李鵬華

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠(chǎng)，山東萊蕪　271104）

翻車(chē)機(jī)電氣故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

李鵬華

（山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠(chǎng)，山東萊蕪271104）

針對(duì)萊鋼煉鐵廠(chǎng)翻車(chē)機(jī)電氣控制系統(tǒng)故障率高、處理難度大、影響生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，從翻車(chē)機(jī)的運(yùn)行流程和設(shè)備、元器件間的邏輯、聯(lián)鎖條件入手，開(kāi)發(fā)應(yīng)用了翻車(chē)機(jī)電氣故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)畫(huà)面邏輯程序?qū)υO(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的智能判斷，處理同類(lèi)故障時(shí)間縮短70%，降低了設(shè)備故障率。

翻車(chē)機(jī)；電氣故障；診斷；監(jiān)控系統(tǒng)；故障率

1　前言

萊鋼煉鐵廠(chǎng)銀南原料翻車(chē)機(jī)為2005年投產(chǎn)時(shí)使用的FZ15-100型轉(zhuǎn)子式翻車(chē)機(jī)，是火車(chē)車(chē)皮翻卸的大型機(jī)械，承擔(dān)265 m2燒結(jié)機(jī)80%以上原燃料翻卸工作，設(shè)備的穩(wěn)定與否關(guān)系著整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的組織。該翻車(chē)機(jī)采用西門(mén)子S7-300系列，網(wǎng)絡(luò)通訊方式為MPI通訊方式，傳輸速率較慢，上位機(jī)僅供操作人員使用，無(wú)維修使用的工程師站，不利于對(duì)翻車(chē)機(jī)外部各種信號(hào)及時(shí)有效監(jiān)控；且翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)涉及300余個(gè)數(shù)字量輸入、輸出點(diǎn)，控制回路上各連接點(diǎn)分布比較分散，一旦翻車(chē)機(jī)某個(gè)部件不能正常工作，故障點(diǎn)難判斷；要求檢修人員具有較強(qiáng)的電路分析、計(jì)算機(jī)操作、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)能力，否則易出現(xiàn)誤判斷，造成維修時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響生產(chǎn)。為此，開(kāi)發(fā)了翻車(chē)機(jī)電氣故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)

2　翻車(chē)機(jī)主要設(shè)備及控制系統(tǒng)構(gòu)成

1）翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)由翻車(chē)機(jī)本體、重車(chē)調(diào)車(chē)機(jī)、遷車(chē)臺(tái)、空車(chē)調(diào)車(chē)機(jī)4大部套組成，通過(guò)PLC集中控制，將其連為一個(gè)有機(jī)的整體，現(xiàn)場(chǎng)的傳感器把運(yùn)行情況傳給PLC，PLC經(jīng)過(guò)相應(yīng)的處理再發(fā)出對(duì)應(yīng)的控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。

2）控制系統(tǒng)包括集控臺(tái)1個(gè)，程控柜2個(gè)（程控柜內(nèi)主要有可編程序控制器和控制電源開(kāi)關(guān)），重調(diào)機(jī)控制柜3個(gè)，翻車(chē)機(jī)控制柜2個(gè)，遷車(chē)臺(tái)控制柜1個(gè)，空調(diào)機(jī)控制柜1個(gè)，其他配套接線(xiàn)箱、控制箱等和CRT監(jiān)控系統(tǒng)等，其系統(tǒng)流程見(jiàn)圖1。

圖1　控制系統(tǒng)流程

現(xiàn)場(chǎng)傳感器采集和傳遞各種保護(hù)信號(hào)、各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和回答信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行器件是二次線(xiàn)中的中間繼電器、接觸器、電磁閥等，可編程控制器采用西門(mén)子S7-300 PLC系列，控制站中央處理器S7315-2DP，通過(guò)遠(yuǎn)程I/O主站處理器IM360和遠(yuǎn)程I/0從站適配器IM361帶兩個(gè)遠(yuǎn)程站。

3　監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

3.1系統(tǒng)硬件配置

在硬件方面，在西門(mén)子系統(tǒng)主機(jī)架上加通訊模塊CP，在PLC柜內(nèi)加交換機(jī)，使用2臺(tái)最新上位機(jī)替換老舊單臺(tái)上位機(jī)，使用TCP/IP方式分別連接通訊模塊與交換機(jī)，交換機(jī)再與2臺(tái)上位機(jī)連接，讀取即時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，形成操作員站與工程師站互補(bǔ)，操作監(jiān)控與維修監(jiān)控同步進(jìn)行。同時(shí)，把MPI采集數(shù)據(jù)庫(kù)改為T(mén)CP/IP采集數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.2系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

3.2.1工藝流程梳理與功能分割

按照翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)工藝流程、結(jié)構(gòu)示意制作了重調(diào)機(jī)故障診斷顯示畫(huà)面、翻車(chē)機(jī)故障診斷顯示畫(huà)面、遷車(chē)臺(tái)故障診斷顯示畫(huà)面、空調(diào)故障診斷顯示畫(huà)面。每個(gè)監(jiān)控畫(huà)面又將關(guān)鍵的連鎖條件進(jìn)行梳理，并根據(jù)連鎖條件的順序確定畫(huà)面電路順序。

