專利名稱：高爐槽下故障診斷與處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐槽下供料系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高爐槽下系統(tǒng)具有設(shè)備類型較少，但數(shù)量較多而且操作較復(fù)雜的特點。設(shè)備數(shù)量 多導(dǎo)致出現(xiàn)故障的概率較高，而不同故障或者相同故障的不同處理方法會導(dǎo)致不同的結(jié) 果，這就要求操作員在整個過程中需保持較高的注意力和處理水平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高爐槽下故障診斷與處理方法，本方法 能對高爐槽下系統(tǒng)中各種不同的故障進行診斷，并自動采取相應(yīng)的處理方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是高爐槽下故障診斷與處理方法是通過安裝在故障響 應(yīng)PC上的故障診斷與處理程序?qū)崿F(xiàn)的，故障診斷與處理程序包括OPC客戶端、后臺數(shù)據(jù)庫、 故障處理程序和操作界面；OPC客戶端與OPC服務(wù)器交互數(shù)據(jù)，進行PLC實時數(shù)據(jù)的同步與更新；后臺數(shù)據(jù)庫 與故障處理程序保持通訊，并為其提供故障案例和處理方法；故障處理程序?qū)λ杉瘮?shù)據(jù) 進行分析以確定故障內(nèi)容，并結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫提供處理方法；操作界面提供故障列表、工作 方式選擇和對話框。本發(fā)明的優(yōu)點在高爐原有控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上只需增加一臺故障響應(yīng)PC機，設(shè)備投 資少，占地小，使用效果好。


圖1是高爐光纖環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。圖2是系統(tǒng)軟件控制流程圖。圖3是故障響應(yīng)流程圖。圖中，1 =PLC ；2 操作站；3 主交換機；4 子系統(tǒng)交換機；5 :0PC服務(wù)器；6 故障響 應(yīng)PC。
具體實施例方式高爐槽下故障診斷與處理系統(tǒng)采用0PC(0LE for Process Control)方法與 PLC (可編程邏輯控制器)通訊，通過后臺數(shù)據(jù)庫對故障案例和處理方法進行管理，且案例 庫具備開放性，可以根據(jù)實際需求進行擴充。同時，根據(jù)操作人員的不同要求，該系統(tǒng)能提 供多種處理方式，包括全自動故障響應(yīng)。如圖1所示，高爐槽下故障診斷與處理系統(tǒng)包括PLC 1、操作站2、主交換機3、子系 統(tǒng)交換機4和OPC服務(wù)器5，它還包括故障響應(yīng)PC 6。它們之間的連接關(guān)系是主交換機3 與子系統(tǒng)交換機4組成高爐環(huán)網(wǎng)，OPC服務(wù)器5、各系統(tǒng)的PLC 1和操作站2均為環(huán)網(wǎng)站點，
5故障響應(yīng)PC 6通過OPC服務(wù)器5與PLC 1交互數(shù)據(jù)。如圖2所示，上述系統(tǒng)的故障診斷與處理方法通過故障診斷與處理程序?qū)崿F(xiàn)，故 障診斷與處理程序包括OPC客戶端、后臺數(shù)據(jù)庫、操作界面和故障處理程序。OPC客戶端安 裝在故障響應(yīng)PC上，OPC客戶端與OPC服務(wù)器交互數(shù)據(jù)，進行PLC實時數(shù)據(jù)的同步與更新。 后臺數(shù)據(jù)庫與故障處理程序保持通信，并為其提供故障案例。操作界面安裝在故障響應(yīng)PC 上，提供故障列表、工作方式選擇和對話框。故障響應(yīng)PC上還裝有后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，與故障處理程序進行通信。后臺數(shù)據(jù) 庫管理系統(tǒng)進行故障案例管理、優(yōu)先級管理和故障響應(yīng)管理；故障案例管理系統(tǒng)采用基于 設(shè)備類別的方式從后臺數(shù)據(jù)庫中提取故障案例。故障診斷與處理程序的響應(yīng)是通過后臺數(shù)據(jù)庫提供的優(yōu)先級進行管理的，故障優(yōu) 先級以阿拉伯?dāng)?shù)字進行標(biāo)記，數(shù)字越小，優(yōu)先級越高，故障診斷與處理系統(tǒng)總是顯示和處理 當(dāng)前優(yōu)先級最高的故障。