遠(yuǎn)程監(jiān)視與診斷系統(tǒng)的研究及開發(fā)實(shí)例
| 1 引言 因特網(wǎng)的日益發(fā)展，給設(shè)備監(jiān)視與故障診斷技術(shù)的發(fā)展帶來了新的思路與前景。將因特網(wǎng)技術(shù)與設(shè)備監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)相結(jié)合便形成了遠(yuǎn)程監(jiān)視與診斷系統(tǒng)（RM&D,Remote monitor and Diagnosis System）。此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用為生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的Web發(fā)布及故障的遠(yuǎn)程處理奠定了基礎(chǔ)。 2 背景 萊鋼特殊鋼廠二煉車間建于2000年，具有50T電爐、50T精煉爐、VD爐、合金鋼連鑄機(jī)及其他水、汽等輔控設(shè)備。設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)往往分散在不同的計(jì)算機(jī)或控制系統(tǒng)上，不能進(jìn)行統(tǒng)一的存儲、調(diào)用和管理，各個(gè)控制系統(tǒng)是互不相連的自動化孤島，許多問題因無法采集到足夠的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析而難以得到合理快捷的解決方法，因此廠方設(shè)計(jì)通過PLC建立全廠專業(yè)級實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，完成全廠生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)的采集、存儲及Web發(fā)布?！?BR>3 遠(yuǎn)程監(jiān)視與診斷系統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu) 3．1系統(tǒng)原理 特鋼二煉車間自動化控制系統(tǒng)分別采用四套S7-400 PLC,四套S7-300 PLC及四套Quantum PLC，監(jiān)控軟件分別為Wincc6.0與iFix3.5。遠(yuǎn)程監(jiān)視與診斷系統(tǒng)首先將現(xiàn)場上位機(jī)之間進(jìn)行公共環(huán)連接，然后在公共環(huán)上通過專業(yè)接口引出通訊數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。 現(xiàn)場上位機(jī)安裝數(shù)據(jù)采集器后，一方面OPCServer將OPC Collector采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送至本機(jī)的iFIXSCADA建立過程數(shù)據(jù)庫，另一方面利用iHistorianOPC采集器將當(dāng)?shù)豋PCServer中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送至iHistorian建立歷史數(shù)據(jù)庫，從而完成遠(yuǎn)程監(jiān)視與診斷系統(tǒng)（RM&D）的數(shù)據(jù)采集、存儲功能；安裝在歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器上的infoAgentServer提供建立歷史數(shù)據(jù)分析界面的Web服務(wù)。其中歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器主要完成兩方面的功能: 1） 建立和維護(hù)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)庫，從接口機(jī)中的OPC采集器中獲取數(shù)據(jù)，并以Server形式將數(shù)據(jù)提供給客戶端。采集器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮存放在該服務(wù)器中?！ ? 2） 作為歷史數(shù)據(jù)分析客戶端的WEB服務(wù)器，利用Microsoft的Internet信息服務(wù)（IIS），以IE的方式來分析和瀏覽歷史數(shù)據(jù)?！ ?BR>3．2網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 電爐、精煉爐、VD爐及連鑄在原現(xiàn)場監(jiān)視系統(tǒng)基礎(chǔ)上各增加采集站一臺，并分別定義好其IP地址，在采集站上分別裝好OPCServer.wincc、Intellution.OPCiFix等數(shù)據(jù)采集軟件并設(shè)置好遠(yuǎn)程通訊端口，啟動相應(yīng)軟件服務(wù)，數(shù)據(jù)信息便自動傳送至IH服務(wù)器。IH Server以極高的速度采集、歸檔并發(fā)布海量實(shí)時(shí)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)信息。只要有歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器所提供的infoAgentWeb授權(quán)，客戶便可通過infoAgent歷史數(shù)據(jù)分析軟件直接在IE瀏覽器瀏覽生產(chǎn)信息。 4遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)功能 4．1設(shè)備監(jiān)控 基于Web的infoAgent軟件是一個(gè)智能化的過程數(shù)據(jù)分析平臺,它是遠(yuǎn)程監(jiān)視與診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)布部分，通過它可直觀的顯示設(shè)備流程圖、各設(shè)備的狀態(tài)及各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。用戶可在流程圖中對各子系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行最直觀的監(jiān)視，以50T電爐為例。 50T電爐主要分為電極與爐體兩部分。圖3為電極部分遠(yuǎn)程監(jiān)視圖，主要參數(shù)有弧壓趨勢、弧流趨勢、閥壓趨勢、設(shè)定阻抗、實(shí)際阻抗、內(nèi)部調(diào)節(jié)PID及設(shè)定、過流控制設(shè)定、短路控制設(shè)定、閥壓控制、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)及液壓站狀態(tài)等。 合金鋼連鑄機(jī)部分主要分鑄流與公用兩大部分。鑄流部分的一冷段水汽、二冷段水汽、拉矯機(jī)狀態(tài)、運(yùn)輸輥道狀態(tài)等信息均在畫面上作了顯示。 4．2 PLC設(shè)備監(jiān)控 RM&D除了對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，還可對自動化控制系統(tǒng)PLC進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，如圖5。 以50T電爐為例，它采用S7-400控制系統(tǒng)，通過在S7中調(diào)用診斷功能塊FB49、SFC51及組織塊OB80-OB82進(jìn)行編程，可讀取CPU、CP、SM模板的運(yùn)行狀態(tài)及故障原因，為PLC設(shè)備故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和快速排除奠定了基礎(chǔ)。 4．3 iDownTime 診斷系統(tǒng) iDownTime是個(gè)功能強(qiáng)大的工廠生產(chǎn)線設(shè)備停機(jī)診斷工具。通過該工具，用戶很方便地了解設(shè)備停機(jī)事件發(fā)生的地點(diǎn)，狀態(tài)，原因。從而降低停機(jī)而增加的企業(yè)的設(shè)備維護(hù)成本。 iDownTime 收集和組織設(shè)備和生產(chǎn)顯得停機(jī)信息。 然后通過分析提供非常有價(jià)值的報(bào)表給企業(yè)的管理應(yīng)用。利用iDownTime, 用戶可以發(fā)現(xiàn)一些低效的生產(chǎn)區(qū)，通過維護(hù)和調(diào)整來提高全面裝備效力Overall Equipment Efficiency (OEE), 增強(qiáng)企業(yè)的生產(chǎn)能力和盈利能力。 5 總結(jié) RM&D不但實(shí)現(xiàn)了與PLC快速、穩(wěn)定通訊，而且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸及發(fā)布，建立了電爐、精煉爐、VD爐、連鑄、化驗(yàn)室及外部的信息交流，生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)一步增強(qiáng)，遠(yuǎn)程監(jiān)視與診斷系統(tǒng)（RM&D）主要實(shí)現(xiàn)以下功能： •電爐、精煉爐、VD爐、連鑄、化驗(yàn)室生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集與存儲 ； •電爐、精煉爐、VD爐、連鑄生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)一步增強(qiáng) ； •操作過程的控制、操作指南和事故記錄 ； •生產(chǎn)報(bào)表的遠(yuǎn)程打?。?BR>•生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸及歷史數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程顯示與存儲 ； •生產(chǎn)設(shè)備的遠(yuǎn)程故障診斷 ； 萊鋼特殊鋼廠二煉車間遠(yuǎn)程監(jiān)視與診斷系統(tǒng)經(jīng)過了長時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，在實(shí)際應(yīng)用中對企業(yè)及其管理層提供了更真實(shí)、可靠的生產(chǎn)實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)，為設(shè)備的遠(yuǎn)程診斷奠定了基礎(chǔ)，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益，具有較高的實(shí)用價(jià)值。 |
