SCADA监控系统在托辊自动生产线故障诊断中的应用

徐志丰　王海

摘 要：对于托辊自动化生产线运行过程中，托辊故障不仅影响其正常运行，还会影响托辊自动生产效益。强化托辊自动化生产线故障诊断，运用SCADA监控系统进行故障监控，不仅可以采集托辊自动化生产线数据，还可以监视控制托辊自动化生产线安全，发挥积极影响。以下文章浅析在托辊自动生产线故障诊断中应用SCADA监控系统的措施。

关键词：故障诊断；托辊自动生产线故障；SCADA监控系统

引言

对于托辊自动化生产线故障诊断中，可以应用SCADA系统，实现对故障的远程监控，以计算机为基础，实现DCS与电力自动化监控，有助于提升故障诊断性能，使得托辊自动化生产更有效率。以下对此做具体分析。

1 SCADA监控系统

关于SCADA系统，英文称Supervisory Control And Data Acquisition，也就是数据采集和监视控制系统。在现实生活中，SCADA系统的应用领域十分广泛，在电力行业、冶金行业、石油行业以及化工行业中均有应用，主要可发挥其数据采集的作用，并在生产安全监视控制方面发挥重要作用。SCADA系统监控中，涉及到组态软件、工业隔离安全网关，将自动化生产线中的传感器信息，搜集整理料到系统中，以便可通过SCADA系统进行监控，可保证工业数据、信息的安全[1]。自动化生产线运行中，应用SCADA监控系统，可以确保技术人员不断根据实时监控数据进行不断调整体，能够对现场仪表、自动化系统设备等进行远程的配置更新、远程诊断调试等。

2 托辊自动生产线故障诊断中应用SCADA监控系统的意义

托辊作为带式输送机中的重要配件，在机械现代化生产中，托辊自动生产线运行安全，不仅可以确保提升托辊自动生产线经济效益，也可提高托辊制造质量，降低托辊带式输送机能耗，发挥积极应用价值。对于托辊自动化生产线中，在现有技术背景下，应用SCADA监控系统，优化托辊自动化生产线的监控平台[2]。对于当前托辊自动化生产线中，多采用西门子或三菱等厂家在自身软件基础上制作的平面监控界面，不能在监控室的显示设备上从三维角度演示生产线各设备的状态，生产人员需要了解生产线设备各部件的运行状况，需要到生产现场查看才能知道，给生产作业的相关人员带来了很大的不便。同时，在实际中，托辊作为带式输送机的易耗、易损配件，不仅在自动生产线中量大面广，且也会导致自动生产线停运，影响生产效益。优化托辊自动化生产线故障诊断工作，可以及时发现故障，并及时维护处理故障，可以确保托辊自动化生产线正常运行。应用SCADA监控系统，不仅可以提高托辊质量，也可以有效监控其安全故障的发生，采取现代化技术措施，有效维护故障信息，保障托辊自动化生产线在实际工作中发挥应有作用。对于托辊自动化生产线故障诊断中，由于一些设备故障无法及时被发现，会造成设备故障长期存在故障而得不到处理的状况，将可能造成生产调度操作失效，影响生产效率，错失辊自动化生产线故障维护的最佳处理时间[2]。根据系统SCADA的数据，对托辊自动化生产线机组的重要部件运行状态进行分类，并对其趋势进行预测，可以提前发现故障征兆，有效避免以及减轻严重设备损坏，确定合理的托辊自动化生产线故障维护时问，降低维护成本。

3 SCADA监控系统应用措施

3.1 系统结构

SCADA监控系统软件结构中，整合程序PLC各模块、RTD和模拟量通道、各PLC远程站，可以确保与系统CPU通信，收集托辊自动化生产线状态数据工作，完成通过徊T通道连接的XGW模块及其与雷达液位计和配电系统通信的通信状态和模块状态的数据收集工作[3]。SCADA监控系统中，可以根据辊自动化生产线各传感器状态数据，分别调用相对应的三维动态模型进行演示，三维动态模型根据监控计算机读取的各传感器状态数据进行相应的刷新；在线监控及动态演示系统，需要动态演示托辊自动化生产线网络摄像机视频画面，有效诊断生产线运行故障。对于托辊自动化生产线故障诊断中，运用SCADA系统监控，实时智能监视现场的所有智能仪表、阀门、自动化传感器，自动化通信线路、PLC系统及站控操作系统，并深入到这些设备的内部工作状态，为其进行不间断的设备健康检查，任何异常现象，均会立即反映在诊断系统的屏幕上，并告知维护值班人员，发生了何种故障，是哪个设备，故障点的位置在哪，实现故障的即时处理。

