呂 磊

太重(天津)濱海重型機(jī)械有限公司

港口起重機(jī)電氣故障的可視化技術(shù)分析

呂 磊

太重(天津)濱海重型機(jī)械有限公司

港口起重機(jī)是港口物流工作中最重要的機(jī)械設(shè)備，對(duì)港口起重機(jī)的有效管理是做好港口工作的重要保障。管理港口起重機(jī)的關(guān)鍵在于加強(qiáng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的管理，確保電氣控制系統(tǒng)的安全和可靠。港口起重機(jī)是大型的特種機(jī)械，各機(jī)構(gòu)之間的工況聯(lián)鎖異常復(fù)雜，而且對(duì)各機(jī)構(gòu)的限位和保護(hù)要求比較高，這就導(dǎo)致了港口起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜的線(xiàn)路網(wǎng)絡(luò)給港口起重機(jī)的維修保養(yǎng)和調(diào)試造成了巨大的困難。本文主要分析了港口起重機(jī)電氣故障的可視化技術(shù)，以期為港口起重機(jī)故障的診斷和排除提供借鑒。

港口起重機(jī)；電氣故障；可視化技術(shù)

前言：

對(duì)港口起重機(jī)的電氣控制系統(tǒng)的管理，是港口起重機(jī)管理中的關(guān)鍵內(nèi)容。然而，復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)線(xiàn)路一方面給港口起重機(jī)的維修保養(yǎng)帶了不便，另一方面也不利于對(duì)電氣故障的分析和判斷，進(jìn)而影響對(duì)港口起重機(jī)故障的解決。隨著科技進(jìn)步和計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，借助于微機(jī)和圖像技術(shù)的強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可視化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。可視化技術(shù)能通過(guò)液晶顯示屏幕等媒介，以圖像及數(shù)據(jù)的形式清晰地向工作人員展示出港口起重機(jī)的故障及相關(guān)信息，這就為工作人員解決故障提供了極大的便利。因此，該技術(shù)在港口起重機(jī)的管理上，得到了廣泛的應(yīng)用。

一、可視化技術(shù)概況

可視化技術(shù)是一種綜合了圖像處理、觸摸屏、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多方面技術(shù)的實(shí)用性技術(shù)。該技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化，還能實(shí)現(xiàn)信息的可視化以及科學(xué)計(jì)算的可視化?？梢暬夹g(shù)能夠以形象的可視化圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)收集和數(shù)據(jù)處理，并能判斷和分析相對(duì)抽象的邏輯信息，使之形象化?？梢暬夹g(shù)的具體工作方法是借助于微機(jī)和圖像技術(shù)的強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)液晶顯示屏幕等媒介，以圖像的形式清晰地向工作人員展示出港口起重機(jī)的故障及相關(guān)信息，為工作人員解決故障提供信息便利。

二、起重機(jī)的電氣故障概況

解決港口起重機(jī)的電氣故障的基礎(chǔ)是分析故障的原因及狀況，這就要求可視化技術(shù)獲取故障信息的原始數(shù)據(jù)。對(duì)于港口起重機(jī)的電氣故障大致有以下幾類(lèi)。

1. PLC的系統(tǒng)故障。

PLC是電氣控制系統(tǒng)的控制核心，決定了整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，一旦PLC出現(xiàn)故障，會(huì)徹底影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。PLC通常的故障是硬件和軟件的故障。諸如PLC控制系統(tǒng)的輸入模塊和輸出模塊的故障，因?yàn)樵O(shè)備落后和老化而產(chǎn)生的故障，這一類(lèi)故障都屬于硬件故障。而由于程序設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作。，這類(lèi)故障均屬于軟件故障。還有一些故障，是由外界環(huán)境偶然引發(fā)的故障，其根本原因在于系統(tǒng)的不穩(wěn)定。對(duì)于此類(lèi)故障，處理方式較為簡(jiǎn)單，只需重啟系統(tǒng)即可。

2.智能化的從站發(fā)生的故障。

此類(lèi)故障多是變頻器產(chǎn)生的故障和遠(yuǎn)程分布的模塊產(chǎn)生的故障。對(duì)于此類(lèi)故障，智能化的從站在某種程度上具備自我診斷的功能，并能進(jìn)行有效的自我修復(fù)。因此，對(duì)于發(fā)生的此類(lèi)故障，維修人員應(yīng)在第一時(shí)間對(duì)照說(shuō)明手冊(cè)進(jìn)行排查和處理。

