CN117193245A - 多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法 - Google Patents
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Abstract
一种多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法，步骤为：步骤1，对多级船闸工控系统的故障进行分级：按故障严重程度及系统运行的影响将多级船闸工控系统故障划分为A、B1、B2、B3和C五类；步骤2，根据故障位置进行区域划分：按故障发生位置，将故障划分为闸首系统区故障、闸阀门公用区域故障、闸门区域故障、阀门区域故障、辅阀区域故障和辅助设备区域故障；步骤3，将不同区域的故障与不同等级的故障进行相互关联；步骤4，对不同级别故障进行分级处理。本发明针对多级船闸工控系统进行了故障检测分类检测、分区检测、报警及处理，故障检测与处理的准确性和可靠性保障了多级船闸安全稳定运行。
Description
技术领域
本发明属于多级船闸工控系统故障处理技术领域，特别涉及一种多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法。
背景技术
多级船闸工控系统由多个现地控制单元、集中通信工作站、集中监控主机、操作员工作站、网络通讯等设备构成。控制和检测对象包括闸阀启闭机、防撞装置、通航信号装置、船闸金属结构及水工设施等。多级船闸控制工艺十分复杂，各闸首现地控制单元之间需要协同工作，单个闸首的现地单元故障或现地设备运行故障，往往会影响其他闸首的正常运行，因此故障检测与处理必须做到的准确性和可靠性。
由于上下闸首间的连锁关系，某一闸首因故障停止运行，往往直接影响整座多级船闸的通航运行，因此本发明需要解决的主要问题是：一方面需要故障诊断做到准确定位，另一方面在确保安全的前提下，要根据故障严重等级进行自动处理，减少故障停机造成的碍航。
另外，本发明需要解决的次要问题是：在多级船闸的故障检测及处理中，发生电源类故障、网络通讯类故障时会产生大量衍生类故障，往往真正的故障会被淹没在大量的衍生故障中，给故障排除造成了很大的困难。
再次，目前多级船闸工控系统检测端出现问题时会造成故障误报，该类故障往往短时间无法排除，因此需要在确定故障误报后，快速屏蔽误报故障，减少故障误报造成碍航。
发明内容
鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法，提高了多级船闸故障检测与报警的准确性；实现故障报警信息显示全面、准确，故障响应与处理安全可靠；减少因故障停机造成的碍航；方便故障报警的快速诊断与排除。
为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：
一种多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法，步骤为：
步骤1，对多级船闸工控系统的故障进行分级：按故障严重程度及系统运行的影响将多级船闸工控系统故障划分为A、B1、B2、B3和C五类；
所述的A类故障为报警类故障；
所述的B1类故障为设备停机故障；
所述的B2类故障为区域停机故障；
所述的B3类故障为现地站停机故障；
所述的C类故障为严重工艺故障；
步骤2，根据故障位置进行区域划分：按故障发生位置，将故障划分为闸首系统区故障、闸阀门公用区域故障、闸门区域故障、阀门区域故障、辅阀区域故障和辅助设备区域故障；
步骤3，将不同区域的故障与不同等级的故障进行相互关联；
1)辅助设备区故障的最高等级为B1类故障；闸门区故障、阀门区故障和辅阀区故障的最高等级为B2类故障；闸阀门公用区域故障最高等级为B3类故障，系统类故障可以为任意类型；
2)若故障同属两个以上区域时且故障级别相同时，按公用区域故障处理。如故障同属两个以上区域时且均为B2以上的故障时，按公用区域B3类故障处理；
3)故障同属两个区域且故障级别不同时，以故障级别高的区域为准；例如：在其中一区域为B1类及以下故障，另一区域为B2类及以上故障时，按B2类故障所属分区处理。
步骤4，对不同级别故障进行分级处理：
1)A类故障处理方式：A类故障仅作报警提示，不影响系统运行；
2)B1类故障处理方式：出现B1故障时，进行报警提示，与故障关联的设备(部件)禁止运行；