故障診斷與處理系統(tǒng)的整個工作過程包括對故障的響應(yīng)和工作方式的選擇。系統(tǒng) 通過OPC客戶端讀取PLC 1數(shù)據(jù)，在故障發(fā)生后，故障處理程序迅速進行故障識別和分類， 并通過后臺數(shù)據(jù)庫提供的故障優(yōu)先級響應(yīng)優(yōu)先級最高的故障。響應(yīng)方式由操作員在操作域 內(nèi)預(yù)先或?qū)崟r指定，包括后臺自動處理、報警文本、對話框提示和無響應(yīng)。在故障處理程序 從后臺數(shù)據(jù)庫查詢到該故障的工作方式后，按照其對應(yīng)的響應(yīng)方式進行處理。當(dāng)采用后臺 處理方法時，系統(tǒng)將結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫的故障案例快速響應(yīng)，然后通過OPC服務(wù)器5將響應(yīng)流 程的數(shù)據(jù)傳送到PLC 1，并通過操作界面提供故障列表。當(dāng)采用報警文本的處理方式時，系 統(tǒng)通過操作界面提供故障列表。當(dāng)采用對話框提示的處理方式時，系統(tǒng)通過操作界面提供 對話框，對話框的選項包括后臺自動處理和手動處理；若選擇后臺自動處理，和直接后臺自 動處理的方法一致；若選擇手動處理，則轉(zhuǎn)人工赴現(xiàn)場進行處理；系統(tǒng)還通過操作界面提 供故障列表。若該故障對應(yīng)的是無響應(yīng)的工作方式，則系統(tǒng)不予處理并無任何提示，只是將 其記錄在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。操作界面提供的的對話框總是顯示當(dāng)前最新且優(yōu)先級最高的故障，其包括故障發(fā) 生時間、故障識別及分類信息、故障分類操作域和故障處理操作域。下面進一步詳述本發(fā)明及其工作過程1.功能描述高爐槽下故障診斷與處理系統(tǒng)是基于OPC (OLE for Process Control)方法的通 用平臺，其主要工作對象為高爐槽下供料系統(tǒng)，具有以下基本特點(1)基于OPC方法獲取PLC實時數(shù)據(jù)；(2)主控界面采用Visual Basic編程；(3)采用后臺數(shù)據(jù)庫管理故障案例；(4)案例數(shù)據(jù)庫具有可擴充性；(5)根據(jù)故障優(yōu)先級和系統(tǒng)工作方式給出故障處理建議或發(fā)出故障處理指令。2.系統(tǒng)構(gòu)架2. 1網(wǎng)絡(luò)配置高爐區(qū)域主干通訊網(wǎng)采用光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。各系統(tǒng)均設(shè)有交換機(包括主交換機3和子系統(tǒng)交換機4)，通過光纖互聯(lián)形成環(huán)網(wǎng)，各系統(tǒng)PLC 1通過雙絞線連接至其交換機。系統(tǒng)備有OPC服務(wù)器5，可獲取高爐所有PLC 1的實時數(shù)據(jù)。根據(jù)PLC 1及其控制軟件選型不同，OPC服務(wù)器5的實現(xiàn)方式有以下幾種
(1)控制軟件支持OPC服務(wù)器5 (如SIEMENS等)，通過控制軟件構(gòu)建并啟動OPC 服務(wù)器5 ； (2)控制軟件不支持OPC服務(wù)器5 (如GE FANUC)，此時需通過第三方軟件構(gòu)架并 啟動OPC服務(wù)器5，一般可由高爐二級系統(tǒng)完成。高爐槽下故障診斷與處理系統(tǒng)的OPC客戶端，向OPC服務(wù)器5獲取所需PLC 1的 實時數(shù)據(jù)。由于環(huán)網(wǎng)自身的特點，OPC服務(wù)器5和客戶端可以從任一點接入網(wǎng)絡(luò)，也可由子 系統(tǒng)的工控機兼作OPC客戶端。2. 2軟件原理高爐槽下故障診斷與處理系統(tǒng)的控制流程如圖2所示。圖2中采用槽下系統(tǒng)工控機(即故障響應(yīng)PC 6)兼作OPC客戶端的方式，工控機 上安裝槽下故障診斷及處理程序。工控機作為OPC客戶端從OPC服務(wù)器5獲取PLC 1的實 時數(shù)據(jù)，由系統(tǒng)進行故障識別和分類，并結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫和操作員通過對話框設(shè)定的工作 方式完成故障響應(yīng)。3.工作方式高爐槽下故障診斷及處理系統(tǒng)包括三個部分0PC客戶端、后臺數(shù)據(jù)庫和操作員 接口(操作界面)。3. IOPC 客戶端OPC客戶端的主要功能是和OPC服務(wù)器交互數(shù)據(jù)?？