3.通信發(fā)生的故障。

由于港口起重機(jī)電纜分布十分復(fù)雜，動(dòng)力電纜，控制電纜，通信電纜不可避免的會(huì)產(chǎn)生一些交叉排布，加上工作環(huán)境復(fù)雜，極其容易導(dǎo)致通信電纜受到屏蔽，如果處理不好，就會(huì)導(dǎo)致通信產(chǎn)生故障。另外，網(wǎng)卡質(zhì)量差，網(wǎng)線(xiàn)插頭松動(dòng)或者集線(xiàn)器接觸不良等原因也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生通信故障。最常見(jiàn)的故障原因是設(shè)備的落后老化與兼容性較差等問(wèn)題。

4.外部設(shè)備產(chǎn)生的故障。

諸如繼電器、接觸器、斷路器、傳感器、行程開(kāi)關(guān)等設(shè)備，均屬于外部設(shè)備。這些外部設(shè)備是PLC控制能力的決定性因素。因此，如果此類(lèi)外部設(shè)備發(fā)生故障，輕者會(huì)影響PLC的控制能力，情況嚴(yán)重的甚至能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。外部設(shè)備的壽命和質(zhì)量是其產(chǎn)生故障的主要原因。

三、起重機(jī)電氣故障的可視化

1.故障數(shù)據(jù)的傳輸

港口起重機(jī)主要是通過(guò)利用上位機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)電氣故障的可視化。其工作原理是利用PLC采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障信息和數(shù)據(jù)，然后將這些的數(shù)據(jù)和信息上傳到上位機(jī)。PLC工作的主要任務(wù)是分析并處理采集到的現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備和儀表器件的數(shù)據(jù)和信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)起重機(jī)的可視化。

四、起重機(jī)故障可視化診斷系統(tǒng)

1.系統(tǒng)可視化診斷方法的確定

當(dāng)前的起重機(jī)故障診斷雖然有自己的經(jīng)驗(yàn)方法，但是沒(méi)有形成完整的理論體系，也沒(méi)有精準(zhǔn)的數(shù)學(xué)分析模型和有效的診斷方法。故障樹(shù)分析法在可視化的應(yīng)用中效果顯著。起重機(jī)故障可視化系統(tǒng)以專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)為基礎(chǔ)，結(jié)合各類(lèi)先進(jìn)技術(shù)，兼顧了故障診斷經(jīng)驗(yàn)和適時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。通過(guò)建立系統(tǒng)故障的知識(shí)庫(kù)和推理機(jī)，結(jié)合專(zhuān)家系統(tǒng)和故障樹(shù)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障的可視化。

2.知識(shí)庫(kù)的建立

知識(shí)庫(kù)的建立包括兩個(gè)部分：一是故障樹(shù)的建立；二是事實(shí)庫(kù)的建立。故障樹(shù)的結(jié)點(diǎn)要體現(xiàn)邏輯關(guān)系。事實(shí)庫(kù)用來(lái)存放推理事實(shí)，及故障的類(lèi)型，這樣事實(shí)庫(kù)既能提供推理?xiàng)l件，又能作為解釋結(jié)論。

3.知識(shí)獲取模塊的建立

知識(shí)獲取模塊，就是獲取PLC采集到實(shí)時(shí)狀態(tài)值，這些實(shí)時(shí)狀態(tài)值要體現(xiàn)起重機(jī)電氣控制系統(tǒng)中的電氣信號(hào)。當(dāng)獲取實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)后儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中，為之后的故障診斷提供數(shù)據(jù)。

4.解釋模塊的建立

解釋模塊是采用預(yù)制文本的方法提供解釋。當(dāng)推理出結(jié)論時(shí)，通過(guò)解釋模塊向用戶(hù)呈現(xiàn)出解決措施。

結(jié)語(yǔ)

可視化技術(shù)在港口起重機(jī)電力控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，為港口起重機(jī)的管理帶了巨大便利。可視化技術(shù)憑借其在圖像處理方面和液晶顯示方面的強(qiáng)大技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)港口起重機(jī)故障的直觀顯示，為工作人員掌握故障信息帶來(lái)了巨大的便利，一方面有利于維修人員快速分析和判斷故障，在最短的時(shí)間內(nèi)采取措施解決故障，另一方面有利于提高港口起重機(jī)的管理水平，提高港口起重機(jī)的工作效率，促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)效益的提升。

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