翻车机故障追溯系统的研究与应用

张舒琦 秦皇岛港股份有限公司

一、项目背景

自2006年4月秦皇岛港煤五期工程正式投产运营以来，煤五期所用设备一直处于超设计能力高位运行状态下，设备逐渐老化，故障逐年增多，给设备维护运行带来很大的压力。由于技术人员不能够24小时在第一线对设备进行操作和状态监控，造成许多设备故障不能及时分析，对于设备出现的问题只能够通过事后的报警记录、现场录像、各个设备的关键数据记录和司机口述等手段进行事后分析推断，往往不能很好的判断出故障发生原因。对于设备的重大事故，尤其是对于司机的操作失误所造成的设备损害，由于缺乏当时司机操作的实时记录，最终责任更是难以认定。因此，如果能够记录设备运行状态以及司机操作记录，并且能够按照设备上位机操作页面模式进行设备运行状态回放，将无疑大大提升技术人员对于设备运行状况的一个把握以及极大缩短故障原因排查时间。

二、整体设计

翻车机PLC内标签数量达到将近万个，其中很多标签都是程序执行过程中连锁控制的中间变量，对于此系统并无太大应用意义。因此有必要将翻车机的各类标签进行筛选和分类，只将能够显示翻车机状态信号的标签找出，并且按照翻车机的结构进行分类，这些将标签分为“C_Dumper”“C_Grippers_Hoppers”“C_MCC”“C_PLC”“C_Positioner”“Operator”。具 体 说明如下

C_Dumper翻车机的各个状态参数，如靠车板位置、压车梁状态、制动器状态、翻车机翻转角度、机上车厢定位光电管状态等；

C_Gripper_Hoppers为夹轮器和给料器状态，包括夹轮器打开、关闭状态、料位高低状态、闸板状态等；

C_MCC为各个设备的供电状态，例如翻车机液压泵分合闸状态、夹轮器液压泵分合闸状态、定位车电机分合闸状态等；

C_PLC为PLC内 各 个DeviceNet站 的状态；

C_Positioner为定位车状态，包括主臂、辅臂、勾头状态，定位车行走前后限位状态等；

Operator为操作状态，记录了司机手动、自动选择按钮状态，循环自动启动状态以等。

将标签分类后需要考虑标签存储的问题，因此在标签内规定好相应的PLC内数组的位置，同时考虑到数据库存储和查询问题，将标签分为“Cstatus1～Cstatus8”，这些“Cstatus”代表了对应的标签大类在数据库内的对应分组。

图1 翻车机故障追溯上位机画面

在设备的PLC控制程序内根据所规划标签的分类以及对应的PLC数组存储位将对应的设备状信号发送到指定数组存储位内。PLC内状态标签采用Dint32类型，可以将32个状态标签的二进制位数通过一个十进制位数体现。这样一个十进制数就能涵盖32个状态，在数据存储的时候，只需要一个存储一个数据，极大节省了存储空间，为后续的数据查询速度提供了保证。

由于需要将PLC信号存入到数据库内。首先通过RsLinx建立OPC通讯，然后应用Microsoft VisualBasic，通过OPC通讯将设备参数采集并存入到Oracle数据库中。Microsoft VisualBasic与最终的上位程序运行在同一服务器中，节省了服务器运行空间。在数据库内，建立表格C_C_STATUS_HISTORY，将PLC标签进行存储。

由于CSTATUS记录的都是十进制数据，需要将对应的十进制数进行拆解为对应的二进制数，并且将二进制数的每一位与相对应的标签状态关联上。

在数据库内建立视图，调用十进制转二进制程序，将数据库内存储的标签状态十进制数转换成相应的二进制数。然后通过读取数据的位数以及二进制的0和1状态，判断相应的限位信号状态。

翻车机故障追溯页面在原有翻车机页面保持一致，但是在页面上增加了时间输入文本框，同时增加运行、快进、慢放、暂停等按钮；在页面上删除不必要显示标签。增加按钮后，通过FacotoryTalk ViewStudio自带的VBA，将数据库内的信息按照时间分段查询，并将查询结果逐条的赋值到标签内，使得设备完全还原设定时间的状态，从而为设备维护人员提供设备运行参考。

在页面上，增加对于录像硬盘的链接，可通过打开IE浏览器自动观看录像，方便调取现场画面。硬盘录像机采用浙江大华录像机，该录像机能够实现定时录像、触发录像、优先级录像等功能。该录像机还可以实现网页发布功能，通过EtherNet访问查看各个摄像头的录像。故障追溯上位机如图1所示。

三、实施效果

通过上述过程，能够将翻车机的状态数据读入到操控页面相对应的操控页面中，使得设备状态在相应的时间内回放，帮助设备维护人员进行故障原因追溯，对于重大设备事故进行调查取证。从图1中可以看到设备的光电管、定位车、翻车机、皮带秤等能够随着数据的赋值发生改变，类似录像放映。通过点击“调取录像”按钮，可以直接打开录像，查看当时的监控视频翻车机故障追溯系统的应用，建立了对于翻车机运行状态以及操作状态的回放系统，方便技术人员按照特定的时间观看翻车机运行故障，极大方便了技术人员故障查询、故障原因查找，提高了故障处理的速度。同时，由于能够追溯司机操作步骤，也极大约束了司机的合理操作。