浅谈基于造型线的故障智能报警系统

郑世达，赵林栋，曹 伟，张成纪，孙玉霞，韩冬生

（国机铸锻机械有限公司，山东济南 250306）

0 引言

目前在机械制造业产业化、工业化、现代化以及高新技术迅猛发展的今天，由于工业生产过程复杂，设备繁多，特别是工业产品生产线在日常生产中不间断操作的情况下，设备间的相互配合以及故障报警信息的快速识别和处理，作为生产过程中重要因素自然就成为企业生产过程中的重要研究对象。比如铸造行业，造型设备的运行状态、维护以及保养，异常情况的快速处理都直接影响到工厂的生产效率和收益。设备的运行过程是企业管理以及维修的重要组成部分，而报警系统的目的是在故障发生前通过设备状态的监测与诊断，掌握设备有无劣化情况，以期发现故障的征兆和隐患，及时进行预防、维修以控制故障的发生，在故障发生后，及时分析原因、研究对策、采取措施排除故障或改善设备，防止故障再次发生。

1 故障报警系统的组成结构

图1 智能报警的系统组成

造型线的故障报警系统主要分为6 大块，本文所提到的内容只是在日常的实际工业生产中应用比较有效的、清晰的且具有实用性的一个智能报警方法和技巧而形成的一个报警系统。不同的系统可能有不同的报警机制相适应，对于复杂系统，更是要灵活运用各种方式，结合各种方法，通过仿真、实验得到最理想的报警方法。

2 基于PLC 控制的一种设备故障智能报警系统

由于目前采集手段越来越先进，大部分自动控制系统中故障报警点能采集到整个系统的百分之九十以上的数据信息。尤其是多流程的复杂系统，在流程选择及运行的过程中应该能及时地提示故障。在做这个报警系统时尽可能的排除其他干扰，优化报警的精细度，避免因为报警信息过多对维修和操作人员造成困扰，从而造成设备维修的困难性和复杂性。

2.1 报警信息位置精准定位

报警信息位置精准定位系统优化并解决了一些老旧设备在出现问题时报警信息不准确和误报警的现象，摒弃了传统老设备报警信息冗杂、不易理解的弊端。新的报警信息位置精准定位系统是通过在控制程序中添加触发点，通过程序的扫描，到达程序的控制步时同时检测报警是否成立，当报警成立时，该报警将直接提示信息，不会因为程序流程还未到达或者已经过了设备的控制位置，报其他地方的错误，从而造成为误报警，影响操作人员的判断。

此项优化后能够准确的指向问题所在位置，清晰的反映出问题的诱因和状态，便于理解和解决问题。避免了操作人员在遇见设备故障停机时对设备的故障判断不准确导致检修时间过长影响生产效率的现象。

2.2 报警信息智能文字提示

报警信息智能文字提示系统能准确的反映出故障设备的名称。当遇到设备停机时，操作人员在打开设备报警视图后对设备的实际情况进行一个初步的预判，然后根据实际情况解决问题。如果不能尽快解决当时的突发问题，可以选择进入智能报警文字提示系统。当进入系统后，操作人员只需要根据相关内容提示找到故障设备，然后解决问题即可。内容提示有详细的问题出现的诱因以及解决的方法，操作人员可以通过报警提示的相关内容进行问题排查、排除。

图2 报警信息位置精准定位

图3 报警信息处理后的效果

图4 报警信息智能文字提示

一个成熟且优秀的报警系统也需要帮助操作人员以及维修人员分析故障出现的原因以及寻找解决办法。目前大多数一线的操作人员的年龄构成、知识学历都相对比较落后，当他们遇到问题时只能坐等技术人员或者厂家的售后人员进行解决，无法第一时间让设备恢复生产，这个时候如果HMI 能够提示出故障报警的原因和解决方法，这样在厂房售后人员不在场或者不在线的情况下，操作人员根据内容提示或者视频的形式能够快速解决问题，避免耽误生产。

2.3 报警信息智能语音播报

智能语音播报系统具有很强的兼容性和可塑性，用户可以根据自己的需求对设备的运行进行实时的判断与处理。比如设计者在制作报警的时候就将报警划分为：一般、普通、重要、紧急，并以不同的颜色区分，设置语音播报紧急和重要的报警，通过第三方软件读取报警信息并播报，实时的播报现场各个设备、单机的状态结果。设备在运行过程中出现故障,立即采集故障信息，一方面在上位机端显示设备故障参数信息，另一方面根据故障代码查询数据库语音文件, 匹配后驱动语音文件实现故障语音报警功能, 准确报警设备出现了什么故障。并将故障信息上传到服务器,进入设备故障后继管理功能,制订维修计划,如维修人员计划、维修工具计划和备件计划等。进一步方便了管理人员以及检修人员了解掌握设备的实时、以及各种状态时的信息。

3 报警数据与其他接口对接

3.1 报警信息报表导出与存储

报警信息报表导出与存储，此功能可以将设备的报警信息生成Excel 表格进行导出，甚至可以进一步统计出设备出现问题的次数和概率。通过此项功能可以进一步发现易出现问题的设备和地方，在检修的时候有重点的进行检修，避免了浪费人力物力和时间成本。

3.2 报警信息处理以及与MES 对接上传的展望

“报警数据MES 上传”静压造型线智能报警系统可以提供给MES 系统采集数据的相关接口。MES 系统可以通过大数据分析产品在生产过程中遇到的各种问题和处理结果，以便于及时调整生产和检修、维修之间的相互配合，提高车间的生产效率。

故障报警的实时性和硬件系统也有很大关系，目前工业以太网的实现，通过接口将短信、微信小程序以及电话相融合，便于厂家售后人员得到第一手的设备状态，进而快速分析和处理，将来也会将整个车间的信息系统作为一个数据库，通过大量数据对设备的运行状态做出分析，提前预警，将信息发给操作人员，避免因为故障造成停线影响设备运行。

图5 报警信息智能语音播报

图6 报警信息报表导出与存储

4 总结

目前我们基于西门子触摸屏开发设备故障报警系统，该系统可实现在设备启动和运行时如果出现设备故障,立即显示故障设备和故障信号。该系统有以下特点∶（1）实现设备故障实时检测,提供报警窗口、报警历史记录两种报警方式；（2）能够快速准确地在任意操作界面上显示故障设备和故障信号；（3）可保存最近一定数量的报警信息, 以便于随时查看、打印报警历史记录；（4）无需专业知识即可判断故障设备和故障信号，并进行相应的故障解决提示。

本文以铸造行业为例，针对企业工厂在实际生产过程中过所遇到的难点、急点，提供一个可行性的解决方案。利用设备自身的优势，实现对问题的排除和处理，从而达到遇到故障后快速发现，发现问题后快速处理，处理问题后快速恢复生产的目的，更好的服务于工厂的生产运行。