蛻舳瞬捎肕icrosoft VisualStudio. NET編寫，能按照指定的掃描周期向服務(wù)器讀寫數(shù)據(jù)。系統(tǒng)啟動后，OPC客戶端程序自動啟動，并根據(jù)預(yù)置的OPC服務(wù)器5的網(wǎng)絡(luò)地址及 網(wǎng)絡(luò)名稱自動連接至服務(wù)器，進行PLC 1的實時數(shù)據(jù)的同步和更新。3. 2后臺數(shù)據(jù)庫管理后臺數(shù)據(jù)庫進行故障案例和優(yōu)先級管理，是故障識別和分類的依據(jù)。3. 2. 1故障案例管理槽下故障診斷及處理系統(tǒng)的故障案例管理采用基于設(shè)備類別的方式。常見的故障 案例如表3-1所列。表3-1槽下故障分類表 故障案例管理還包括故障處理方式的管理。針對任一故障，系統(tǒng)均提供至少一種 處理方案。故障案例管理具有可擴展性，維護人員可以根據(jù)實際情況添加新的案例。3. 2. 2故障優(yōu)先級管理槽下故障診斷及處理系統(tǒng)的響應(yīng)是基于故障優(yōu)先級的，其原則為總是顯示和處理 當(dāng)前優(yōu)先級最高的故障。故障優(yōu)先級以阿拉伯?dāng)?shù)字進行標(biāo)記，數(shù)字越小，優(yōu)先級越高。故障優(yōu)先級管理是開放的，維護人員可以根據(jù)實際情況對預(yù)置的優(yōu)先級進行修改 或增加新的優(yōu)先級代碼。3. 2. 3故障響應(yīng)管理故障響應(yīng)流程如圖3所示。所有故障的處理方式均保存于后臺數(shù)據(jù)庫中。一旦故障發(fā)生，系統(tǒng)會根據(jù)操作員 指定的工作方式在數(shù)據(jù)庫中讀取相應(yīng)的處理方式。
3. 3操作員接口操作員接口采用故障列表和彈出對話框的方式。3. 3. 1故障列表故障列表用于記錄槽下系統(tǒng)發(fā)生的所有故障，即包括實時故障和歷史故障。列表 內(nèi)容包括(1)故障發(fā)生時間；(2)故障識別及分類信息，如果識別后為單一故障則直接分類，如果識別后有多種 可能，則根據(jù)操作員的手動選擇進行分類；(3)故障處理方式。3. 3. 2工作方式選擇對于任一分類的故障，均可由操作員或更上一級的管理員預(yù)先約定其工作方式。 常用的工作方式包括(1)后臺自動處理故障發(fā)生后不經(jīng)操作員手動確認(rèn)，直接由后臺發(fā)出自動處理 命令，操作員接口僅限于故障列表的文本提示；(2)報警文本顯示故障發(fā)生后僅記錄于故障列表的文本中，不附加任何響應(yīng)動 作；(3)對話框提示故障發(fā)生后將其記錄于故障列表的文本中，但后臺不進行響應(yīng) 動作，而是彈出對話框，其提示區(qū)間包括故障的內(nèi)容及處理建議，操作員可根據(jù)實際情況授 權(quán)后臺處理或自行手動處理；(4)無響應(yīng)故障發(fā)生后不進行任何響應(yīng)，也不記錄于故障列表。3. 3. 3 對話框系統(tǒng)提供的對話框是操作員的主要干預(yù)方式，對話框總是顯示當(dāng)前最新且優(yōu)先級 最高的故障，包括以下內(nèi)容(1)故障發(fā)生時間；(2)故障識別及分類信息；(3)故障分類操作域某些故障識別后存在多種可能，操作員可進行手動分類；(4)故障處理操作域如果該類故障的工作方式為“對話框提示”，則故障產(chǎn)生后 會彈出對話框并在操作域的提示區(qū)間內(nèi)給出故障處理建議。操作員可以根據(jù)建議選擇“自 動處理”或關(guān)閉對話框自行處理。
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權(quán)利要求
高爐槽下故障診斷與處理方法，其特征在于該方法是通過安裝在故障響應(yīng)PC上的故障診斷與處理程序?qū)崿F(xiàn)的，故障診斷與處理程序包括OPC客戶端、后臺數(shù)據(jù)庫、故障處理程序和操作界面；OPC客戶端與OPC服務(wù)器交互數(shù)據(jù)，進行PLC實時數(shù)據(jù)的同步與更新；后臺數(shù)據(jù)庫與故障處理程序保持通訊，并為其提供故障案例和處理方法；故障處理程序?qū)λ杉瘮?shù)據(jù)進行分析以確定故障內(nèi)容，并結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫提供處理方法；操作界面提供故障列表、工作方式選擇和對話框。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用方法，其特征在于故障響應(yīng)PC上裝有后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，與故障處理程序進行通信； 后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行故障案例管理、優(yōu)先級管理和故障響應(yīng)管理； 故障案例管理采用基于設(shè)備類別的方式從后臺數(shù)據(jù)庫中提取故障案例。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用方法，其特征在于后臺數(shù)據(jù)庫提供的故障案例和處理方 法見下表
