特钢厂定尺机故障诊断系统开发与应用

李　毅

(山钢集团莱芜分公司 特钢事业部，山东 莱芜 271104)

特钢厂定尺机故障诊断系统开发与应用

李毅

(山钢集团莱芜分公司 特钢事业部，山东 莱芜 271104)

摘要：针对特钢厂定尺机故障较多且查找困难的问题，以iFix为平台制作监控软件。将电气元件以电气元件图的形式显示到上位机终端，以不同的颜色区分正常和故障状态，并通过点击故障元件查看处理方法。

关键词：故障；诊断；应用

定尺机是特钢厂的主要剪切设备，其电气系统采用了调速性能好、运行稳定的直流系统拖动。它由西门子整流装置整流后带动1台527 kW的直流电动机，经过减速机拖动大滚筒，大滚筒上缠有2根钢丝绳，分别带动2个料车运行。

1设备使用现状

定尺机的电气系统因为电气元件多，控制回路上各继电器连接点多，分布比较分散，并且使用了大型PLC系统，一般的电工操作人员不熟悉PLC编程软件，无法从PLC软件内部查找故障原因；所以，当定尺机发生故障时，在短时间内不能快速及时地发现故障的所在。

2开发设计方案

针对上述情况，经过分析研究，制定了解决方案，即利用系统监控软件对系统的各电气元件及控制回路进行画面监控，当出现故障时，可以通过监控画面查找故障，快速准确地找到故障点，并通过监控画面上提示的故障处理方法，进行故障处理，使故障在很短的时间内排除。

iFIX是由美国Intellution公司开发研制的工业自动化软件。它能够通过网络上传数据到上位机，使之能够实现实时控制、检测、保护、故障报警、数据统计、数据查询和报表打印等多项功能。通过开发监视、状态、控制、故障和数据统计等组态画面,使现场状况清晰地呈现在操作人员面前，因此，使用iFIX制作监控系统完全能够满足定尺机故障诊断系统的需要。

[5] 王群. 计算机网络安全技术[M]. 北京：清华大学出版社，2011.

[6] 胡谷雨. 网络管理技术教程[M]. 北京：北京希望电子出版社，2011.

[7] 戚文静. 网络安全与管理[M]. 北京：高等教育出版社，2010.

[8] Aspinwall J. Installing, troubleshooting and repairing wire-less networks[M]. 北京：电子工业出版社，2010.

*河南省科技攻关计划资助项目(122102210445)

责任编辑郑练

3具体实施

3.1硬件连接

以原有的网络为基础，增加1台PC作为上位机，通过交换机并入原有的以太网。上位机使用TCP/IP协议通过交换机直接与PLC通信，读取即时数据放入上位机中的iFIX软件的I/O驱动器中，从而实现数据采集。

3.2电路监控

定尺机系统采用了施耐德昆腾系列大型PLC控制,通过将PC与PLC连接起来进行监控，查找故障比较有效。但是在实际生产中，值班电工仅对电气线路非常熟悉，而对编程软件concept 2.6不够熟悉，通过这个途径来查找故障比较慢。针对上述情况，监控系统将硬安全回路、软安全回路和定尺机运行回路等重要的线路，都以电气线路的形式显示在画面上，并且将电器元件和电路的通断以不同的颜色表现出来，使故障判断一目了然。

每条线路触点的颜色代表线路的通断，红色为断路，绿色为通路，每个元件下面都有标识，标识代表此元件继电器线圈是否得电，得电为绿色，失电为红色。如果是常开点，触点的颜色和元件注释的颜色一致；如果是常闭点，触点的颜色和元件注释的颜色相反。而且触点上面有文字注释，如果出现故障，点此注释，还能看到出现这个故障所需要的处理方法。比如元器件“传动故障”，当出现故障断开时，电气元件的常闭点将显示为红色，证明此点已经断开，相应的继电器的标识“1KA4”颜色变为绿色，证明此继电器已吸合，出现了故障，相应的整个硬安全回路接触器AC 将断开；同时，当需要查看故障处理方法时，点击上面的注释“传动故障”，将弹出此故障的处理方法画面，根据上面显示的处理方法，就可以轻松快速地将故障排除。

3.3故障手册

点击每个中文注释都能显示故障的处理方法，这些故障处理方法都是从原理上进行分析，即分析故障出现的原因、出现故障的现象，并集合大量的实践经验，总结了故障的处理方法和应急处理办法；因此，可以视为定尺机的电气故障诊断和处理手册，供查阅、分析和学习。

3.4报警系统

虽然以电气原理图的形式做出的监控画面比较直观，但是非电气专业的人员没法看懂电路，出了故障要等电气人员到达现场处理，有时会耽误生产，所以又制作了定尺机开关信号报警表。

正常运行合闸状态的设备圆形信号为绿色，如果出现故障，为了增加警示，将故障状态下的圆形信号以红色和黑色交替显示。如果是有双套备用的设备，在选用的设备后面以绿色圆形信号显示，不选用的在后面框里无显示。整个画面在正常情况下显示全部为绿色，如果出现故障，则有圆形信号红绿交替显示，一目了然。

3.5历史趋势

定尺机发生故障时，各继电器的动作速度较快，靠肉眼观察无法准确地捕捉，尤其在夜间发生故障时，操作人员更加难以准确、及时地反映故障现象和处理过程；因此，制作了模拟量和开关量的历史趋势，分为模拟量、安全回路开关量、液压泵开关量、装置回路开关量、电源回路开关量、操作信号开关量和输出信号开关量等多个画面，共记录了3个模拟量趋势和近百个开关量趋势。由于历史趋势时间记录长，占用的硬盘空间大，所以软件内的历史趋势取样时间最短设置成1 s，即每秒读取1次数据。在软件内设置历史趋势保存时间为1个月，可以满足故障查找的要求。通过相关画面能够查阅到发生故障时各继电器的运行状态，料车运行时的电流、位置和速度等，为准确判断故障起到了决定性的作用；缺点在于软件的采样周期为1 s，故障时继电器动作时间<1 s的，不能够被记录。

4结语

添加了定尺机故障诊断系统后，定尺机虽然多次出现故障，但是通过此故障诊断系统能够快速、及时和无误地将故障处理掉。由于处理及时，工厂没有因为卷扬故障而出现大的减风休风事故，增加了定尺机运行的可靠性。

参考文献

[1] 郑杰.莱钢90t转炉喷溅原因分析与对策[J],山东冶金，2011(3)：21-24.

责任编辑彭光宇

Development and Application of Fault Diagnosis of Fixed Size Machine System of Special Steel Factory

LI Yi

(The Spacial Steel Plant of Laiwu Steel Corporation Ltd．，Laiwu 271104，China)

Abstract：Aiming at the special steel plant scale machine error and being difficulty to find the problem，this paper mainly introduces using the iFix as a platform to make the monitoring software. The electrical element is displayed in the PC terminal of electrical components diagram. The normal and error state are distinguished with different colors in the terminal screen, and be able to be clicked through the fault element to check processing ways.

Key words:fault，diagnosis，application

收稿日期：2015-03-19 2015-01-06

作者简介：赵丹丹(1985-)，女，助教，硕士，主要从事通信网络信息安全等方面的研究。 李毅(1981-)，男，工程师，主要从事冶金机电等方面的研究。

中图分类号：TG 333.2

文献标志码:B