• 萊鋼中小型軋鋼生產(chǎn)線于97年建成投產(chǎn)，主要生產(chǎn)圓鋼、彈簧扁鋼、槽鋼和螺紋鋼。該生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)由ABB公司提供，其自動(dòng)控制系統(tǒng)采用ABBMasterPiece200/1PLC控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了18架軋機(jī)以及冷床、冷剪和碼垛機(jī)的自動(dòng)控制。基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)采用ABB公司的RMC200軋鋼控制系統(tǒng)，它是一個(gè)開(kāi)放型集散控制系統(tǒng)，由一套MP200/1過(guò)程站和一套AS520操作員站組成。過(guò)程站由一個(gè)CPU機(jī)架帶一個(gè)I/O機(jī)架組成，CPU機(jī)架上安裝了CPU模板DSPC172、內(nèi)存模板DSMB176以及32通道的DI/DO模板，通過(guò)通訊模板DSCS140連接到MasterBus300總線上，與其它過(guò)程站進(jìn)行通訊，I/O機(jī)架由總線擴(kuò)展模塊DSBC172實(shí)現(xiàn)總線擴(kuò)展。
•  
•     操作員站采用HP-UNIX工作站，并通過(guò)實(shí)時(shí)加速器板連接到MasterBus300的冗余接口，通過(guò)它操作人員可直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，主要功能有1）軋鋼生產(chǎn)設(shè)備的啟停（2）設(shè)備數(shù)據(jù)設(shè)定和實(shí)時(shí)監(jiān)控（3）事件與報(bào)警清單的顯示與打印等。系統(tǒng)的主要畫(huà)面有啟動(dòng)畫(huà)面、設(shè)定畫(huà)面、維護(hù)畫(huà)面、事件畫(huà)面和報(bào)警畫(huà)面。
•  

    2 PLC診斷軋鋼生產(chǎn)設(shè)備故障的基本原理

    軋鋼設(shè)備的故障信號(hào)有數(shù)字量和模擬量之分，PLC采用不同的方法對(duì)這兩種信號(hào)對(duì)應(yīng)的故障進(jìn)行診斷。

    2.1基于數(shù)字量信號(hào)的故障診斷

    PLC對(duì)數(shù)字量信號(hào)的識(shí)別是通過(guò)其數(shù)字量輸入模塊完成的。PLC控制軋鋼生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，設(shè)備中的壓力、溫度、液位、行程數(shù)字及操作按鈕等數(shù)字量傳感器與PLC的輸入端子相連，每個(gè)輸入端子在PLC的數(shù)據(jù)區(qū)中分配有一個(gè)“位”，每個(gè)“位”在內(nèi)存中為一個(gè)地址。讀取PLC輸入位的狀態(tài)值可作為識(shí)別數(shù)字量故障信號(hào)的根據(jù)。診斷數(shù)字量故障的過(guò)程，實(shí)質(zhì)就是將PLC正常的輸入位狀態(tài)值與相應(yīng)的輸入位的實(shí)際狀態(tài)值相比較的過(guò)程。如果二者比較的結(jié)果是一致的，則表明設(shè)備處于正常工況，不一致則表明對(duì)應(yīng)輸入位的設(shè)備部位處于故障工況。這就是PLC診斷基于數(shù)字量信號(hào)故障的基本原理。這種診斷方法，故障定位準(zhǔn)確，可進(jìn)行實(shí)時(shí)在線診斷。通過(guò)PLC的圖形功能塊編程，還可將故障診斷融入過(guò)程控制，達(dá)到保護(hù)軋鋼設(shè)備的目的。

    2.2基于模擬量信號(hào)的故障診斷

    PLC對(duì)模擬量信號(hào)的識(shí)別是通過(guò)PLC的模擬量輸入輸出模塊來(lái)完成的。模擬量輸入輸出模塊采用A/D轉(zhuǎn)換原理，輸入端接收來(lái)自傳感器或變送器的模擬信號(hào)，輸出端輸出的模擬信號(hào)作用于PLC的控制對(duì)象。PLC診斷模擬量故障的過(guò)程，實(shí)質(zhì)就是將在相應(yīng)A/D通道讀到的監(jiān)測(cè)信號(hào)的模擬量的實(shí)際值與系統(tǒng)允許的極限值相比較的過(guò)程。如果比較的結(jié)果是實(shí)際值遠(yuǎn)離極限值，則表明軋鋼生產(chǎn)設(shè)備對(duì)應(yīng)的受監(jiān)控部位處于正常狀態(tài)，如果實(shí)際值接近或達(dá)到極限值，則為不正常狀態(tài)。判斷故障發(fā)生與否的極限值根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)相應(yīng)的參數(shù)變化范圍確定，利用PLC上的模擬量設(shè)定開(kāi)關(guān)可精確設(shè)置該極限值。

    當(dāng)模擬量的實(shí)際值達(dá)到模擬量設(shè)定開(kāi)關(guān)的設(shè)定值，PLC還能按照一定的邏輯關(guān)系啟動(dòng)開(kāi)關(guān)量模塊上的輸出位，或者從PLC的通訊口主動(dòng)發(fā)起通訊，從而輸出故障診斷的結(jié)果，并據(jù)此實(shí)現(xiàn)對(duì)軋鋼生產(chǎn)設(shè)備的控制。

    2.3基于中斷方式的故障診斷

    PLC的中斷方式有:

    （1）輸入中斷;

    （2）間隔定時(shí)器中斷;

    （3）高速計(jì)數(shù)器中斷。其中，輸入中斷特別適合于軋鋼生產(chǎn)設(shè)備的故障診斷。它對(duì)應(yīng)于工業(yè)操作站的硬中斷，屬于外部中斷，但PLC的輸入中斷可用PLC的外部指令來(lái)屏蔽。將軋鋼生產(chǎn)設(shè)備的故障信號(hào)作為PLC的輸入中斷源，一旦出現(xiàn)故障信號(hào)，CPU立即響應(yīng)，停止正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)到中斷子程序中去，即可方便地對(duì)故障進(jìn)行處理。它與直接利用PLC的內(nèi)部邏輯完成故障診斷的不同之處在于:采用輸入中斷處理故障時(shí)，可停止PLC主程序的執(zhí)行過(guò)程，而直接利用PLC的輸入和內(nèi)部邏輯處理故障時(shí)，PLC的主程序仍處于運(yùn)行狀態(tài)。因此，要根據(jù)故障對(duì)軋鋼生產(chǎn)設(shè)備的影響程度選擇合適的故障診斷方式。PLC的輸入中斷方式對(duì)后果嚴(yán)重的突發(fā)故障的處理特別有用。3PLC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。專家知識(shí)的整理和表達(dá)由領(lǐng)域?qū)＜液拖到y(tǒng)專家協(xié)作完成。控制模塊是故障診斷系統(tǒng)的核心，它根據(jù)控制指令，利用專家知識(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。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。

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