3.2.2制作電氣故障診斷監(jiān)控畫(huà)面

利用翻車(chē)機(jī)系統(tǒng)原有的PLC作為數(shù)據(jù)源，在新增設(shè)的上位機(jī)上，制作電路監(jiān)控畫(huà)面，將翻車(chē)機(jī)各系統(tǒng)按照流程、結(jié)構(gòu)示意的形式顯示在畫(huà)面上，并且將電器元件、電路的通斷以不同的顏色表現(xiàn)出來(lái)，一旦出現(xiàn)故障，顏色將發(fā)生變化，使故障判斷一目了然，如圖2所示。

圖2　翻車(chē)機(jī)故障診斷顯示畫(huà)面

3.2.3系統(tǒng)功能

翻車(chē)機(jī)電氣故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)不增加現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，不改變?cè)蠵LC程序，在操作界面上創(chuàng)建故障診斷畫(huà)面，利用流程、結(jié)構(gòu)示意等充分表現(xiàn)設(shè)備的關(guān)聯(lián)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)元器件狀態(tài)的診斷，把關(guān)鍵點(diǎn)狀態(tài)反映出來(lái)，明確故障出現(xiàn)的導(dǎo)向性，使得操作人員和檢修人員也可通過(guò)畫(huà)面快速判斷故障，及時(shí)有效發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，防止故障的擴(kuò)大和預(yù)防事故的發(fā)生，實(shí)用性強(qiáng)，直接指導(dǎo)檢修人員進(jìn)行消缺，且系統(tǒng)具有開(kāi)放性，可將生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的新問(wèn)題補(bǔ)充到系統(tǒng)中。

3.3系統(tǒng)應(yīng)用

根據(jù)工藝流程，該系統(tǒng)分為4個(gè)子故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)，以翻車(chē)機(jī)故障診斷顯示畫(huà)面為例進(jìn)行應(yīng)用。翻車(chē)機(jī)本體主要包括壓車(chē)、靠車(chē)、正翻、回翻、松靠、松壓等6大順序系統(tǒng)動(dòng)作，各系統(tǒng)動(dòng)作又受外部監(jiān)測(cè)條件的限制，所有條件滿(mǎn)足，橫向?qū)?yīng)區(qū)域“信號(hào)燈”為綠色，否則為紅色。這樣根據(jù)工藝流程劃分，可以明確故障出現(xiàn)的導(dǎo)向性，提高故障診斷的效率。如當(dāng)“壓車(chē)”故障，畫(huà)面橫向?qū)?yīng)區(qū)域“信號(hào)燈”圓形信號(hào)以紅色顯示，“條件”區(qū)域會(huì)提示故障點(diǎn)（“后鉤開(kāi)到位”方塊為紅色信號(hào)），進(jìn)而查找現(xiàn)場(chǎng)相應(yīng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)有無(wú)故障。再如當(dāng)“松靠”對(duì)應(yīng)“條件”區(qū)域信號(hào)全為綠色，則對(duì)應(yīng)“信號(hào)燈”圓形信號(hào)以綠色顯示，表示松靠動(dòng)作正常無(wú)故障。

3.4系統(tǒng)功能完善

翻車(chē)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，各繼電器的動(dòng)作速度較快，靠人去觀(guān)察無(wú)法準(zhǔn)確地捕捉，而且在夜間發(fā)生故障時(shí)，操作人員無(wú)法準(zhǔn)確、及時(shí)的反應(yīng)故障的現(xiàn)象和處理過(guò)程。因此，增加開(kāi)關(guān)量的歷史趨勢(shì)，通過(guò)各繼電器故障時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)，能夠及時(shí)準(zhǔn)確的診斷軟故障。目前該系統(tǒng)僅增加個(gè)別關(guān)鍵點(diǎn)開(kāi)關(guān)量歷史趨勢(shì)，部分設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有待去完善。

總結(jié)翻車(chē)機(jī)遇到常見(jiàn)故障及具體問(wèn)題的對(duì)應(yīng)解決方法，以便在遇到故障時(shí)參考對(duì)照，便于檢修。

4　結(jié)語(yǔ)

該電氣故障診斷監(jiān)控系統(tǒng)自2015年10月投入運(yùn)行至今，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，通過(guò)畫(huà)面邏輯程序?qū)υO(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的智能判斷，處理同類(lèi)故障時(shí)間縮短70%，協(xié)調(diào)人員次數(shù)減少50%，節(jié)省了人力物力，降低了故障率，從而達(dá)到預(yù)防翻車(chē)機(jī)故障發(fā)生和提高檢修效率的目的。

［1］張運(yùn)剛.西門(mén)子S7-300/400PLC技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京:人民郵電出版社，2007.

Abstrraacctt::For the dumper electrical control system has problems of high failure rate，processing difficulty，longer time affecting the production in the laiwu steel plant，the operation process and equipment，tipper components between logic and interlock conditions were analyzed.The car dumper with the electrical fault diagnosis monitoring system was developed.By monitoring the device status through picture logic program，intelligent fault judgment was achieved，the processing time of 70%similar failures was shorten and the failure rate was reduced.

Key worrddss::electrical dumper；electrical fault；diagnosis；monitoring system；failure rate

Development and Application of Fault Diagnosis and Monitoring System for Electrical Dumper

LI Penghua
（The Ironmaking Plant of of Laiwu Branch of Shandong Iron and Steel Co.，Ltd.，Laiwu 271104，China）

TP277.3

B

1004-4620（2016）05-0059-02

2016-06-12

李鵬華，男，1982年生，2006年畢業(yè)于山東科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份萊蕪分公司煉鐵廠(chǎng)工程師，從事電氣自動(dòng)化技術(shù)管理工作。