李娟

【摘要】故障检测与报警系统，是大型的工业自动化系统必不可少的环节。单一的自控系统的方法，而忽略报警系统的准确性，可能会造成自动化控制系统操作者使用上的不便。因此，很有必要对自动化控制系统中的故障报警技术做出探讨。本文对自动化控制系统中故障报警的意义，以及如何让自控操作者更有效得到故障报警信息做出研究。

【关键词】自控系统；故障报警；直观；准确性；设计

一、前言

因为目前各种各样的工业自动化生产线，还有工业的自动化输送线不断生产，它们的规模还有控制的对象是种类多样。使用的核心控制机制亦是各有千秋。但但是有个环节相同，故障报警环节。这个环节，目前在自动化控制系统中是必不可少的，特别在一些大型的工业自动化系统更是不可或缺。

二、优秀故障报警的原则

一个优秀的故障报警系统起码有三条是必须要做到的：准确，实时，开放。而缺少这三条中的任何一条该故障报警系统都不是一个优秀的系统。从而也影响到整个自控系统的优秀性，这既取决于控制系统的硬件设计水平，同时也取决于控制系统的软件设计水平。现对故障报警的三要素作如下分析：故障报警的准确性报警的准确性指从监控画面所反映的信息能够让操作者明确地了解当前自控系统中发生故障的位置和性质，对于一般规模的自控系统，每台设备的每一个故障点都应该能够让操作人员看到。在较为庞大的自控系统中，工艺复杂，它的故障点数可能多达数千点，此时的报警的软件设计上就应当分出层次，如正在运行的设备故障了一定要在第一时间准确的反映。由于目前采集手段越来越先进，有些自动控制系统中故障报警点要占总点数的一定比例。尤其在多流程的复杂系统，在流程选择及运行的过程中应该能及时地提示故障，这时在从软件设计上应考虑做成事件弹出报警方式报警，而在有些大型自动化控制系统一个单机设备上就有可能集中有上百个故障检测点，在非运行状态下，这些设备的故障信息不应干扰实时故障信息的查询。因此可设计为查询该设备的报警表了解该设备的故障情况，总之在一个大型自控系统中可采用分级，分层，分设备等多种方式的设计故障报警。

所谓实时性，其核心含义在于可靠性，而不是单纯的速度快。因此，实时性是定义为能够在限定时间内执行完规定的功能，并对外部的异步事件作出反应的能力。实时性的强弱应该以完成规定功能和作出响应时间的长短来衡量，故障报警方式有多种。如果完成同样的报警动作，有的时候快，有的时候慢，操作人员无法把握，可靠性就无从保证。

在硬件方面，大型自动化控制系统故障报警的实时性还取决于控制系统所采用的网络结构形式，这些网络都是实时性比较强的控制网络。近年来工业自控领域开始流行工业以太网，虽然它比起上述工业网有很多优点，但从实时性，可靠性方面还是不如前者。故障报警的开放性，开放性是体现整个系统技术的主要标志之一。是自控系统技术发展的必然趋势，自动化系统报警的开放性，即指有一个或多个控制系统。可使其在不同岗位地理位置之间共享报警信息，针对各自使用信息的目的，对报警作出不同处理，使之灵活地组合，满足各自的使用需求。因此，开放性就是系统外联的广泛性，系统互联的任意性的一种体现。（目前国际上先进的技术就是实现开放性的途径之一）开放性的技术不光能使操作员明白当前故障报警的位置，还有能让第三方软件自动记录下来，对故障进行进一步的统计分析处理。

三、应用实例

秦皇岛港大型散粮自动化码头秦皇岛港大型散粮自动化码头是以散粮装卸为主的散粮专业码头。其接卸能力为1200吨每小时。设计年通过能力为100万吨，总仓容12.7万吨。总共有7大类共计485条流程.此系统包括80余个刮板机，斗提机等大型设备。30余台除尘器，多个闸阀门。可以同时作业最多4条流程，它包含上万点I/o点。其中故障报警点占总量的百分之八十左右。本系统上位监控采用的软件MSSQLSERVER2000企业版开发了生产作业数据库。在服务器中用ASP技术将该数据库中的信息制作成动态网页。以供中控室以外的管理人員人员浏览最新的生产作业情况"根据此系统规模较大的特点！我们把故障报警做了如下.个方面的开发，实时显示故障报警，当有报警来时，它可以自动弹出窗口，显示当前最新报警，并且可以人为地修改实时报警排列顺序。比如按故障报警时间或者按故障报警名称等。分类查询故障报警，此报警是实时报警的有益补充。通过菜单形式，它既可以查询当前流程出现的报警信息，也可以点击某个类型的设备查看某种类型的设备发生故障的设备名称。还可以点击某一个单独设备查询当前设备报警信息，做到了报警的点面结合历史故障报警记录，此报警进一步整合了以上两种报警形式。便于管理人员进行统计查询采集数据。以网页浏览的形式对外发布，实现了报警信息的历史记录，故障次数，故障时间累计等一系列的数据查询。为客户企业中管理人员的工作提供了大大地方便。总之，以上三种报警的结合，为企业中不同层次的工作人员在生产过程中提供了很大的方便。秦皇岛港的自动化装卸系统主要用于各类铁矿石的装卸操作，该系统的主要工艺设备包括条皮带输送机，包括除尘器，皮带秤，除水器系统及驱动等附属设备，和与工艺流程控制相关的卸船机，卸船料斗等。

连接主机通过分布式管理，实现对现场设备的控制。监控计算机进行通讯。综合考虑现场实际情况，多台上位机采用客户-客户端服务器模式构建。该系统结构清晰，流程较少。但在故障报警方面做了大量的工作几条长达数公里的管状皮带机每设一个拉线开关，每条皮带机设一个集中采集装置将信号送到主控同时结合VBA编程语言的强大功能。给用户和操作员提供更加友好，方便的操作界面，提高了故障报警在人机交互过程中的准确性！实时性！开放性。以上特点主要体现在多个方面，遵循故障报警的准确性原则。由于底层信号的正确是上位监控正确性基础，所以该系统在硬件设计方面做到了检测器件布置，选型合理到位，采用了先进的采集手段，将故障报警信号准确无误的传递到上位监控系统。在上位机图形画面上有专门的形象的故障显示查询画面，使监控系统和操作员之间的人机交互过程中进一步提高信息的准确性。利用视觉，声音等方式，多角度，多层次地向用户和操作员传达故障报警信息。力求准确详实。方便用户和操作员对故障报警信息进行判断。从而提高准确性。遵循故障报警的实时性原则，实时的提供故障报警信息。秉承实时性和可靠性相结合的设计原则，在追求故障报警反应速度的同时，保证可靠性。

四、结束语

通过以上详细的分析和探讨，我们可以很清楚的得知，作为工业自动化系统，有两方面是加速发展的原因，一控制器本身的发展和外围检测器及手段进步。当然，随着技术的进步，故障报警系统将会更新功能，使得自动化系统更加完善可靠。未来自动化系统的故障检测和报警检测更加智能化，这也反过来促进自动化系统的发展。

参考文献

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