辅助设备B1类故障不关联其他区域；若发生B1类故障(辅助设备B1类故障除外)时系统正在运行，则进入保护性运行状态，当此次运行结束后，立即排除该故障，否则禁止下次运行；
3)B2类故障处理方式：出现B2类故障后，系统与故障所属或相关的区域设备禁止运行，正在运行时紧急停机；
4)B3类故障处理方式：出现B3类故障后，系统主设备禁止运行(不包含辅助设备)，正在运行时紧急停机；
5)C类故障处理方式：系统C类故障后，除紧急关阀外，禁止系统主设备禁止运行(不包含辅助设备)运行；系统处于联动运行模式且阀门在非关终位时，自动执行紧急关阀运行。所述的主设备是主工艺关联设备，例如船闸液压系统，辅助设备不影响主工艺运行的设备，例如空调、测温设备等。
优选地，步骤2中，所述的闸首系统区故障包括PLC故障、通讯故障、水位计故障、紧急控制回路故障、闭锁回路及闭锁检测故障、控制工艺类故障和其他闸首系统故障；
所述的公用区域故障包括电源故障、驱动回路故障、二次回路故障和液压故障；所述的辅助设备区故障包括防撞装置、干油泵、排水渗排系统在内的设备故障；
优选地，步骤5，进行多级船闸衍生故障处理：
1)假设两种故障分别为甲故障和乙故障，若甲故障发生时一定会导致乙故障发生，则乙故障为甲故障的衍生故障。
2)如果乙故障为甲故障的衍生故障，甲故障等级大于或等于乙故障，且甲乙属相同分区时(甲乙均为A类故障时除外)，甲故障可标定为乙故障的父故障。
3)故障报警及处理时，父故障自动屏蔽子故障的报警。
4)故障报警被确认为误报警，或确保报警不影响当前运行时，则人工屏蔽该故障报警发讯；故障屏蔽后，系统提示“有故障被屏蔽”，操作人员应及时解除故障屏蔽。
优选地，步骤5中，对不同分级的故障进行编码，其中Bit1表示A类故障；Bit2表示B1类故障；Bit3表示B2类故障；Bit4表示B3类故障；Bit5表示C类故障；
Bit0表示故障诊断标志位；Bit6表示父故障标志；Bit7表示故障屏蔽标志；Bit8表示故障屏蔽标志；Bit9～Bit14表示故障分区标志；Bit15表示故障报警标志；
Bit0故障诊断标志位记录故障状态直至故障被复位；
Bit1～Bit5为故障报警级别；通过故障初始化程序或故障参数设置；
Bit6为父故障标志位，检测到父故障发生时自动设置父故障标志位，表示该故障有父故障发生，禁止该故障报警发讯；
Bit7为故障屏蔽标志位，通过参数设置，故障屏蔽标志位置1时，禁止该故障报警发讯；
Bit8为故障确认标志位，操作故障确认按钮时，故障确认标志位置1，表示发生故障已被确认，不再发出声响报警，操作故障复位时，自动清除故障确认标志位；
Bit9～Bit14为故障分区标志位，按系统区、左右公用设备区、左右闸阀门区、左右辅助设备区进行编码。
Bit15为故障报警标志位，故障诊断标志位Bit0为1、父故障标志位Bit5为0、且报警屏蔽标志位Bit7为0时，置位故障报警标志位，该故障报警发讯。
优选地，步骤5中的衍生故障的处理过程如下：
步骤5.1：故障复位：检测操作维护人员发出的故障复位信号后，系统复位故障触发标志Bit0置0、复位故障报警标志Bit15置0、复位故障确认标志Bit8置0；
步骤5.2：故障触发信号检测：根据故障触发条件判断，满足故障触发条件时置位故障触发标志位Bit0置1；
步骤5.3：故障分区编码：故障触发时Bit0置1，根据故障条目的分区定义进行故障分区编码Bit14～Bit9；
步骤5.4：衍生故障处理：检测故障的父故障标志位时Bit6＝1，该故障无需报警及故障处理；
步骤5.5：误报警故障处理：运行维护人员发现误报警后，将该故障的报警屏蔽标志置位Bit7置1,该故障无需报警及故障处理；
步骤5.6：置位故障报警标志：故障触发后，无父故障标志且无警屏蔽标志时，置位故障报警标志Bit15置1；
步骤5.7：故障确认处理：对生成故障报警标志的故障，经运行维护人员确认后，不发出声光报警；
步骤5.8：故障分类检测及处理：对生成故障报警标志的故障，进行故障分类检测并按故障分类进行处理。
本发明可达到以下有益效果：
本发明针对多级船闸工控系统故障报警与处理，提出了针对多级船闸故障检测的分区、分级处理方法，实现多级船闸故障分级检测处理、衍生故障屏蔽、误报故障屏蔽等功能。本发明针对多级船闸工控系统进行了故障检测分类检测、分区检测、报警及处理，故障检测与处理的准确性和可靠性保障了多级船闸安全稳定运行。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明船闸闸首故障检测系统框图；
图2为本发明故障报警信息字定义图；
