CN201857397U - 高炉槽下故障诊断与处理系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高炉槽下故障诊断与处理系统，本系统包括PLC、操作站、主交换机、子系统交换机和OPC服务器，它还包括故障响应PC，它们之间的连接关系是：主交换机与多台子系统交换机组成高炉环网，每台子系统交换机上均接有PLC和操作站，主交换机上接有OPC服务器和故障响应PC。本实用新型在高炉原有控制系统基础上只需增加一台故障响应PC机，设备投资少，占地小，使用效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及高炉槽下供料系统。
背景技术
高炉槽下系统具有设备类型较少，但数量较多而且操作较复杂的特点。设备数量多导致出现故障的概率较高，而不同故障或者相同故障的不同处理方法会导致不同的结果，这就要求操作员在整个过程中需保持较高的注意力和处理水平。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种高炉槽下故障诊断与处理方法，本方法能对高炉槽下系统中各种不同的故障进行诊断，并自动采取相应的处理方法。
本实用新型所采用的技术方案是：高炉槽下故障诊断与处理系统，包括PLC、操作站、主交换机、子系统交换机和OPC服务器，它还包括故障响应PC，它们之间的连接关系是：主交换机与多台子系统交换机组成高炉环网，每台子系统交换机上均接有PLC和操作站，主交换机上接有OPC服务器和故障响应PC。
本实用新型的优点：在高炉原有控制系统基础上只需增加一台故障响应PC机，设备投资少，占地小，使用效果好。
附图说明
图1是高炉光纤环网拓扑结构图。
图2是系统软件控制流程图。
图3是故障响应流程图。
图中，1：PLC；2：操作站；3：主交换机；4：子系统交换机；5：OPC服务器；6：故障响应PC。
具体实施方式
高炉槽下故障诊断与处理系统采用OPC(OLE for Process Control)方法与PLC(可编程逻辑控制器)通讯，通过后台数据库对故障案例和处理方法进行管理，且案例库具备开放性，可以根据实际需求进行扩充。同时，根据操作人员的不同要求，该系统能提供多种处理方式，包括全自动故障响应。
如图1所示，高炉槽下故障诊断与处理系统包括PLC 1、操作站2、主交换机3、子系统交换机4和OPC服务器5，它还包括故障响应PC 6。它们之间的连接关系是：主交换机3与子系统交换机4组成高炉环网，OPC服务器5、各系统的PLC 1和操作站2均为环网站点，故障响应PC 6通过OPC服务器5与PLC 1交互数据。
如图2所示，上述系统的故障诊断与处理方法通过故障诊断与处理程序实现，故障诊断与处理程序包括OPC客户端、后台数据库、操作界面和故障处理程序。OPC客户端安装在故障响应PC上，OPC客户端与OPC服务器交互数据，进行PLC实时数据的同步与更新。后台数据库与故障处理程序保持通信，并为其提供故障案例。操作界面安装在故障响应PC上， 提供故障列表、工作方式选择和对话框。
故障响应PC上还装有后台数据库管理系统，与故障处理程序进行通信。后台数据库管理系统进行故障案例管理、优先级管理和故障响应管理；故障案例管理系统采用基于设备类别的方式从后台数据库中提取故障案例。
故障诊断与处理程序的响应是通过后台数据库提供的优先级进行管理的，故障优先级以阿拉伯数字进行标记，数字越小，优先级越高，故障诊断与处理系统总是显示和处理当前优先级最高的故障。
故障诊断与处理系统的整个工作过程包括对故障的响应和工作方式的选择。系统通过OPC客户端读取PLC 1数据，在故障发生后，故障处理程序迅速进行故障识别和分类，并通过后台数据库提供的故障优先级响应优先级最高的故障。响应方式由操作员在操作域内预先或实时指定，包括后台自动处理、报警文本、对话框提示和无响应。在故障处理程序从后台数据库查询到该故障的工作方式后，按照其对应的响应方式进行处理。当采用后台处理方法时，系统将结合后台数据库的故障案例快速响应，然后通过OPC服务器5将响应流程的数据传送到PLC 1，并通过操作界面提供故障列表。当采用报警文本的处理方式时，系统通过操作界面提供故障列表。当采用对话框提示的处理方式时，系统通过操作界面提供对话框，对话框的选项包括后台自动处理和手动处理；若选择后台自动处理，和直接后台自动处理的方法一致；若选择手动处理，则转人工赴现场进行处理；系统还通过操作界面提供故障列表。若该故障对应的是无响应的工作方式，则系统不予处理并无任何提示，只是将其记录在数据库内。
操作界面提供的的对话框总是显示当前最新且优先级最高的故障，其包括故障发生时间、故障识别及分类信息、故障分类操作域和故障处理操作域。
下面进一步详述本实用新型及其工作过程：
1.功能描述
高炉槽下故障诊断与处理系统是基于OPC(OLE for Process Control)方法的通用平台，其主要工作对象为高炉槽下供料系统，具有以下基本特点：
