。對于過去采取的設備管理方法來說，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備當前的運行狀態(tài)進行跟蹤和反應。所以在實際生產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)代港口設備管理的實際需求。港口設備管理系統(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備的相關信息，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上，才可以進一步完善港口設備管理系統(tǒng)的設計工作。目前我國很多較大型的港口都根據自身特點建設了相應的設備管理系統(tǒng)，通常在通訊設備方面主要包括兩種，一種是有線網絡；另一種則是無線網絡，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，港口在滿足了設備管理以及作業(yè)生產兩大系統(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，設計出更加完善的港口設備管理系統(tǒng)，提高整個港口的生產效率。而且在構建港口設備管理系統(tǒng)的過程中還可以對不同的設備進行充分考慮，通過充分運用組域的概念，實現(xiàn)設備的全面管理和信息的全面采集，將這些分析結果利用通訊網絡快速的傳遞到其他的節(jié)點，保證了網絡系統(tǒng)運行的可靠穩(wěn)定性，只需要和服務器相互連接就可以對地面設備進行實時監(jiān)測和管理，并在一定時間內對各種數(shù)據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限的其他設備進入管理系統(tǒng)實現(xiàn)對地面設備的有效監(jiān)測和管理。除此之外，如果企業(yè)具有較強的經濟實力，還可以對服務數(shù)據進行雙擊備份，以此來提高數(shù)據的完整性，確保數(shù)據存儲的安全性。

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)據庫結構當中的數(shù)據文檔也不一樣。所以通過在靜態(tài)管理系統(tǒng)當中針對不同的數(shù)據庫設計相應的轉換接口，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。相關管理人員也可以充分利用這些模塊當中的信息來設定工作計劃、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。

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

3.1 港口設備電控系統(tǒng)中采取遠程故障診斷技術的主要作用

根據目前我國大型港口各種設備的實際運行狀況，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)代科學技術的不斷發(fā)展，我國港口設備的電控系統(tǒng)平均四年就會進行一次更新，進一步加大了設備的維修和保養(yǎng)難度。一旦設備發(fā)生故障以后得不到及時的解決，就會對港口的日常生產作業(yè)造成極大的影響，在給企業(yè)帶來經濟損失的同時，還會引起一系列的社會問題。因此有必要加強港口設備電控系統(tǒng)的故障監(jiān)測力度。

遠程故障診斷技術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，針對其特點設計了相應的遠程故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)。該設備電控系統(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變頻裝置等共同構成了全數(shù)字控制變頻系統(tǒng)。

3.2 港口設備狀態(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，可以在遠程監(jiān)測系統(tǒng)運行的基礎上，實時監(jiān)測單機控制室當中的狀態(tài)數(shù)據。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。其三，可以利用遠程個人計算機儲存相關數(shù)據，提高數(shù)據的安全性和完整性。其四，進一步分析已存儲的數(shù)據，快速生成相關的統(tǒng)計分析表。其五，根據實際需要利用計算機為遠程診斷技術提供必要的服務支撐。

3.3 遠程故障診斷系統(tǒng)的具體設計方法

（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)內部網絡動態(tài)跟蹤橋式起重機控制室內PLC所產生的實時信息；②在得到相關許可認證之后，遠程PC機要利用企業(yè)內部網絡及時跟蹤控制橋式起重機控制室內PLC所產生的實時信息；③遠程PC機還要及時保存橋式起重機控制室PLC所產生的各種日常數(shù)據以及相關的故障數(shù)據等，并在規(guī)定時間內自動生產相應的統(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。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，主要研究內容包括PLC源程序、變量內存地址分配表等信息；③構建PLC試驗裝置的同時展開與其相匹配的軟件開發(fā)工作以及調試工作；④根據處理終端所具有的功能以及界面所提出的要求，做好相應數(shù)據采集系統(tǒng)的開發(fā)工作；⑤通過建設公司子網，對一些重要用戶進行授權設置。

（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)的設計。通過應用通訊網絡技術來展開具體的設計工作。在本次設計中我們可以把橋式起重機電控系統(tǒng)中相應的通訊網絡劃分為下述三個具體的層次：①遠距離I/O信號與PLC之間的通訊網絡。該網絡的主要功能是進行相關數(shù)據信息的采集、嚴格執(zhí)行下達的命令等，構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驅動器和PLC之間的通訊網絡層。該網絡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)對驅動器的控制目的。而且在相應的顯示裝置上還可以將驅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之間的通訊網絡層。在對該網絡進行設計的過程中利用計算機完成PLC以及驅動器的編程任務以及配置工作；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)能夠結合企業(yè)內部網絡順利實現(xiàn)。

4 結語

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

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