探討港口設備的現代電控系統的遠程診斷技術

摘 要：在我國社會經濟快速發展的今天，我國港口通過現代設備處理貨物的能力得到很大提升，為了更好規范快捷的對港口貨物進行自動裝卸，就必須利用電控系統的運用來實現。而在無法對電控系統進行近距離控制時，需要通過計算機技術來實現對電控系統的遠程診斷，來實現對系統的有效控制。本文結合筆者多年的從業經驗，就主要針對港口設備的現代電控系統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 現代電控系統 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代化、大型化、自動化的方向發展，設備上采取的現代電控系統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，電子類元器件發生故障的概率更高。在電控系統出現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代電控系統中出現的故障問題。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，專門設計了一個遠程故障診斷系統，有效的對該系統中出現的故障進行了實時監測和診斷。

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了問題，現場安裝設置的監測系統就可以及時通過互聯網與遠程故障服務中心當中的診斷系統有機連接起來，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場監測站，及時采取措施進行維修。相對于傳統診斷技術來說，該技術的主要優勢之處體現在下述三個方面：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。但是如何能夠對現場監測站獲得的數據進行分析和診斷，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、數據的處理和傳輸工作、數據庫的設計以及故障的分析和診斷工作等。

2 港口設備管理系統模型

在現代港口設備管理中通過構建系統模型可以對港口中所使用的各種設備的作業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計各種報表信息，冗余環節過多，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代港口設備管理的實際需求。港口設備管理系統為信息使用者創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

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，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生產兩大系統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，提高整個港口的生產效率。而且在構建港口設備管理系統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點，保證了網絡系統運行的可靠穩定性，只需要和服務器相互連接就可以對地面設備進行實時監測和管理，并在一定時間內對各種數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實現對地面設備的有效監測和管理。除此之外，如果企業具有較強的經濟實力，還可以對服務數據進行雙擊備份，以此來提高數據的完整性，確保數據存儲的安全性。

2.2 軟件系統

管理系統軟件主要包括靜態和動態兩種。對于不同種類的設備來說，其所具有的動態管理系統通常也是不一樣的，這就會造成數據庫結構當中的數據文檔也不一樣。所以通過在靜態管理系統當中針對不同的數據庫設計相應的轉換接口，可以確保靜態系統和動態系統之間更好的進行數據交換。通常在靜態管理系統模型當中會包括下述幾個模塊，分別是：故障統計模塊、設備履歷模塊、信息統計模塊、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 港口設備電控系統遠程故障診斷系統的具體設計方法與實現情況

3.1 港口設備電控系統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，通常機械部分發生故障的幾率會明顯低于電氣部分，而且在維修保養方面，機械部件所提出的要求也遠不及電氣系統。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若干種不同的電控系統。而隨著現代科學技術的不斷發展，我國港口設備的電控系統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難度。一旦設備發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造成極大的影響，在給企業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的故障監測力度。

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作為分析案例，針對其特點設計了相應的遠程故障診斷監控系統。該設備電控系統具有較強的典型性，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字控制變頻系統。

3.2 港口設備狀態監測系統具有的主要功能

其一，為了給遠程診斷奠定良好的基礎，可以在遠程監測系統運行的基礎上，實時監測單機控制室當中的狀態數據。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數據。其三，可以利用遠程個人計算機儲存相關數據，提高數據的安全性和完整性。其四，進一步分析已存儲的數據，快速生成相關的統計分析表。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 遠程故障診斷系統的具體設計方法

（1）遠程故障診斷系統需要具備的主要功能。①在遠程故障診斷系統當中，遠程PC機要利用企業內部網絡動態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據以及相關的故障數據等，并在規定時間內自動生產相應的統計分析報表。

（2）為了實現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；②針對性的研究PLC通信協議，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，做好相應數據采集系統的開發工作；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進行遠程故障監控系統的設計。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據信息的采集、嚴格執行下達的命令等，構成部分包括若干個現場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有效的實現遠程監控的目的。對于該港口使用的橋式起重機電控系統來說，通過采用遠程故障監控系統能夠結合企業內部網絡順利實現。

4 結語

隨著信息技術的不斷發展，大型港口設備的診斷技術也在不斷地發展，伴隨著計算機技術應用的范圍日漸廣泛，其現代電控系統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展，我國在港口設備的現代化電控系統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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