(1)基于OPC方法获取PLC实时数据；
(2)主控界面采用Visual Basic编程；
(3)采用后台数据库管理故障案例；
(4)案例数据库具有可扩充性；
(5)根据故障优先级和系统工作方式给出故障处理建议或发出故障处理指令。
2.系统构架
2.1网络配置
高炉区域主干通讯网采用光纤环网结构如图1所示。
各系统均设有交换机(包括主交换机3和子系统交换机4)，通过光纤互联形成环网，各系统PLC 1通过双绞线连接至其交换机。系统备有OPC服务器5，可获取高炉所有PLC 1的实时数据。根据PLC 1及其控制软件选型不同，OPC服务器5的实现方式有以下几种：
(1)控制软件支持OPC服务器5(如SIEMENS等)，通过控制软件构建并启动OPC服务器5；
(2)控制软件不支持OPC服务器5(如GE FANUC)，此时需通过第三方软件构架并启动OPC服务器5，一般可由高炉二级系统完成。
高炉槽下故障诊断与处理系统的OPC客户端，向OPC服务器5获取所需PLC 1的实时数据。由于环网自身的特点，OPC服务器5和客户端可以从任一点接入网络，也可由子系统的工控机兼作OPC客户端。
2.2软件原理
高炉槽下故障诊断与处理系统的控制流程如图2所示。
图2中采用槽下系统工控机(即故障响应PC 6)兼作OPC客户端的方式，工控机上安装槽下故障诊断及处理程序。工控机作为OPC客户端从OPC服务器5获取PLC 1的实时数据，由系统进行故障识别和分类，并结合后台数据库和操作员通过对话框设定的工作方式完成故障响应。
3.工作方式
高炉槽下故障诊断及处理系统包括三个部分：OPC客户端、后台数据库和操作员接口(操作界面)。
3.1OPC客户端
OPC客户端的主要功能是和OPC服务器交互数据。客户端采用Microsoft Visual Studio.NET编写，能按照指定的扫描周期向服务器读写数据。
系统启动后，OPC客户端程序自动启动，并根据预置的OPC服务器5的网络地址及网络名称自动连接至服务器，进行PLC 1的实时数据的同步和更新。
3.2后台数据库管理
后台数据库进行故障案例和优先级管理，是故障识别和分类的依据。
3.2.1故障案例管理
槽下故障诊断及处理系统的故障案例管理采用基于设备类别的方式。常见的故障案例如表3-1所列。
表3-1槽下故障分类表
故障案例管理还包括故障处理方式的管理。针对任一故障，系统均提供至少一种处理方案。
故障案例管理具有可扩展性，维护人员可以根据实际情况添加新的案例。
3.2.2故障优先级管理
槽下故障诊断及处理系统的响应是基于故障优先级的，其原则为总是显示和处理当前优先级最高的故障。故障优先级以阿拉伯数字进行标记，数字越小，优先级越高。
故障优先级管理是开放的，维护人员可以根据实际情况对预置的优先级进行修改或增加新的优先级代码。
3.2.3故障响应管理
故障响应流程如图3所示。
所有故障的处理方式均保存于后台数据库中。一旦故障发生，系统会根据操作员指定的工作方式在数据库中读取相应的处理方式。
3.3操作员接口
操作员接口采用故障列表和弹出对话框的方式。
3.3.1故障列表
故障列表用于记录槽下系统发生的所有故障，即包括实时故障和历史故障。列表内容包括：
(1)故障发生时间；
(2)故障识别及分类信息，如果识别后为单一故障则直接分类，如果识别后有多种可能，则根据操作员的手动选择进行分类；
(3)故障处理方式。
3.3.2工作方式选择
对于任一分类的故障，均可由操作员或更上一级的管理员预先约定其工作方式。常用的工作方式包括：
(1)后台自动处理：故障发生后不经操作员手动确认，直接由后台发出自动处理命令，操作员接口仅限于故障列表的文本提示；
(2)报警文本显示：故障发生后仅记录于故障列表的文本中，不附加任何响应动作；
(3)对话框提示：故障发生后将其记录于故障列表的文本中，但后台不进行响应动作，而是弹出对话框，其提示区间包括故障的内容及处理建议，操作员可根据实际情况授权后台处理或自行手动处理；
(4)无响应：故障发生后不进行任何响应，也不记录于故障列表。
3.3.3对话框
系统提供的对话框是操作员的主要干预方式，对话框总是显示当前最新且优先级最高的故障，包括以下内容：
(1)故障发生时间；
(2)故障识别及分类信息；
(3)故障分类操作域：某些故障识别后存在多种可能，操作员可进行手动分类；
(4)故障处理操作域：如果该类故障的工作方式为“对话框提示”，则故障产生后会弹出对话框并在操作域的提示区间内给出故障处理建议。操作员可以根据建议选择“自动处理”或关闭对话框自行处理。
Claims (1)
1.高炉槽下故障诊断与处理系统，包括PLC、操作站、主交换机、子系统交换机和OPC服务器，其特征在于：它还包括故障响应PC，它们之间的连接关系是：主交换机与多台子系统交换机组成高炉环网，每台子系统交换机上均接有PLC和操作站，主交换机上接有OPC服务器和故障响应PC。
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