3.2 监测托辊自动生产线子系统

在SCADA监控系统中，对托辊自动生产线各站PLC系统，包括PLC的CPU模块、电源模块、RIO通信模块、I/O模块等进行运行状态监测[4]。绘制准确的PLC系统硬件结构图，当发生运行状态异常或故障时，实时发出故障报警，并提示发生的故障类型和故障点的具体位置。由此保证对PLC系统工作状态的实时监视，对异常或故障实现快速修复，保障生产的连续运行。PLC系统是站控系统的核心系统，其实现全部站控的自动化逻辑功能、生产数据的采集与分析处理功能、生产控制功能等。对PLC系统进行实时可靠监测，是保证站控系统免于瘫痪而造成生产事故的可靠措施。该监测子系统能够对PLC系统进行无死角实时监视，发生任何异常或故障，均会立即发出报警，确保维护人员和生产调度即时获取故障信息和故障点位置，实现故障的快速修复和可能的生产计划调整。

3.3 SCADA监控电动阀门

通过对阀门环网通信控制器的软件升级，完成对现场总线阀门电动执行机构的设备状态信息抓取，并实时监测各阀门电动执行机构的总线通信。绘制准确详细的总线阀门电动执行机构的总线结构图，当发生电动执行机构的堵转、过力矩等故障而影响到阀门动作时，实时发出故障报警，并提示发生的故障类型和故障点的具体电装位置。通过获取阀门环网通信控制器对电动执行机构的通信监视数据，实时监测阀门电动执行机构的总线通信状态，当发生总线通信故障时，能够实时发出通信故障报警，并提示发生故障的具体阀门电动执行机构。

3.4 托辊自动化生产线温度监控

温度传感器是一种温度敏感的电阻型无源元件，通过三线或四线进行电阻值采样，获取准确的温度信息。通过对RTD及其三线或四线所连电缆间的阻值比对，判断IHD温度传感器或电缆是否存在故障[5]。监测托辊自动生产线子系统，对每一个与托辊自动生产线PLC连接的温度传感器进行监测，当发生RTD损坏或电缆断线时，实时发出故障报警，并提示发生故障的RTD信息及其所在具体位置。RTD温度传感器在管道现场主要用于油温、地温和泵运行状态的监测，是生产环节中关键的元件，其工作正常与否，直接影响到生产调度和生产计划的进行。RTD监测子系统，能够保证RTD元件及其信号采集回路的完整监视，保障其温度数据的可靠质量。当托辊自动生产线发生异常时，能够即时发现异常点，生产调度也能够即时获得该点的异常，从而保证其不对生产调度产生影响。

4 结束语

综上所述，将SCADA监控系统应用到托辊自动生产线故障诊断中，可以从SCADA系统获取关于托辊自动生产线的大量运行参数，从而可以针对这些参数进行故障预测，找到托辊自动生产线故障原因，并消除托辊自动生产线故障，发挥积极应用价值。

参考文献

[1]刘建军，陈玮，罗赛扬，等.SCADA系统在铝用炭素成型工序中的应用[J].甘肃冶金，2012，34（1）：126-130.

[2]屈彦.川东地区天然气生产SCADA系统的优化改造[J].天然气工业，2011，31（11）：88-92.

[3]史瑶华，孙睿，苏彩虹，等.SCADA系统中仪表设备在线诊断与预警[J].数字技术与应用，2015（4）：7.

[4]周满山，马宏伟，赵龙，等.托辊生产线管体自动上下料系统设计[J].起重运输机械，2015（6）：48-49.

[5]孙建业，张斌，王国勋，等.西门子Simotion运动控制系统在托辊管生产中的应用[J].制造技术与机床，2013（9）：26-29.

作者简介：徐志丰（1987，3-），男，江苏省盐城市，单位：沈阳理工大学，硕士研究生，研究方向：现代机电装备及自动化技术。