PLC在軋鋼生產(chǎn)故障診斷中的應(yīng)用研究
3 plc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)備故障檢測信號、控制指令和專家知識的接收工作。處理模塊要求能自動實現(xiàn)特征參數(shù)提取、控制指令代碼轉(zhuǎn)換的功能。專家知識的整理和表達(dá)由領(lǐng)域?qū)＜液拖到y(tǒng)專家協(xié)作完成?？刂颇K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，完成從故障特征到故障原因的識別工作。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。輸出模塊通過聲光報警裝置和人機(jī)界面，給出故障定位、預(yù)報和解釋的結(jié)果。其中，人機(jī)界面還能提供排除故障的技術(shù)路線。實現(xiàn)信息源從輸入模塊到輸出模塊的全自動流向，減少人在其中的干預(yù)作用，是軋鋼生產(chǎn)設(shè)備對其故障診斷系統(tǒng)的要求。采用plc的故障診斷系統(tǒng)，有助于實現(xiàn)故障診斷過程的自動化。
4 利用plc和操作站實現(xiàn)智能化診斷的方式
實現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)設(shè)備故障診斷的智能化，可充分利用專家知識，提高診斷效率，是故障診斷技術(shù)發(fā)展的一個重要方向。由于目前的plc產(chǎn)品不具備自動獲取和存儲專家知識的功能，所采用的編程語言無法完成控制層中的計算推理功能，因此，單純采用plc的故障診斷系統(tǒng)的智能程度是相當(dāng)有限的。為此，可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通訊技術(shù)，將plc和操作站聯(lián)接成網(wǎng)絡(luò)，互相取長補短，共同構(gòu)成故障診斷的硬件系統(tǒng)。plc采用并行分布式結(jié)構(gòu)，作下位機(jī)使用，操作站作為上位機(jī)，可完成plc的程序下裝，實施對多臺plc的管理，進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)運算，建立數(shù)據(jù)庫，存儲專家知識，其輸入輸出設(shè)備可用作診斷過程的人機(jī)交互。plc與操作站通過兩種方式聯(lián)接成一個整體：一是通過plc的通訊口和操作站的通訊口進(jìn)行聯(lián)接，二是通過plc的輸入輸出端子與操作站上的開關(guān)量板和a/d板進(jìn)行聯(lián)接。其中，plc通過通訊口傳遞給上位機(jī)的故障信號多達(dá)2個或2個以上時，上位機(jī)要通過編碼進(jìn)行識別，而通過plc輸出端子傳遞給上位機(jī)的故障信號，上位機(jī)要通過開關(guān)量板輸入端子的地址來識別。plc輸入端子可接受來自上位機(jī)的控制信號或故障信號。網(wǎng)絡(luò)中的plc和操作站在故障診斷系統(tǒng)中各自扮演著不同的角色。通常情況下，故障診斷過程中復(fù)雜的邏輯判斷、開關(guān)量故障信號的檢測以及在嚴(yán)重故障狀態(tài)下對設(shè)備進(jìn)行的保護(hù)可交給plc完成，而復(fù)雜的數(shù)值計算和人機(jī)交互可在上位機(jī)上完成。
5 應(yīng)用效果
整個車間自動化系統(tǒng)為二級控制系統(tǒng)，即設(shè)備控制級和信息管理級，設(shè)備控制級即一級系統(tǒng)為rmc200軋線控制系統(tǒng)，采用abb master piece系統(tǒng)，由10套abb master piece200/1過程站、3套master piece90過程站、和3臺advant station 500系列操作站、1臺vt340監(jiān)控站及2臺masteraid220編程器構(gòu)成。各過程站之間的網(wǎng)絡(luò)通訊采用master bus300（簡稱mb300），通過加熱爐的過程站與二級信息管理級進(jìn)行通訊。每一個mp200/1過程站通過一個dscs140通訊板連接到mb300網(wǎng)絡(luò)上，通過mb300網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通訊板上可以設(shè)定地址開關(guān)，據(jù)此來確定該節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)上的位置。對于mp200/1與打捆機(jī)mp90的通訊，通過rmc7系統(tǒng)中的通訊板dscs131連接至modem，打捆機(jī)上也分別裝一modem和通訊板dscs131，由modem來實現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊。在加熱爐rmc1的mp200/1系統(tǒng)中，通過dscs150板與二級計算機(jī)系統(tǒng)ibm netifinity 5000 服務(wù)器通訊，二者通過gcom網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。下面以rmc2為例，簡介實現(xiàn)軋鋼生產(chǎn)設(shè)備故障診斷的智能化。
rmc2實際上包括三套plc:rmc2、rmc52、rmc62，rmc2主要完成的控制功能有：軋制程序表的設(shè)定及存儲、爐前裝料設(shè)備控制（包括熱送和裝冷坯兩種情況）、爐前鋼坯測長與稱重、加熱爐出口設(shè)備控制、粗軋機(jī)主傳動控制、粗軋機(jī)微張力控制、6#剪子控制;rmc52主要完成的控制功能有：中軋機(jī)控制（包括速度級聯(lián)、速度給定、跟蹤）、軋線模擬軋鋼測試、中軋機(jī)組的活套掃描器控制;rmc62主要完成的控制功能有：精軋機(jī)控制（包括速度級聯(lián)、速度給定、跟蹤）、精軋機(jī)組的活套掃描器控制。rmc2、rmc52、rmc62三者既需獨立完成分配給自己的控制功能，又環(huán)環(huán)相扣，互相聯(lián)鎖制約著，若中軋機(jī)組的活套掃描器控制中有差錯，軋鋼控制系統(tǒng)無法正常運行，6#剪子立即碎斷，防止軋線堆鋼，同時，加熱爐停止出鋼，直至故障解除。
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