CN202494921U - 自动化设备故障可视化诊断系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种自动化设备故障可视化诊断系统，包括PLC可编程控制器、I/O分站、交换机、变频器和伺服系统，各控制机构通过工业以太网连接而成一个完整的控制系统，所有数据及控制指令通过工业以太网进行输送，在所述控制系统中还设有连接在工业以太网中的上位机和若干检测元件，所述各检测元件于自动化设备的各故障点设置，并将自动化设备以图片形式于上位机的人机界面上予以显示，人机界面的设备图片中标注有对应于各检测元件的记号，所述各记号对应于检测信号的正常与否变换颜色。利用本实用新型，现场设备的问题都能在上位机的人机界面上得到真实的显示，这种故障可视化诊断功能使得相关人员对故障的处理更加准确、快捷。

Description

自动化设备故障可视化诊断系统

(一)技术领域：

本实用新型涉及设备故障检测系统，具体为一种自动化设备故障可视化诊断系统。

(二)背景技术：

近年来，随着信息及电子技术的飞速发展，网络技术、伺服技术等先进的技术在工业设备上得到普遍使用，设备的自动化程度也越来越高。以橡胶轮胎制造设备为例：几年前一台橡胶机械钢丝帘布裁断机需要配备2～3名操作工，而现在随着其自动化程度的大幅提高，只需1名操作工即可，这在人力成本不断上升的今天无疑会提高企业的竞争力。

然而对于高度自动化的工业设备，如何保证其持续、稳定和高效的运行，已成为一个很重要的课题，因为设备只有达到持续、稳定和高效的运行才能真正意义上提高劳动生产率，为企业降低生产成本从而提高其竞争力。

对于一台设备而言，其自动化程度越高，则与之相应的各种检测手段及检测开关的使用也就越多，从而影响设备运行的故障点也随之增多。根据大量客户现场设备调试情况及客户在使用过程中反馈的意见来看，如何能够快速有效的解决设备运行过程中出现的故障，是设备能够持续、稳定和高效运行的重要保证。

(三)实用新型内容：

本实用新型设计了一种自动化设备故障可视化诊断系统，其目的是减少设备的故障停用时间，提高设备运行的持续性和稳定性，使其工作效率得到确实有效的提高。

能够实现上述目的的自动化设备故障可视化诊断系统，包括PLC可编程控制器、I/O分站、交换机、变频器和伺服系统，各控制部分通过工业以太网连接而成一个完整的控制系统，在控制系统中所有的数据及控制指令通过工业以太网进行输送，所不同的是在控制系统中还设有连接在工业以太网中的上位机和若干检测元件，所述各检测元件于自动化设备的各故障点设置，并将自动化设备以图片形式于上位机的人机界面上予以显示，人机界面的设备图片中标注对应于各检测元件的记号，所述各记号对应于检测信号的正常与否变换颜色。

本实用新型的故障诊断方式是把自动化设备以图片的方式在上位机上予以显示，一旦自动化设备出现故障，设备维护的相关人员就能通过上位机上的设备图片中的故障显示找出现场设备的实际故障所在，实现故障的可视化诊断功能。

可根据各检测元件的数量及位置分布情况，将所述自动化设备图片设定为视角不同的二幅或多幅，全面监视自动化设备的运行情况，不留死角。

所述自动化设备图片采用照片形式，且为现成自动化设备的缩小版照片，其各检测元件的记号位置与现场自动化设备的实际故障位置完全一致，通过设备照片上检测元件的记号变化，能准确确定自动化设备的实际故障位置，并快速对故障进行处理。

所述检测元件可采用各种类型检测开关的传感器。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型自动化设备故障可视化诊断系统把自动化设备以图片的方式做到上位机上，通过上位机使故障完全可视化的诊断功能让维护人员能在短时间内找到故障点的所在，极大地缩短了故障的查找和处理时间，使自动化设备在最短时间内恢复生产。

2、本实用新型自动化设备故障可视化诊断系统彻底改变了以往对故障处理依赖对设备比较熟悉的维修人员的局面。

(四)附图说明：

图1为本实用新型实施方式的工作原理图。

图号标识：1、PLC可编程控制器、2、I/O分站、3、交换机、4、变频器；5、伺服系统；6、上位机。

(五)具体实施方式：

本实用新型自动化设备故障可视化诊断系统需要的硬件配置包扩PLC可编程控制器1、伺服系统5、I/O分站2、上位机6、交换机3、变频器4和数量不等的检测元件(各种类型的检测开关或传感器)，所述PLC可编程控制器1、伺服系统5、I/O分站2、上位机6、交换机3、变频器4通过工业以太网进行连接组成一个网络控制系统，自动化设备相关的数据和控制通过工业以太网络的传输得以实现，如图1所示。