图3为本发明故障诊断与分类处理流程图；
图4为本发明故障报警信息分区监视画面；
图5为本发明故障报警信息分类监视画面。
具体实施方式
实施例1：
优选的方案如图1至图5所示，一种多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法，
步骤1，对多级船闸工控系统的故障进行分级：按故障严重程度及系统运行的影响将多级船闸工控系统故障划分为A、B1、B2、B3和C五类；
所述的A类故障为报警类故障；
所述的B1类故障为设备停机故障；
所述的B2类故障为区域停机故障；
所述的B3类故障为现地站停机故障；
所述的C类故障为严重工艺故障；
步骤2，根据故障位置进行区域划分：按故障发生位置，将故障划分为闸首系统区故障、闸阀门公用区域故障、闸门区域故障、阀门区域故障、辅阀区域故障和辅助设备区域故障；
具体地，所述的闸首系统区故障包括PLC故障、通讯故障、水位计故障、紧急控制回路故障、闭锁回路及闭锁检测故障、控制工艺类故障和其他闸首系统故障；
所述的公用区域故障包括电源故障、驱动回路故障、二次回路故障和液压故障；
所述的辅助设备区故障包括防撞装置、干油泵、排水渗排系统在内的设备故障；
步骤3，将不同区域的故障与不同等级的故障进行相互关联；
1)辅助设备区故障的最高等级为B1类故障；闸门区故障、阀门区故障和辅阀区故障的最高等级为B2类故障；闸阀门公用区域故障最高等级为B3类故障，系统类故障可以为任意类型；
2)若故障同属两个以上区域时且故障级别相同时，按公用区域故障处理。如故障同属两个以上区域时且均为B2以上的故障时，按公用区域B3类故障处理；
3)故障同属两个区域且故障级别不同时，以故障级别高的区域为准；例如：在其中一区域为B1类及以下故障，另一区域为B2类及以上故障时，按B2类故障所属分区处理。
步骤4，对不同级别故障进行分级处理：
1)A类故障处理方式：A类故障仅作报警提示，不影响系统运行；
2)B1类故障处理方式：出现B1故障时，进行报警提示，与故障关联的设备(部件)禁止运行；
辅助设备B1类故障不关联其他区域；若发生B1类故障(辅助设备B1类故障除外)时系统正在运行，则进入保护性运行状态，当此次运行结束后，立即排除该故障，否则禁止下次运行；
3)B2类故障处理方式：出现B2类故障后，系统与故障所属或相关的区域设备禁止运行，正在运行时紧急停机；
4)B3类故障处理方式：出现B3类故障后，系统主设备禁止运行(不包含辅助设备)，正在运行时紧急停机；
5)C类故障处理方式：系统C类故障后，除紧急关阀外，禁止系统主设备禁止运行(不包含辅助设备)运行；系统处于联动运行模式且阀门在非关终位时，自动执行紧急关阀运行。所述的主设备是主工艺关联设备，例如船闸液压系统，辅助设备不影响主工艺运行的设备，例如空调、测温设备等。
具体，分级处理的详情入表1所示：
表1故障分级与故障处理对应表
优选地，步骤5，进行多级船闸衍生故障处理：
1)假设两种故障分别为甲故障和乙故障，若甲故障发生时一定会导致乙故障发生，则乙故障为甲故障的衍生故障。
2)如果乙故障为甲故障的衍生故障，甲故障等级大于或等于乙故障，且甲乙属相同分区时(甲乙均为A类故障时除外)，甲故障可标定为乙故障的父故障。
3)故障报警及处理时，父故障自动屏蔽子故障的报警。
4)故障报警被确认为误报警，或确保报警不影响当前运行时，则人工屏蔽该故障报警发讯；故障屏蔽后，系统提示“有故障被屏蔽”，操作人员应及时解除故障屏蔽。
优选地，步骤5中，对不同分级的故障进行编码，如图2所示，每一条报警信息采用一个WORD变量表达；
其中Bit1表示A类故障；Bit2表示B1类故障；Bit3表示B2类故障；Bit4表示B3类故障；Bit5表示C类故障；
Bit0表示故障诊断标志位；Bit6表示父故障标志；Bit7表示故障屏蔽标志；Bit8表示故障屏蔽标志；Bit9～Bit14表示故障分区标志；Bit15表示故障报警标志；
Bit0故障诊断标志位记录故障状态直至故障被复位；
Bit1～Bit5为故障报警级别；通过故障初始化程序或故障参数设置；
Bit6为父故障标志位，检测到父故障发生时自动设置父故障标志位，表示该故障有父故障发生，禁止该故障报警发讯；
Bit7为故障屏蔽标志位，通过参数设置，故障屏蔽标志位置1时，禁止该故障报警发讯；
Bit8为故障确认标志位，操作故障确认按钮时，故障确认标志位置1，表示发生故障已被确认，不再发出声响报警，操作故障复位时，自动清除故障确认标志位；
