探讨港口设备的现代电控系统的远程诊断技术

摘 要：在我国社会经济快速发展的今天，我国港口通过现代设备处理货物的能力得到很大提升，为了更好规范快捷的对港口货物进行自动装卸，就必须利用电控系统的运用来实现。而在无法对电控系统进行近距离控制时，需要通过计算机技术来实现对电控系统的远程诊断，来实现对系统的有效控制。本文结合笔者多年的从业经验，就主要针对港口设备的现代电控系统远程诊断技术的相关问题进行简单的分析。

关键词：港口设备 现代电控系统 远程诊断技术

中图分类号：TH2065；TP271.4文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）-0020-02

最近几年以来，我国港口设备不断向着现代化、大型化、自动化的方向发展，设备上采取的现代电控系统的复杂程度也在不断的随之提高。由于港口设备在运行过程中所处环境具有一定的特殊性，相比于机械类零部件，电子类元器件发生故障的概率更高。在电控系统出现故障时能否及时对其进行诊断并采取措施予以排除，会直接影响到港口生产的效率。而随着远程故障诊断技术的不断推广，进一步解决了港口设备现代电控系统中出现的故障问题。因此，本文主要采取了远程故障诊断技术，针对某港口桥式起重机的机电控制系统，专门设计了一个远程故障诊断系统，有效的对该系统中出现的故障进行了实时监测和诊断。

1 远程故障诊断技术概述

1.1 远程故障诊断技术具有的主要优点

将网络通信和故障诊断两大技术有机的结合起来，就是本文所述远程故障诊断技术的根本所在。一旦设备在运行中出现了问题，现场安装设置的监测系统就可以及时通过互联网与远程故障服务中心当中的诊断系统有机连接起来，通过把采集到的故障信息传送到远程服务中心进行分析和判断，快速把获得的故障诊断结果传送回现场监测站，及时采取措施进行维修。相对于传统诊断技术来说，该技术的主要优势之处体现在下述三个方面：首先，可以在更短的时间内诊断和排除设备运行中所发生的故障，避免了故障对设备产生过大的影响；其次可以进一步加快设备维修的响应速度，减少维修成本；最后还可以尽可能的缩短由于故障而导致的停机时间。

1.2 远程故障诊断具有的关键性技术问题

在进行远程故障诊断的过程中，被诊断设备和诊断系统通常都会设置在不同的地点，主要通过通信网络来完成相关数据信息的交互，因此远程故障诊断技术的一个主要特点就是具有跨地域性。但是如何能够对现场监测站获得的数据进行分析和诊断，就需要解决下述几个主要问题：在网络模式下如何进行信号的采集工作、数据的处理和传输工作、数据库的设计以及故障的分析和诊断工作等。

2 港口设备管理系统模型

在现代港口设备管理中通过构建系统模型可以对港口中所使用的各种设备的作业情况进行采集和分析，提高港口设备管理的水平。而港口设备管理系统可以为相关的管理工作人员及时提供更多的设备以及生产信息，进而实时调整设备管理策略。对于过去采取的设备管理方法来说，会利用到大量的人力来统计各种报表信息，冗余环节过多，花费的周期过长，得到的管理信息的准确性也不高，根本不能及时的对设备当前的运行状态进行跟踪和反应。所以在实际生产中不断的对这些信息处理方法进行改进，极大程度的满足了现代港口设备管理的实际需求。港口设备管理系统为信息使用者创建了更便捷的信息交流平台，能够及时找到所需设备的相关信息，并对这些信息进行快速分析和处理。

2.1 硬件系统

只有在充分利用已有硬件资源的基础上，才可以进一步完善港口设备管理系统的设计工作。目前我国很多较大型的港口都根据自身特点建设了相应的设备管理系统，通常在通讯设备方面主要包括两种，一种是有线网络；另一种则是无线网络，所发出的通信信号基本上可以将整个港口完全覆盖。因此，港口在满足了设备管理以及作业生产两大系统对信息传输性能的要求之后，可以提高充通讯资源的利用率，设计出更加完善的港口设备管理系统，提高整个港口的生产效率。而且在构建港口设备管理系统的过程中还可以对不同的设备进行充分考虑，通过充分运用组域的概念，实现设备的全面管理和信息的全面采集，将这些分析结果利用通讯网络快速的传递到其他的节点，保证了网络系统运行的可靠稳定性，只需要和服务器相互连接就可以对地面设备进行实时监测和管理，并在一定时间内对各种数据信息进行不断的更新。由此可见，该方法不仅可以确保各种软件相互匹配，还可以让拥有一定权限的其他设备进入管理系统实现对地面设备的有效监测和管理。除此之外，如果企业具有较强的经济实力，还可以对服务数据进行双击备份，以此来提高数据的完整性，确保数据存储的安全性。

