干熄焦提升機電儀系統計算機輔助診斷故障系統

冀傳玖 吳云讓

一、概述

濟南鋼鐵集團總公司煉鐵廠干熄焦車間提升機電儀系統主要組成：①PLC系統。包括AB Logix5555的冗余控制系統和RSView se User Guide SE，工程師站安裝Logix5000控制軟件和RSView監控軟件，計算機和PLC之間通過Rslink通信。②變頻器控制系統。使用AB PowerFlex 700S變頻器，RGU回饋裝置和逆變調速裝置通過自身網絡通信板與PLC通信，為提高控制精度，干熄焦提升與走行控制一般采用編碼器反饋的速度控制模式。③現場一次檢測元件（表1）。

一次檢測元件作為輸入信號進入PLC系統，經工藝要求編寫的PLC程序運算和編譯，輸出PLC指令，控制變頻器運行。

二、電儀系統故障特點

干熄焦提升機電儀系統采用PLC與變頻器聯合控制模式，輸入/輸出點數多、聯鎖條件復雜、控制精度高。現場環境的多粉塵性以及一次檢測元件質量等原因，導致電儀系統故障率較高，根據經驗，PLC及變頻器故障大部分由一次檢測元件引起。另一方面現場檢測元件數量多，分布及安裝位置各異，提升機電儀系統故障主要特點是隱蔽性強、沒有預見性、缺少規律性以及不確定性。導致系統出現電儀故障時，電氣人員短時間內很難準確判斷原因并排除故障，即使很簡單的輸入輸出信號引起的故障，通常也需要專業技術人員查閱程序才能診斷，給生產帶來很大被動。為此，設計使用計算機輔助診斷電儀故障的方法，即編制程序自動診斷故障原因并保持，相關人員根據計算機診斷的故障提示，能快速處理故障，減少甚至杜絕對生產的影響。

表1 干熄焦提升機檢測元件

三、計算機輔助診斷電儀系統故障的實現

1.設計思路

PLC系統上位組態采用RSView 32系統，在設計階段研究后認為由于是計算機輔助診斷故障，應該使信號故障狀態時在上位的顯示狀態與正常工作時的顯示狀態不同，最好明確突出，易于發現。因此，突破常規思路，使某一流程環節（如提升允許）所有信號點在工作狀態（提升允許時）顯示一種顏色（如綠色），當某一信號發生故障時顯示另一種顏色（如紅色閃爍），這樣即使同一信號在不同流程環節中使用狀態不一樣，也不會混淆在目前流程環節中的正常顯示。

2.實現步驟

（1）統計變量（標貼）。以提升機井上上升為例，根據PLC程序設計，提升機井上上升分為提升允許和井上提升兩個環節，其中井上提升環節以待機位為分界點，又分為待機位以下和待機位以上。列出兩個環節的必要條件（I/O），從PLC程序里查詢匯總上述必要條件對應的變量（標貼）并進行分類（表2）。

表2 提升機上升環節的變量描述

（2）針對工藝流程各環節包含的變量編寫上位組態程序，各流程環節、變量編排時要注意規范整齊，從左至右依次設置為APS、提升、走行、裝焦、排焦等工藝流程的變量，這樣整個畫面簡潔漂亮，主控人員與電氣人員容易看懂。如提升機井上上升的大標題可以以“提升”為名稱，下面再以“提升允許”、“上升”為標題細分，其中“上升”環節又分為“井上上升（待機位以下）”、“井上上升（待機位以上）”兩個標題，最后，將每個標題所包含的必要條件（變量）逐一利用RSview32中圖形的顯示功能、系統的標記數據庫功能編輯完成。

（3）編寫程序內部代碼，逐一書寫各變量要實現的功能。為了故障時畫面能直觀顯示，規定動作時（信號正常時）呈綠色表示，故障狀態時用紅閃表示。為使程序容易編寫，需要說明的是，信號正常是指當執行某個流程環節時，該信號被觸發動作或保持原狀態，都應當視為正常狀態，若該信號在執行某狀態時，應該觸發動作而未動作，或應該不動作而觸發動作（還包括其他原因），都應當視為非正常狀態，根據前文所述，將各工藝環節及包含變量整體布置完畢后，開始對各變量進行組態。以提升允許中的斷繩1變量為例，介紹變量組態實現過程。

選中變量名稱為“斷繩1”的方框，鼠標右擊彈出下拉菜單，單擊菜單中的“動畫”，在其擴展屬性中選擇“顏色”，單擊彈出“動畫”當前的“顏色”屬性，單擊屬性右側的“標記”按鈕，從工程文件中選中“斷繩1”在程序中的變量J8TS_CR_1KA01并單擊“確定”按鈕，變量J8TS_CR_1KA01即顯示在“顏色”屬性表達式下方的空白區。根據斷繩檢測開關性質，現場開關使用常開輔助觸點，在PLC程序中該開關輸入變量使用常閉點，再根據“正常提升時，此開關不應動作，檢測到斷繩時，此開關才動作”的特點，利用“表達式”按鈕的條件語句，編寫代碼如下：

表達式then后面的選擇條件，在“顏色”屬性中表達式空格下方的條件下拉框中選擇，正常時分為 A）0、B）1、C）2……等條件，每一條件根據要求可設置顯示顏色，從條件下拉框右側可設置對應每一條件顏色，這里設置A）0條件的顏色為閃爍，B）1條件的顏色為綠色，這樣即能滿足執行提升流程環節時，若“斷繩1”開關狀態正常，上位按鈕將顯示綠色，故障狀態或實際檢測到斷繩時，上位按鈕將紅閃。最后點擊“顏色”屬性中的“應用”和“關閉”按鈕，“斷繩1”所要求實現的功能便完成。

其他變量功能實現方法與上述類似，不再贅述。

（4）為方便主控人員與電氣人員查閱，在最后編寫程序中統一增加提示功能，即當把鼠標放在變量名稱上面時，會自動顯示該變量在PLC中的英文標貼、變量作用及故障時如何處理。

（5）程序編寫完成后，進行工程保存、聯機調試、修改完善，以達到最佳顯示效果，完成后的故障診斷畫面見圖1。當提升機系統執行某一流程環節時，正常時該環節所有必要條件必然顯示綠色，只要有一個條件紅閃，表明該流程環節無法運行，而且紅閃的條件變量即為故障點，這樣電氣人員很容易確認，快速處理故障。

計算機輔助診斷故障系統投用后，電儀系統出現故障時，電氣人員在現場不再盲目排查，生產主控人員只需告訴電氣人員故障信號現象及原因，電氣人員便可在很短時間內處理完畢，保證了連續穩定生產，為集團公司降本增效發揮了積極作用。

1 錢曉龍,李曉理.循序漸進PowerFlex變頻器.北京:機械工業出版社，2007

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