Bit9～Bit14为故障分区标志位，按系统区、左右公用设备区、左右闸阀门区、左右辅助设备区进行编码。
Bit15为故障报警标志位，故障诊断标志位Bit0为1、父故障标志位Bit5为0、且报警屏蔽标志位Bit7为0时，置位故障报警标志位，该故障报警发讯。
本发明提供的多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法通过工控系统来实现，系统运行过程如下：
1、故障报警参数设置及初始化：
故障报警级别可以通过初始化将各故障报警恢复到默认报警级别及报警分区，也可以通过参数逐一设置故障的报警级别及报警分区。
2、故障报警复位：
接收到故障复位信号时，统一复位故障诊断标志位、故障确认标志位、故障报警标志位。
3、故障报警指示：
(1)故障报警发讯后，根据当前存在故障的最高级别进行声光报警，A类报警时，报警指示灯和蜂鸣器按2S周期间断闪烁和鸣叫，B1及以上级别报警时，报警指示灯和蜂鸣器按1S周期间断闪烁和鸣叫。
(2)故障确认后，置位当前故障的故障确认标志位，被确认的故障只参与报警指示灯指示，不参与蜂鸣器报警。
(3)上位机、触摸屏的主监控画面以报警滚动条的方式显示现有故障的报警分区及报警级别；上位机、触摸屏的故障查询画面显示按区域显示现有故障的报警信息；
(4)在上位机、触摸屏故障报警实时记录中显示现有故障的报警记录；
(5)在上位机、触摸屏故障报警历史记录中历史故障的报警记录；
具体地，步骤5的子步骤如下：
步骤5.1：故障复位：检测操作维护人员发出的故障复位信号后，系统复位故障触发标志Bit0置0、复位故障报警标志Bit15置0、复位故障确认标志Bit8置0；
步骤5.2：故障触发信号检测：根据故障触发条件判断，满足故障触发条件时置位故障触发标志位Bit0置1；
步骤5.3：故障分区编码：故障触发时Bit0置1，根据故障条目的分区定义进行故障分区编码Bit14～Bit9；
步骤5.4：衍生故障处理：检测故障的父故障标志位时Bit6＝1，该故障无需报警及故障处理；
步骤5.5：误报警故障处理：运行维护人员发现误报警后，将该故障的报警屏蔽标志置位Bit7置1,该故障无需报警及故障处理；
步骤5.6：置位故障报警标志：故障触发后，无父故障标志且无警屏蔽标志时，置位故障报警标志Bit15置1；
步骤5.7：故障确认处理：对生成故障报警标志的故障，经运行维护人员确认后，不发出声光报警；
步骤5.8：故障分类检测及处理：对生成故障报警标志的故障，进行故障分类检测并按故障分类进行处理。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1，对多级船闸工控系统的故障进行分级：按故障严重程度及系统运行的影响将多级船闸工控系统故障划分为A、B1、B2、B3和C五类；
所述的A类故障为报警类故障；
所述的B1类故障为设备停机故障；
所述的B2类故障为区域停机故障；
所述的B3类故障为现地站停机故障；
所述的C类故障为严重工艺故障；
步骤2，根据故障位置进行区域划分：按故障发生位置，将故障划分为闸首系统区故障、闸阀门公用区域故障、闸门区域故障、阀门区域故障、辅阀区域故障和辅助设备区域故障；
步骤3，将不同区域的故障与不同等级的故障进行相互关联；
1）辅助设备区故障的最高等级为B1类故障；闸门区故障、阀门区故障和辅阀区故障的最高等级为B2类故障；闸阀门公用区域故障最高等级为B3类故障，系统类故障可以为任意类型；
2）若故障同属两个以上区域时且故障级别相同时，按公用区域故障处理；如故障同属两个以上区域时且均为B2以上的故障时，按公用区域B3类故障处理；
3）故障同属两个区域且故障级别不同时，以故障级别高的区域为准；
步骤4，对不同级别故障进行分级处理：
1）A类故障处理方式：A类故障仅作报警提示，不影响系统运行；
2）B1类故障处理方式：出现B1故障时，进行报警提示，与故障关联的设备禁止运行；
辅助设备B1类故障不关联其他区域；若发生B1类故障时系统正在运行，则进入保护性运行状态，当此次运行结束后，立即排除该故障，否则禁止下次运行；
3）B2类故障处理方式：出现B2类故障后，系统与故障所属区域设备禁止运行，正在运行时紧急停机；
4）B3类故障处理方式：出现B3类故障后，系统主设备禁止运行，正在运行时紧急停机；
5）C类故障处理方式：系统C类故障后，除紧急关阀外，禁止系统主设备禁止运行；系统处于联动运行模式且阀门在非关终位时，自动执行紧急关阀运行。
