張超

摘 要：起重設(shè)備已經(jīng)成為在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要的作用，起重機(jī)在社會(huì)生產(chǎn)的多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛，通過(guò)起重機(jī)可以幫助施工人員完成一些高空作業(yè)，其在為施工提供方便的同時(shí)也要做好起重機(jī)的故障防范與維修工作，起重機(jī)電氣故障較為常見(jiàn)，為了能夠積極應(yīng)對(duì)起重機(jī)的電氣故障，必須要采取有效的措施對(duì)其予以及時(shí)的處理。本文主要分析了起重機(jī)械設(shè)備電氣故障可視化策略，以供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：起重機(jī)；電氣故障；可視化；電氣控制系統(tǒng)

起重機(jī)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，很多工程項(xiàng)目或者其他領(lǐng)域都離不開(kāi)起重機(jī)，起重機(jī)的電氣設(shè)備故障較為常見(jiàn)，隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步和發(fā)展，故障可視化已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于其中設(shè)備的維修中，通過(guò)可視化故障整頓系統(tǒng)可以有效的減少事故的產(chǎn)生，有效的提升系統(tǒng)的安全性，極大的保障了起重設(shè)備運(yùn)行的可靠性。而，整體設(shè)備的控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，外界環(huán)境會(huì)對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)參數(shù)造成一定的影響，同時(shí)，工作人員的操作習(xí)慣和連續(xù)工作時(shí)間也影響著電氣設(shè)備，并且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和模糊算法等還沒(méi)有被有效應(yīng)用于電氣故障診斷中。因此，我國(guó)起重機(jī)電氣故障可視化還有待進(jìn)一步發(fā)展。

一、電氣故障常見(jiàn)類(lèi)型

在對(duì)起重機(jī)電氣故障進(jìn)行研究時(shí)，首先應(yīng)該考慮怎樣得到可視化所需的原始數(shù)據(jù)?，F(xiàn)階段，工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)普遍使用的是PLC，它可以迅速適應(yīng)惡劣環(huán)境，滿(mǎn)足持久運(yùn)行要求。因此，本文主要對(duì) PLC 控制的相應(yīng)的起重機(jī)電氣系統(tǒng)產(chǎn)生的故障進(jìn)行研究。

1 PLC 故障

起重機(jī)械的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，變頻器發(fā)揮了非常重要的作用。首先，通過(guò)變頻器的應(yīng)用，可以利用DTC技術(shù)來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩調(diào)控，此時(shí)系統(tǒng)無(wú)需對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行測(cè)速，也補(bǔ)需要光碼盤(pán)的作用，就可以在零轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)滿(mǎn)轉(zhuǎn)矩。這樣一來(lái)，起重機(jī)械的自動(dòng)控制系統(tǒng)可以利用較低的電流，來(lái)實(shí)現(xiàn)最大程度的轉(zhuǎn)矩，從而更好的進(jìn)行系統(tǒng)反饋。實(shí)踐證明，在運(yùn)用了變頻器的起重機(jī)械系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)比額定轉(zhuǎn)矩高出200%的轉(zhuǎn)矩效果，大大提升了電動(dòng)機(jī)工作效率。其次，在起重機(jī)械系統(tǒng)中，變頻器的應(yīng)用可以使電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)磁通優(yōu)化的效果，這樣可以在很大程度上降低起重機(jī)械的運(yùn)行噪聲，也能夠使系統(tǒng)更好的適應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載所需要的要求，即系統(tǒng)利用變頻器根據(jù)需求對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行負(fù)載調(diào)節(jié)，從而提升電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率，最高可提升10%左右。第三，對(duì)建筑起重機(jī)械系統(tǒng)中變頻器加裝一定的濾波器能夠更好的保證系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，尤其是對(duì)電動(dòng)機(jī)的絕緣件起到很好的保護(hù)作用。PLC 是控制系統(tǒng)的核心部分，其實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的有效運(yùn)行產(chǎn)生直接的影響。PLC 故障包括硬件故障和軟件故障。其中，硬件故障又包括輸入模塊故障和輸出模塊故障。這類(lèi)故障是因系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)而出現(xiàn)老化或操作不當(dāng)引發(fā)的。在運(yùn)行過(guò)程中，如果系統(tǒng)出現(xiàn)軟件故障，可能會(huì)產(chǎn)生死循環(huán)或者出現(xiàn)停運(yùn)問(wèn)題。通常，該類(lèi)故障是因所設(shè)計(jì)的程序不合理引起的，同時(shí)，也有可能是因偶然性故障（外界環(huán)境變化導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定）引發(fā)的。此時(shí)，只需重新啟動(dòng)控制系統(tǒng)就可以了。

2 智能從站故障

智能從站故障主要包括變頻器故障、系統(tǒng)遠(yuǎn)程分布模塊故障。通常，智能從站具備一定的自我診斷能力和修復(fù)能力。一旦出現(xiàn)這類(lèi)故障，相關(guān)維護(hù)人員必須按照廠(chǎng)家提供的手冊(cè)開(kāi)展故障排查和處理工作。

3 通信故障

通常，起重機(jī)工作現(xiàn)場(chǎng)均存在幾臺(tái)起重機(jī)一起工作的現(xiàn)象，外界環(huán)境十分復(fù)雜，相互之間產(chǎn)生的干擾非常大。如果通信電纜自身的屏蔽效果較差，就極易發(fā)生通信故障。同時(shí)，因網(wǎng)卡、插頭或集線(xiàn)器等裝置接觸不良導(dǎo)致的通信故障也比較多。此外，設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題以及兼容方面的問(wèn)題也可能引發(fā)通信故障。

