CN215719714U - 一种风机故障管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种风机故障管理系统，风机PLC控制系统通过工业以太网与PDA服务器通信并将风机的工作参数输送至PDA服务器，所述PDA服务器通过工业以太网与PDA客户端通信并将风机的工作参数输送至PDA客户端。本发明的有益效果是，该信号采集系统通用性强，网络架构简单，信号采集速度快，维护便捷，无需变更原PLC系统的网络架构，无需进行额外的PLC编程，可以随时在风机出现故障时，调出运行参数，快速分析和定位故障原因，诊断风机故障，提高了风机故障诊断的精度和效率，缩短了事故处理时间。

Description

一种风机故障管理系统

技术领域

本实用新型涉及工控系统故障诊断技术领域，尤其涉及一种风机故障快速诊断装置。

背景技术

高炉风机是将大气加压形成具有一定压力和流量的高炉鼓风，再根据高炉炉况的需要进行风压、风量调节后将其输送至高炉的一种动力机械。由于高炉冶炼的连续性，要求鼓风机均匀地供给一定量的空气，另外还应有一定的风压，以克服送风系统和料柱阻力，并使高炉保持一定的炉顶压力，在整个冶炼过程中，由于原料、燃料、操作等条件的变化，引起炉况经常改变，也相应地要求供风参数也要变化，所以要求高炉风机具有一定的稳定调节范围和可靠的安全控制系统。但在运行的过程中，由于外界的影响、设计的偏差以及设备或线路的老化等原因，不可避免会造成这样或那样的设备故障，影响风机的运行，严重时导致风机停机，影响高炉的正常生产。因此，如何在出现故障后，迅速定位并排除故障、恢复生产，是非常重要的。

传统的风机故障诊断方式是利用上位监控画面中的趋势和报警记录，结合故障发生时的工况及操作日志，分析故障原因，查找故障点，这种方式在处理风机一般事故时是有效的，因为这种情况下故障点不多，利用常规手段很容易就可以找到故障点，并予以排除，但在出现较大事故(例如风机跳机)时，传统的故障诊断方式就会出现一些问题，如趋势记录不及时、不全面、报警信息不明确等，因为在较大事故发生时，大量工艺参数瞬间发生变化，系统触发了大量的报警，在监控界面中出现的报警信息往往在同个一时间点出现，而没有先后之分，这样就给后续的故障诊断和排查工作带来了阻力，有时甚至无法定位或找到真正的故障点，这样不仅增加了维护人员的压力，还延长了故障恢复时间，如果找不出真正的故障原因，就等于为下次的事故留下了隐患。

风机在出现故障时，如何迅速定位故障点、找到发生故障的确切原因，及时诊断和排除故障，尽快恢复正常生产，将故障影响降到最低，这是风机故障快速诊断技术遇到的难题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是实现一种风机故障管理系统，能够辅助工作人员快速诊断风机故障情况。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种风机故障管理系统，其特征在于：风机PLC控制系统通过工业以太网与PDA服务器通信并将风机的工作参数输送至PDA服务器，所述PDA服务器通过工业以太网与PDA客户端通信并将风机的工作参数输送至PDA客户端。

系统还设有风机监控电脑，所述风机监控电脑连接工业以太网并通过工业以太网连接风机PLC控制系统，所述风机监控电脑通过工业以太网向风机PLC 控制系统发出控制指令。

所述PDA服务器包括通讯模块、高速采集控件、I/O管理控件和数据记录控件，所述通讯模块接入工业以太网与PDA客户端、风机PLC控制系统进行数据交互，所述高速采集控件连接通讯模块从工业以太网获取数据，所述高速采集控件通过I/O管理控件连接数据记录控件进行数据交互，所述数据记录控件用于存储获取的数据。

所述风机的工作参数包括静叶角度、喉部差压、防喘阀阀位、风机轴位移。

本发明的有益效果是：

1、本系统基于工业以太网网络，在风机原有PLC控制系统的基础上，架设 PDA服务器与PDA客户端，通过网络将风机运行的重要参数和信号采集到PDA服务器中，通过PDA客户端诊断和分析故障，网络架构简单，PLC系统信号可直接导入管理，维护方便，新增信号无需制作画面和趋势，减轻了维护人员的工作强度和压力。

2、PDA服务器硬件采用高端、性能强劲的专业服务器，可放置于环境好，便于维护的地方，服务器运行稳定性、可靠性都要强于普通商用机，适合长时间不间断的持续运行，保证了信号采集的稳定性与连续性。

3、PDA服务器采集速度快，采集时间最快可达1ms，能够完整记录风机的运行状态，保证了信号采集的实时性和完整性。

4、PDA客户端具备复杂分析能力，且操作简单，无需制作趋势和画面，可快速的拖拽出所需的信号曲线，提高了故障诊断的效率和精度。

综上，本系统涉及的信号采集系统通用性强，支持的设备种类丰富，网络架构简单，安装维护方便，信号采集速度快，存储量大，操作简单，提供了一种快速诊断风机故障的方法，使用该方法诊断风机故障，无需变更原PLC系统的网络架构，无需进行额外的PLC编程，无需制作画面和趋势，只要保证网络与服务器的正常运行，就可以随时在风机出现故障时，调出运行参数，快速分析和定位故障原因，诊断风机故障，提高了风机故障诊断的精度和效率，缩短了事故处理时间。