所述各检测元件于自动化设备的各故障点设置，各故障点可以是自动化设备的电机、气缸、油缸或关键的机械结构位置，并将自动化设备以照片形式于上位机6的人机界面上予以显示，所述设备照片为缩小版的现场设备照片，人机界面的设备图片中标注有对应于各检测元件的记号，并且在检测元件的记号旁有相应的文字注释，其各检测元件的记号位置与现场设备的实际故障点位置完全一致，所述各记号对应于检测信号的正常与否变换颜色。

可根据各检测元件的数量及位置分布情况，将所述设备图片设定为视角不同的二幅或多幅。

以橡胶机械钢丝帘布裁断机为例，所述钢丝帘布裁断机为由导开机构、递布机构、主机机构、拼接机构、包边机构和卷取机构构成的生产线，将六幅分别反应导开机构、递布机构、主机机构、拼接机构、包边机构和卷取机构的照片输入上位机6并可于人机界面上予以显示，对应于各机构上的故障点设置检测元件(其检测信号接入PLC可编程控制器1，PLC可编程控制器1依据检测元件的信号发出指令使各机构完成相应的动作)，于上位机6的人机界面上，对应于不同机构的照片，将检测元件的位置设置成圆点记号，并通过系统设置将绿色表示为检测元件检测的结果正常，红色表示为检测元件检测的结果不正常。

在钢丝帘布裁断机(生产线)自动运行情况下，如果各检测元件检测到的信号没有问题，各机构就能很顺利地完成整个动作流程，一旦某个检测信号出了问题，钢丝帘布裁断机就不能正常完成整个动作流程，也就通常意义上讲的设备出故障了。设备出现故障，上位机6人机界面上所对应的机构照片中绿色圆点记号变成红色，工作人员即可知道是哪个机构出现故障，且故障点的位置所在，并迅速检修处理。

本实用新型技术方案中所述PLC可编程控制器1的核心构件是CPU，它是整个控制系统的核心部分，负责收集各个控制机构数据，对所有的数据进行判断、整理、运算及处理，在进行了一系列复杂的工作后根据实际需要发出相应的执行指令，各执行机构在接到指令后进行相应的动作以实现实际需求；所述上位机6又可称为人机界面，其通过工业以太网能够接收PLC可编程控制器1发出的经过处理的数据并通过专业的软件以生动直观的画面加以显示，使现场操作人员及相关的管理人员通过上位机6的显示就可直观而清楚的了解设备当前的实际情况，由此就可快速的作出相应的正确判断；所述I/O(input/output)分站2用于接收现场设备上各种检测元件所检测到的信号(包括正常或不正常的)通过工业以太网输送给PLC可编程控制器1，由PLC可编程控制器1进行相应的判断和处理，同时I/O分站2也接收PLC可编程控制器1通过工业以太网发出的指令，根据所接收到的PLC可编程控制器1指令进行相应的输出从而控制现场设备如气缸等动作；所述变频器4及伺服系统5都为控制设备电机动作的控制部分，它们接收PLC可编程控制器1通过工业以太网发出的各种动作指令对电机进行相应的控制，同时把电机动作的情况通过工业以太网反馈给PLC可编程控制器1，由PLC可编程控制器1进判断和处理。

Claims (3)

1.自动化设备故障可视化诊断系统，包括PLC可编程控制器(1)、I/O分站(2)、交换机(3)、变频器(4)和伺服系统(5)，各控制机构通过工业以太网连接而成一个完整的控制系统，在控制系统中所有的数据及控制指令通过工业以太网进行输送，其特征在于：在所述控制系统中还设有连接在工业以太网中的上位机(6)和若干检测元件，所述各检测元件于自动化设备的各故障点设置，并将自动化设备以图片形式于上位机(6)的人机界面上予以显示，人机界面的设备图片中标注有对应于各检测元件的记号，所述各记号对应于检测信号的正常与否变换颜色。

2.根据权利要求1所述的自动化设备故障可视化诊断系统，其特征在于：根据各检测元件的数量及位置分布情况，将所述设备图片设定为视角不同的二副或多副。

3.根据权利要求1或2所述的自动化设备故障可视化诊断系统，其特征在于：所述设备图片为缩小版的现场设备照片，其各检测元件的记号位置与现场设备的实际故障点位置完全一致。

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