傳動設(shè)備智能檢測平臺系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

宋凱

（萊蕪鋼鐵股份有限公司寬厚板事業(yè)部，山東 萊蕪 271104）

ABB主輔傳動設(shè)備在寬厚板生產(chǎn)線電氣傳動系統(tǒng)裝機量和設(shè)備投資方面都屬于生產(chǎn)線之最。所使用的變頻器數(shù)量多，安裝地點較分散，其中中壓及低壓傳動系統(tǒng)近500臺套，分布于ER1~ER6電氣室。寬厚板生產(chǎn)線電氣傳動系統(tǒng)自投入使用已經(jīng)10年，設(shè)備性能呈逐步下降態(tài)勢，故障率在逐步提高，由于電氣值班人員少，極大的影響了設(shè)備狀態(tài)檢測效率，值班人員不能及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)隱患、預(yù)警信息，使設(shè)備故障未能在第一時間發(fā)現(xiàn)、解決，給日常變頻器的維護帶來了麻煩，且電氣室之間的網(wǎng)絡(luò)相對獨立，所以目前無法實現(xiàn)集中遠程監(jiān)控。近幾年生產(chǎn)使用中電氣傳動設(shè)備相關(guān)故障停機較多，對生產(chǎn)影響較大，同時在線損壞傳動模塊修復(fù)及更換費用高昂。做好寬厚板生產(chǎn)線電氣傳動系統(tǒng)管控是電氣專業(yè)主要研究方向和工作要點。

針對寬厚板生產(chǎn)線電氣傳動系統(tǒng)點多面廣現(xiàn)狀，通過寬厚板生產(chǎn)線設(shè)備智能信息管理系統(tǒng)，以ABB DriveWindow系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在軋區(qū)建立智能信息管理終端。將傳動設(shè)備運行狀態(tài)、故障告警信息采集，滿足維護人員在設(shè)備故障第一時間就可以對變頻器的狀態(tài)進行監(jiān)控，并可以通過HMI客戶端對變頻器進行部分參數(shù)修改及報警、故障復(fù)位等操作。

1 ABB傳動智能狀態(tài)檢測平臺系統(tǒng)基本架構(gòu)及功能介紹

1.1 系統(tǒng)基本架構(gòu)（圖1）

本項目在設(shè)計時考慮到所使用軟件的穩(wěn)定性、可靠性、可擴展性和將來的維護方便性，所以在ABB系列變頻器的數(shù)據(jù)采集時選用ABB公司提供的DriveWindow軟件作為數(shù)據(jù)采集軟件，增加其可靠性；后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器通過OPC通訊協(xié)議將所有數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)服務(wù)器中，供前端顯示和操作。

網(wǎng)絡(luò)部分。在網(wǎng)絡(luò)機柜中增加交換機作為主線6個電氣室的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯總交換機，分別敷設(shè)網(wǎng)絡(luò)機柜到主線6個電氣室主電氣室的光纜將現(xiàn)場所有變頻器的連接網(wǎng)絡(luò)打通。前端顯示采用西門子WinCC作為人機界面，WinCC通過OPC通訊協(xié)議從后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器中讀寫數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)在前端顯示給操作員，前端顯示的數(shù)據(jù)還包括電流、故障代碼、報警代碼的歷史曲線圖，供操作員查詢，并提供變頻器故障報警語音提醒功能；同時操作員可以通過WinCC人機界面設(shè)置變頻器的常用參數(shù)。

通過整體網(wǎng)絡(luò)布局可以實現(xiàn)：（1）對全線電氣傳動系統(tǒng)進行全時段、全方位監(jiān)控，第一時間了解故障信息，通過故障信息對設(shè)備隱患加以診斷分析，制定改善措施，避免長時間故障停機及事故擴大化；（2）遠程監(jiān)控診斷功能，利用互聯(lián)網(wǎng)電氣專業(yè)人員可以進行遠程數(shù)據(jù)監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)分析進行遠程參數(shù)修改調(diào)試。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

1.2 系統(tǒng)功能說明

網(wǎng)絡(luò)互通。各電氣室網(wǎng)絡(luò)相互獨立是遠程集中監(jiān)控的瓶頸，若要實現(xiàn)遠程集中監(jiān)控必須把各個電氣室的網(wǎng)絡(luò)（以太網(wǎng)）打通。