附图说明

下面对本实用新型说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为系统信号采集系统的网络架构图

图2为系统信号采集系统的I/O采集原理图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

系统利用PLC控制系统对风机运行过程的实时监控，在PLC控制网络中，架设PDA服务器、PDA客户端及配套的网络设备(如交换机、光收发器等)，构成一套信号采集系统，对风机运行的重要工艺和报警联锁信号进行采集和保存，采用PDA服务器高速采集和记录运行数据，采用PDA客户端对历史数据进行比对和分析，使风机出现任何故障时，都可以借助信号采集系统调出运行参数的趋势，快速查找和分析故障原因，定位故障点，提高风机故障诊断的效率，缩短故障处理的时间。

具体如图1所示，系统包括风机PLC控制系统、PDA服务器、PDA客户端、风机监控电脑和工业以太网，工业以太网包括RJ45网线、以太网交换机、光收发器、光缆，采样常规的网络连接方式，风机PLC控制系统是对现场风机进行控制的PLC设备，能够像风机发出控制指令，并能够采集风机的相关工作参数，风机参数包括静叶角度、喉部差压、防喘阀阀位、风机轴位移等。

PDA服务器内有ibaPDA高速采集控件和模块，PDA服务器通过工业以太网与风机PLC控制系统进行通讯，PDA服务器中的S7通讯模块为 Interface-S7-Xplorer，Interface-S7-Xplorer模块支持西门子标准/冗余PLC 系统，风机参数如静叶角度、喉部差压、防喘阀阀位等信号通过PDA服务器中的高速采集控件进行采样，参数由I/O管理控件统一管理，再通过PDA服务器中的数据记录控件进行参数的保存和记录，最后将参数呈现在PDA客户端上。

如图2所示，PDA服务器的高速采集控件和模块包括Interface-S7-Xplorer 通讯模块，高速采集控件、I/O管理控件、数据记录控件。Interface-S7-Xplorer 通讯模块最大支持16个西门子控制器的连接，支持的西门子控制器包括： S7-200、S7-300、S7-400、S7-400H、S7-1200、S7-1500，高速采集控件支持最小采样周期为1ms，I/O管理控件支持S7地址本的导入，每一个连接最大可以管理1000个模拟量和1000个数字量信号，所述数据记录控件可以按时间或触发信号记录数据，数据文件的大小可根据磁盘容量自由调整，可按时自动清理历史数据。

PDA服务器通过工业以太网与风机PLC控制系统相连，对风机重要的工艺运行参数和报警联锁信号进行实时采集和储存，PDA服务器具有高速的信号采集速度和强大的数据储存能力。

PDA客户端为获取数据显示数据的设备，可以以任意形式呈现，如掌上电脑，手机等。PDA客户端可以根据需要设置其他配合使用的软件，例如客户端内设置有ibaAnalyzer数据分析控件，具有处理、合并、计算和创建信号的强大数学功能，支持的信号带数量不限，每个信号都各有自己的刻度，也可以通过缩放使信号共用Y轴，所述ibaAnalyzer数据分析控件支持拖拽功能，可使用拖拽在图表中放置任意数量的信号，可以创建虚拟信号，甚至是多维信号(数组)，查询数据时，可以为两个标尺和一些重要的统计值(最小值、最大值、平均值、标准偏差)显示X/Y数值。

在风机出现事故或跳机时，通过PDA客户端，调出事故发生时的参数趋势，通过图表分析对比，查找故障原因，排除故障点，恢复风机的正常运行。在无故障时，也可以通过PDA客户端，查看风机的实时运行数据。

风机监控电脑是一台控制风机的设备，也同样的接入工业以太网，通过工业以太网连接风机PLC控制系统，风机监控电脑通过工业以太网向风机PLC控制系统发出控制指令。风机运行过程中，PLC控制系统实时监控风机的运行状态，操作人员通过风机监控电脑监控风机的运行参数，调节风机的输出，使风量和风压稳定的控制在合适范围，以满足高炉对风机送风的要求。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种风机故障管理系统，其特征在于：风机PLC控制系统通过工业以太网与PDA服务器通信并将风机的工作参数输送至PDA服务器，所述PDA服务器通过工业以太网与PDA客户端通信并将风机的工作参数输送至PDA客户端。

2.根据权利要求1所述的风机故障管理系统，其特征在于：系统还设有风机监控电脑，所述风机监控电脑连接工业以太网并通过工业以太网连接风机PLC控制系统，所述风机监控电脑通过工业以太网向风机PLC控制系统发出控制指令。

3.根据权利要求2所述的风机故障管理系统，其特征在于：所述PDA服务器包括通讯模块、高速采集控件、I/O管理控件和数据记录控件，所述通讯模块接入工业以太网与PDA客户端、风机PLC控制系统进行数据交互，所述高速采集控件连接通讯模块从工业以太网获取数据，所述高速采集控件通过I/O管理控件连接数据记录控件进行数据交互，所述数据记录控件用于存储获取的数据。

4.根据权利要求1、2或3所述的风机故障管理系统，其特征在于：所述风机的工作参数包括静叶角度、喉部差压、防喘阀阀位、风机轴位移。

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