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PLC在軋鋼生產(chǎn)故障診斷中的應(yīng)用研究

3　plc在故障診斷系統(tǒng)中的作用

　　故障診斷系統(tǒng)是典型的人機(jī)系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)中的信息流向和功能劃分的結(jié)果［1］，基于操作站智能化的故障診斷系統(tǒng)，如圖2所示。

　　系統(tǒng)的輸入模塊要完成軋鋼生產(chǎn)設(shè)備故障檢測(cè)信號(hào)、控制指令和專(zhuān)家知識(shí)的接收工作。處理模塊要求能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)特征參數(shù)提取、控制指令代碼轉(zhuǎn)換的功能。專(zhuān)家知識(shí)的整理和表達(dá)由領(lǐng)域?qū)＜液拖到y(tǒng)專(zhuān)家協(xié)作完成?？刂颇K是故障診斷系統(tǒng)的核心，它根據(jù)控制指令，利用專(zhuān)家知識(shí)，完成從故障特征到故障原因的識(shí)別工作。控制模塊的功能越完善，故障診斷系統(tǒng)的智能化程度越高。輸出模塊通過(guò)聲光報(bào)警裝置和人機(jī)界面，給出故障定位、預(yù)報(bào)和解釋的結(jié)果。其中，人機(jī)界面還能提供排除故障的技術(shù)路線(xiàn)。實(shí)現(xiàn)信息源從輸入模塊到輸出模塊的全自動(dòng)流向，減少人在其中的干預(yù)作用，是軋鋼生產(chǎn)設(shè)備對(duì)其故障診斷系統(tǒng)的要求。采用plc的故障診斷系統(tǒng)，有助于實(shí)現(xiàn)故障診斷過(guò)程的自動(dòng)化。

4　利用plc和操作站實(shí)現(xiàn)智能化診斷的方式

　　實(shí)現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)設(shè)備故障診斷的智能化，可充分利用專(zhuān)家知識(shí)，提高診斷效率，是故障診斷技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。由于目前的plc產(chǎn)品不具備自動(dòng)獲取和存儲(chǔ)專(zhuān)家知識(shí)的功能，所采用的編程語(yǔ)言無(wú)法完成控制層中的計(jì)算推理功能，因此，單純采用plc的故障診斷系統(tǒng)的智能程度是相當(dāng)有限的。為此，可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)，將plc和操作站聯(lián)接成網(wǎng)絡(luò)，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同構(gòu)成故障診斷的硬件系統(tǒng)。plc采用并行分布式結(jié)構(gòu)，作下位機(jī)使用，操作站作為上位機(jī)，可完成plc的程序下裝，實(shí)施對(duì)多臺(tái)plc的管理，進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)專(zhuān)家知識(shí)，其輸入輸出設(shè)備可用作診斷過(guò)程的人機(jī)交互。plc與操作站通過(guò)兩種方式聯(lián)接成一個(gè)整體：一是通過(guò)plc的通訊口和操作站的通訊口進(jìn)行聯(lián)接，二是通過(guò)plc的輸入輸出端子與操作站上的開(kāi)關(guān)量板和a/d板進(jìn)行聯(lián)接。其中，plc通過(guò)通訊口傳遞給上位機(jī)的故障信號(hào)多達(dá)2個(gè)或2個(gè)以上時(shí)，上位機(jī)要通過(guò)編碼進(jìn)行識(shí)別，而通過(guò)plc輸出端子傳遞給上位機(jī)的故障信號(hào)，上位機(jī)要通過(guò)開(kāi)關(guān)量板輸入端子的地址來(lái)識(shí)別。plc輸入端子可接受來(lái)自上位機(jī)的控制信號(hào)或故障信號(hào)。網(wǎng)絡(luò)中的plc和操作站在故障診斷系統(tǒng)中各自扮演著不同的角色。通常情況下，故障診斷過(guò)程中復(fù)雜的邏輯判斷、開(kāi)關(guān)量故障信號(hào)的檢測(cè)以及在嚴(yán)重故障狀態(tài)下對(duì)設(shè)備進(jìn)行的保護(hù)可交給plc完成，而復(fù)雜的數(shù)值計(jì)算和人機(jī)交互可在上位機(jī)上完成。

5 應(yīng)用效果

　　整個(gè)車(chē)間自動(dòng)化系統(tǒng)為二級(jí)控制系統(tǒng)，即設(shè)備控制級(jí)和信息管理級(jí)，設(shè)備控制級(jí)即一級(jí)系統(tǒng)為rmc200軋線(xiàn)控制系統(tǒng)，采用abb master piece系統(tǒng)，由10套abb master piece200/1過(guò)程站、3套master piece90過(guò)程站、和3臺(tái)advant station 500系列操作站、1臺(tái)vt340監(jiān)控站及2臺(tái)masteraid220編程器構(gòu)成。各過(guò)程站之間的網(wǎng)絡(luò)通訊采用master bus300（簡(jiǎn)稱(chēng)mb300），通過(guò)加熱爐的過(guò)程站與二級(jí)信息管理級(jí)進(jìn)行通訊。每一個(gè)mp200/1過(guò)程站通過(guò)一個(gè)dscs140通訊板連接到mb300網(wǎng)絡(luò)上，通過(guò)mb300網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通訊板上可以設(shè)定地址開(kāi)關(guān)，據(jù)此來(lái)確定該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)上的位置。對(duì)于mp200/1與打捆機(jī)mp90的通訊，通過(guò)rmc7系統(tǒng)中的通訊板dscs131連接至modem，打捆機(jī)上也分別裝一modem和通訊板dscs131，由modem來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。在加熱爐rmc1的mp200/1系統(tǒng)中，通過(guò)dscs150板與二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)ibm netifinity 5000 服務(wù)器通訊，二者通過(guò)gcom網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。下面以rmc2為例，簡(jiǎn)介實(shí)現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)設(shè)備故障診斷的智能化。

　　rmc2實(shí)際上包括三套plc:rmc2、rmc52、rmc62，rmc2主要完成的控制功能有：軋制程序表的設(shè)定及存儲(chǔ)、爐前裝料設(shè)備控制（包括熱送和裝冷坯兩種情況）、爐前鋼坯測(cè)長(zhǎng)與稱(chēng)重、加熱爐出口設(shè)備控制、粗軋機(jī)主傳動(dòng)控制、粗軋機(jī)微張力控制、6#剪子控制;rmc52主要完成的控制功能有：中軋機(jī)控制（包括速度級(jí)聯(lián)、速度給定、跟蹤）、軋線(xiàn)模擬軋鋼測(cè)試、中軋機(jī)組的活套掃描器控制;rmc62主要完成的控制功能有：精軋機(jī)控制（包括速度級(jí)聯(lián)、速度給定、跟蹤）、精軋機(jī)組的活套掃描器控制。rmc2、rmc52、rmc62三者既需獨(dú)立完成分配給自己的控制功能，又環(huán)環(huán)相扣，互相聯(lián)鎖制約著，若中軋機(jī)組的活套掃描器控制中有差錯(cuò)，軋鋼控制系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，6#剪子立即碎斷，防止軋線(xiàn)堆鋼，同時(shí)，加熱爐停止出鋼，直至故障解除。