2.2 软件系统

管理系统软件主要包括静态和动态两种。对于不同种类的设备来说，其所具有的动态管理系统通常也是不一样的，这就会造成数据库结构当中的数据文档也不一样。所以通过在静态管理系统当中针对不同的数据库设计相应的转换接口，可以确保静态系统和动态系统之间更好的进行数据交换。通常在静态管理系统模型当中会包括下述几个模块，分别是：故障统计模块、设备履历模块、信息统计模块、计划维修模块以及备件模块等，这些模块之间的信息能够进行及时的共享和沟通。相关管理人员也可以充分利用这些模块当中的信息来设定工作计划、合理安排工作人员、及时分析故障问题，并可以将成本控制在合理范围内。

3 港口设备电控系统远程故障诊断系统的具体设计方法与实现情况

3.1 港口设备电控系统中采取远程故障诊断技术的主要作用

根据目前我国大型港口各种设备的实际运行状况，通常机械部分发生故障的几率会明显低于电气部分，而且在维修保养方面，机械部件所提出的要求也远不及电气系统。实际工作中可以选择的电控方案非常多，即使是同类型的设备也会出现若干种不同的电控系统。而随着现代科学技术的不断发展，我国港口设备的电控系统平均四年就会进行一次更新，进一步加大了设备的维修和保养难度。一旦设备发生故障以后得不到及时的解决，就会对港口的日常生产作业造成极大的影响，在给企业带来经济损失的同时，还会引起一系列的社会问题。因此有必要加强港口设备电控系统的故障监测力度。

远程故障诊断技术可以说是一个切实可行的解决方案。本文主要以某港口公司所采用的型号为50T-50M集装箱岸边桥式起重机电控系统作为分析案例，针对其特点设计了相应的远程故障诊断监控系统。该设备电控系统具有较强的典型性，而且采用2000系列PLC、656DC5变流装置、CP316HCPU以及676H5变频装置等共同构成了全数字控制变频系统。

3.2 港口设备状态监测系统具有的主要功能

其一，为了给远程诊断奠定良好的基础，可以在远程监测系统运行的基础上，实时监测单机控制室当中的状态数据。其二，对于一些特殊的情况，可以利用远程个人计算机及时获得单机控制室当中的PLC数据。其三，可以利用远程个人计算机储存相关数据，提高数据的安全性和完整性。其四，进一步分析已存储的数据，快速生成相关的统计分析表。其五，根据实际需要利用计算机为远程诊断技术提供必要的服务支撑。

3.3 远程故障诊断系统的具体设计方法

（1）远程故障诊断系统需要具备的主要功能。①在远程故障诊断系统当中，远程PC机要利用企业内部网络动态跟踪桥式起重机控制室内PLC所产生的实时信息；②在得到相关许可认证之后，远程PC机要利用企业内部网络及时跟踪控制桥式起重机控制室内PLC所产生的实时信息；③远程PC机还要及时保存桥式起重机控制室PLC所产生的各种日常数据以及相关的故障数据等，并在规定时间内自动生产相应的统计分析报表。

（2）为了实现远程诊断目的所采取的主要技术。①针对PLC的具体配置情况和信号的采集、分析、储存以及传送等情况进行研究，确保远程诊断目的的顺利实现；②针对性的研究PLC通信协议，主要研究内容包括PLC源程序、变量内存地址分配表等信息；③构建PLC试验装置的同时展开与其相匹配的软件开发工作以及调试工作；④根据处理终端所具有的功能以及界面所提出的要求，做好相应数据采集系统的开发工作；⑤通过建设公司子网，对一些重要用户进行授权设置。

（3）针对该港口桥式起重机电控系统进行远程故障监控系统的设计。通过应用通讯网络技术来展开具体的设计工作。在本次设计中我们可以把桥式起重机电控系统中相应的通讯网络划分为下述三个具体的层次：①远距离I/O信号与PLC之间的通讯网络。该网络的主要功能是进行相关数据信息的采集、严格执行下达的命令等，构成部分包括若干个现场I/O模块，为了和PLC主框架上的通讯模块连接在一起使用了通讯线缆，由此通讯模块就可以对现场的所有I/O模块进行通讯；②驱动器和PLC之间的通讯网络层。该网络主要是通过一根具有屏蔽作用的三芯对绞线把现场多个驱动器和PLC主框架上的通讯模块相互连接在一起，以这种方式来完成信息的传递工作，让PLC能够有效的实现对驱动器的控制目的。而且在相应的显示装置上还可以将驱动器的各种信息等全部显示出来，通过使用通讯模块及时将其传递到PLC，以便于维修护理人员准确找到出现故障的位置以及引起故障的原因；③控制计算机和PLC之间的通讯网络层。在对该网络进行设计的过程中利用计算机完成PLC以及驱动器的编程任务以及配置工作；④有效的实现远程监控的目的。对于该港口使用的桥式起重机电控系统来说，通过采用远程故障监控系统能够结合企业内部网络顺利实现。

4 结语

随着信息技术的不断发展，大型港口设备的诊断技术也在不断地发展，伴随着计算机技术应用的范围日渐广泛，其现代电控系统的远程诊断技术也在促进设备维护与管理方面起着重要的作用。通过港口设备的远程诊断技术的不断发展，我国在港口设备的现代化电控系统的应用方面也将不断地进步，以此促进我国港口设备管理水平的不断提高。

参考文献

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