集中監(jiān)控。集中監(jiān)控是將所有變頻器的數(shù)據(jù)：（1）設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，主要包括變頻器設(shè)備名稱、相應(yīng)編號、運行電流、運行電壓、實際轉(zhuǎn)矩、實際轉(zhuǎn)速、給定轉(zhuǎn)速、變頻器溫度等實時狀態(tài)；（2）報警數(shù)據(jù)，實時采集變頻器報警信息、故障信息、故障代碼、故障參數(shù)等，通過DriveWindow將變頻器數(shù)據(jù)采集到本電氣室的調(diào)試工具中，然后通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)服務(wù)器中（位于ER2或ER4值班室，便于值班電工、相應(yīng)管理人員實時查看)，數(shù)據(jù)服務(wù)器通過不同的設(shè)備管理模塊對數(shù)據(jù)進行功能類型梳理分類，主要包含以下功能：①設(shè)備類型，管理設(shè)備的類型，如按傳動分類，按輥道電機、關(guān)鍵區(qū)域電機分類。每個類型有圖標(biāo)、名稱、權(quán)重（用以排序）；②設(shè)備列表，頁面頂部有篩選工具，按區(qū)域、設(shè)備類型、運行狀態(tài)、關(guān)鍵詞查找，可以添加新設(shè)備，輸入設(shè)備代碼、名稱、類型、變頻器型號、安裝位置，添加成功的新設(shè)備，根據(jù)設(shè)備代碼與監(jiān)控巡檢硬件傳給服務(wù)器的數(shù)據(jù)記錄匹配，得到運行監(jiān)測實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)折線圖和報警記錄，從App客戶端創(chuàng)建的工單可在運維記錄中查看；③變頻器型號，通過錄入的設(shè)備列表關(guān)聯(lián)出所有的變頻器型號，點擊一個變頻器型號，可以反查出使用該變頻器的已入庫的設(shè)備，查出此類變頻器備件現(xiàn)存數(shù)量及放置區(qū)域，查出該變頻器上機時間，同時通過事先提供變頻器配置信息，在后臺頁面編輯界面，管理員可再次編輯變頻器的品牌、設(shè)備型號、額定電壓、額定功率等展示用的信息。

數(shù)據(jù)服務(wù)器將這些數(shù)據(jù)共享之后，遠程控制中心的電腦就可以查看和修改所有計算機的相關(guān)參數(shù)。

2 該傳動智能狀態(tài)檢測平臺系統(tǒng)的技術(shù)先進性

（1）實現(xiàn)遠程狀態(tài)監(jiān)控。前端顯示采用西門子WinCC作為人機界面，WinCC通過OPC通訊協(xié)議從后臺數(shù)據(jù)服務(wù)器中讀寫數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)在前端顯示給操作員，前端顯示的數(shù)據(jù)還包括電流、故障代碼、報警代碼的歷史曲線圖，供操作員查詢，并提供變頻器故障報警時的語音提醒功能；同時操作員可以通過WinCC人機界面設(shè)置變頻器的常用參數(shù)。

（2）實現(xiàn)遠程故障診斷。通過設(shè)備故障診斷技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，對設(shè)備的運行狀況進行診斷分析，并可通過軟件進行遠程參數(shù)修改調(diào)試。

3 結(jié)語

生產(chǎn)線設(shè)備智能信息管理系統(tǒng)開發(fā)能夠快速準(zhǔn)確了解設(shè)備運行狀態(tài)，第一時間處理設(shè)備故障問題，對設(shè)備智能管控技術(shù)的發(fā)展和完善有著重要意義，相關(guān)研究正在國內(nèi)廣泛開展。該項目為生產(chǎn)線信息化建設(shè)即大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)的第一步，以實現(xiàn)設(shè)備集中監(jiān)控為基礎(chǔ)，實現(xiàn)設(shè)備的日常維護、故障查詢、故障推送為依托，建立健全設(shè)備日常生產(chǎn)過程中的大數(shù)據(jù)庫。