4 外部設(shè)備故障

外部設(shè)備主要包括制動(dòng)器、繼電器、接觸器和傳感器等。這些設(shè)備會(huì)對(duì) PLC 的控制能力產(chǎn)生直接的影響。如果出現(xiàn)該類(lèi)故障，在運(yùn)行條件不斷惡化的情況下，整個(gè)系統(tǒng)可能會(huì)癱瘓。這一故障是因設(shè)備使用時(shí)間較長(zhǎng)或設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題引起的。

二 可視化技術(shù)分析

1 可視化技術(shù)簡(jiǎn)介

可視化技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及圖像處理技術(shù)將相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖形或者圖像，同時(shí)通過(guò)屏幕將其顯示出來(lái)，達(dá)到交互處理目的的一種技術(shù)。這種技術(shù)所涉及的學(xué)科領(lǐng)域非常廣，有 CAD、圖像處理技術(shù)以及計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域、圖形學(xué)等，因此它是一種多領(lǐng)域、多學(xué)科相互交叉的綜合性技術(shù)。在我國(guó)計(jì)算機(jī)迅猛發(fā)展以及可視化研究逐漸深入的今天，可視化技術(shù)產(chǎn)生了不少新分支，其中包括知識(shí)可視化。通過(guò)采用這種技術(shù)，人們能夠更加方便、直觀(guān)地了解以往不能觀(guān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)利用其圖形功能有效發(fā)掘其中潛在的各種隱患，這樣就能夠給運(yùn)維人員提供比較方便的故障處理手段，顯著提升故障維修效率和工作水平。

2 可視化方法

為了充分發(fā)揮 PLC 控制系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值，不僅應(yīng)具備硬件設(shè)備和軟件設(shè)備，同時(shí)還應(yīng)存在人機(jī)交互的相應(yīng)可視化界面，便于用戶(hù)有效監(jiān)測(cè)和查詢(xún)?，F(xiàn)階段，比較常用的是具有顯示功能的觸摸屏技術(shù)，利用觸摸屏能夠?qū)刂葡到y(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。如果出現(xiàn)故障，相關(guān)維護(hù)人員能利用觸摸屏發(fā)送正確控制指令有效指導(dǎo)人工處理過(guò)程。因此，操作人員能夠通過(guò)控制系統(tǒng)與人之間的信息交換界面對(duì) PLC 控制系統(tǒng)有效輸入相應(yīng)的指令。這樣，觸摸屏就能夠?qū)⒖刂菩畔⒓皶r(shí)反饋給用戶(hù)。

當(dāng)前，觸摸屏和 PLC 制造廠(chǎng)商非常多，由于各個(gè)廠(chǎng)家生產(chǎn)的設(shè)備型號(hào)存在差異，因此，PLC 和 HMI 出現(xiàn)的兼容性問(wèn)題也比較多。對(duì)于觸摸屏點(diǎn)數(shù)和組態(tài)軟件，均必須授權(quán)。這就提高了成本，顯著縮小了觸摸屏的使用范圍。為此，能夠通過(guò)Visual Basic 語(yǔ)言開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出的 OPCServer 客戶(hù)應(yīng)用完成 PLC 控制系統(tǒng)和 IPC 數(shù)據(jù)的傳輸，并且利用 Visual Basic 有效連接上位機(jī)中的可視化界面與 OPC 服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)，從而對(duì)故障進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于 Visual Basic 屬于解釋型語(yǔ)言，因此，它能夠把高級(jí)語(yǔ)言編譯為一種機(jī)器語(yǔ)言，從而使計(jì)算機(jī)可以直接識(shí)別。同時(shí)，Visual Basic 能夠?qū)⒁呀?jīng)設(shè)計(jì)完成的程序變?yōu)榭蓤?zhí)行文件（也就是.exe），擺脫 Visual Basic 環(huán)境，直接在 Windows 環(huán)境下運(yùn)行，顯著提升控制系統(tǒng)所具有的兼容性。通過(guò)以 Visual Basic 為基礎(chǔ)的組態(tài)監(jiān)控軟件建立起重機(jī)電氣故障可視化系統(tǒng)具有一定的可行性。

三 結(jié)束語(yǔ)

起重機(jī)電氣故障診斷和維修效率會(huì)對(duì)機(jī)械實(shí)際運(yùn)行效率產(chǎn)生直接的影響，怎樣及時(shí)找出并有效排除起重機(jī)產(chǎn)生的電氣故障，是各個(gè)企業(yè)面臨的問(wèn)題之一。電氣故障可視化的實(shí)現(xiàn)可以有效提升起重機(jī)的安全性和作業(yè)效率，給起重機(jī)的持續(xù)、有效運(yùn)轉(zhuǎn)提供一定的保障。起重機(jī)對(duì)于整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)都起到了重要的作用，起重機(jī)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)電氣故障是比較常見(jiàn)，但是相關(guān)人員要對(duì)這種問(wèn)題特別注意，要及時(shí)去修復(fù)這些故障，并對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行定期的檢查，將所有的安全隱患都扼殺在搖籃，避免起重機(jī)結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重的影響。

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