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的使用方法，其特征在于故障診斷與處理程序的響應(yīng)是通過 后臺數(shù)據(jù)庫提供的優(yōu)先級進行管理的，故障優(yōu)先級以阿拉伯?dāng)?shù)字進行標(biāo)記，數(shù)字越小，優(yōu)先 級越高，故障診斷與處理系統(tǒng)總是顯示和處理當(dāng)前優(yōu)先級最高的故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的使用方法，其特征在于故障診斷與處理系統(tǒng)的響應(yīng)和工作方 式選擇的流程為系統(tǒng)通過OPC客戶端讀取PLC數(shù)據(jù)，在故障發(fā)生后，故障處理程序迅速進 行故障識別和分類，并通過后臺數(shù)據(jù)庫提供的故障優(yōu)先級響應(yīng)優(yōu)先級最高的故障，響應(yīng)方 式由操作員在操作域內(nèi)預(yù)先或?qū)崟r指定，包括后臺自動處理、報警文本、對話框提示和無響 應(yīng)，在故障處理程序從后臺數(shù)據(jù)庫查詢到該故障的工作方式后，按照其對應(yīng)的響應(yīng)方式進 行處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的故障診斷與處理方法，其特征在于操作界面提供的的對話框 總是顯示當(dāng)前最新且優(yōu)先級最高的故障，其包括故障發(fā)生時間、故障識別及分類信息、故障分類操作域和故障處理操作域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任一項所述的使用方法，其特征在于系統(tǒng)故障響應(yīng)的具體方 法為當(dāng)采用后臺處理方法時，系統(tǒng)將結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫的故障案例快速響應(yīng)，然后通過OPC 服務(wù)器將響應(yīng)流程的數(shù)據(jù)傳送到PLC，并通過操作界面提供故障列表；當(dāng)采用報警文本的 處理方式時，系統(tǒng)通過操作界面提供故障列表；當(dāng)采用對話框提示的處理方式時，系統(tǒng)通過 操作界面提供對話框，對話框的選項包括后臺自動處理和手動處理，若選擇后臺自動處理， 和直接后臺自動處理的方法一致，若選擇手動處理，則轉(zhuǎn)人工赴現(xiàn)場進行處理；系統(tǒng)還通過 操作界面提供故障列表，若該故障對應(yīng)的是無響應(yīng)的工作方式，則系統(tǒng)不予處理并無任何 提示，只是將其記錄在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種高爐槽下故障診斷與處理方法，該方法是通過安裝在故障響應(yīng)PC上的故障診斷與處理程序?qū)崿F(xiàn)的，故障診斷與處理程序包括OPC客戶端、后臺數(shù)據(jù)庫、故障處理程序和操作界面；OPC客戶端與OPC服務(wù)器交互數(shù)據(jù)，進行PLC實時數(shù)據(jù)的同步與更新；后臺數(shù)據(jù)庫與故障處理程序保持通訊，并為其提供故障案例和處理方法；故障處理程序?qū)λ杉瘮?shù)據(jù)進行分析以確定故障內(nèi)容，并結(jié)合后臺數(shù)據(jù)庫提供處理方法；操作界面提供故障列表、工作方式選擇和對話框。本發(fā)明在高爐原有控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上只需增加一臺故障響應(yīng)PC機，設(shè)備投資少，占地小，使用效果好。
文檔編號C21B7/00GK101892335SQ201010205690
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月28日
發(fā)明者周馳化, 徐岸非, 馬智慧 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司