2.根据权利要求1所述的多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法，其特征在于：步骤2中，所述的闸首系统区故障包括PLC故障、通讯故障、水位计故障、紧急控制回路故障、闭锁回路及闭锁检测故障、控制工艺类故障和其他闸首系统故障；
所述的公用区域故障包括电源故障、驱动回路故障、二次回路故障和液压故障；
所述的辅助设备区故障包括防撞装置、干油泵、排水渗排系统在内的设备故障。
3.根据权利要求2所述的多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法，其特征在于：步骤5，进行多级船闸衍生故障处理：
1）假设两种故障分别为甲故障和乙故障，若甲故障发生时一定会导致乙故障发生，则乙故障为甲故障的衍生故障；
2）如果乙故障为甲故障的衍生故障，甲故障等级大于或等于乙故障，且甲乙属相同分区时，甲故障可标定为乙故障的父故障；
3）故障报警及处理时，父故障自动屏蔽子故障的报警；
4）故障报警被确认为误报警，或确保报警不影响当前运行时，则人工屏蔽该故障报警发讯；故障屏蔽后，系统提示“有故障被屏蔽”，操作人员应及时解除故障屏蔽。
4.根据权利要求3所述的多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法，其特征在于：步骤5中，对不同分级的故障进行编码，其中Bit1表示A类故障；Bit2表示B1类故障；Bit3表示B2类故障；Bit4表示B3类故障；Bit5表示C类故障；
Bit0表示故障诊断标志位；Bit6表示父故障标志；Bit7表示故障屏蔽标志；Bit8表示故障屏蔽标志；Bit9~ Bit14表示故障分区标志；Bit15表示故障报警标志；
Bit0故障诊断标志位记录故障状态直至故障被复位；
Bit1~ Bit5为故障报警级别；
Bit6为父故障标志位，检测到父故障发生时自动设置父故障标志位，表示该故障有父故障发生，禁止该故障报警发讯；
Bit7为故障屏蔽标志位，通过参数设置，故障屏蔽标志位置1时，禁止该故障报警发讯；
Bit8为故障确认标志位，操作故障确认按钮时，故障确认标志位置1，表示发生故障已被确认，不再发出声响报警，操作故障复位时，自动清除故障确认标志位；
Bit9~ Bit14为故障分区标志位，按系统区、左右公用设备区、左右闸阀门区、左右辅助设备区进行编码；
Bit15为故障报警标志位，故障诊断标志位Bit0为1、父故障标志位Bit5为0、且报警屏蔽标志位Bit7为0时，置位故障报警标志位，该故障报警发讯。
5.根据权利要求4所述的多级船闸工控系统故障分类分区诊断及处理的方法，其特征在于：步骤5的衍生故障处理过程如下：
步骤5.1：故障复位：检测操作维护人员发出的故障复位信号后，系统复位故障触发标志Bit0置0、复位故障报警标志Bit15置0、复位故障确认标志Bit8置0；
步骤5.2：故障触发信号检测：根据故障触发条件判断，满足故障触发条件时置位故障触发标志位Bit0置1；
步骤5.3：故障分区编码：故障触发时Bit0置1，根据故障条目的分区定义进行故障分区编码Bit14～Bit9；
步骤5.4：衍生故障处理：检测故障的父故障标志位时Bit6=1，该故障无需报警及故障处理；
步骤5.5：误报警故障处理：运行维护人员发现误报警后，将该故障的报警屏蔽标志置位Bit7置1, 该故障无需报警及故障处理；
步骤5.6：置位故障报警标志：故障触发后，无父故障标志且无警屏蔽标志时，置位故障报警标志Bit15置1；
步骤5.7：故障确认处理：对生成故障报警标志的故障，经运行维护人员确认后，不发出声光报警；
步骤5.8：故障分类检测及处理：对生成故障报警标志的故障，进行故障分类检测并按故障分类进行处理。
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| CN117608274A (zh) * | 2024-01-23 | 2024-02-27 | 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 | 一种工程机械故障诊断方法及系统、设备、介质 |
| CN117608274B (zh) * | 2024-01-23 | 2024-04-02 | 四川鼎鸿智电装备科技有限公司 | 一种工程机械故障诊断方法及系统、设备、介质 |
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