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组态软件在冷水机组实时监视与故障诊断的应用

2022-06-29姜文革

装备维修技术 2022年6期
关键词:组态软件冷水机组故障诊断

姜文革

摘 要:机电设备是促进企业运营生产效率和生产质量提升的关键所在,但是在长期运行过程中,却会容易出现故障问题,这在一定程度上就会给企业的正常运行造成很大的影响。鉴于此,在设备日常运行过程中,就要对其加大监管力度,进而通过实时的监视及时挖掘出其中存在的安全隐患因素,这样才能确保设备故障不会蔓延,更好的满足企业实际生产需求。本文也会结合机械设备的运行故障,提出一套以组态软件为基础的冷水机组实时监视与故障诊断系统,仅供参考借鉴。

关键词:组态软件;冷水机组;实时监视;故障诊断

组态软件具有较强的数据采集功能和过程控制功能,其在一级软件平台和自动控制开发环境下,不仅可以以多种组态方式为用户提供良好的开发界面,而且还能为其提供简便的操作程序,进而在提升系统功能的基础上,使其能够灵活的进行操作和使用,进而更好的保障机组运行的稳定性及可靠性,因此,以组态软件为基础的控制系统在实际运行过程中,无论是实时监测功能,还是故障诊断功能都十分明显。

一、数据采集的硬件配置

本文提出的以组态软件为基础的冷水机组实时监视与故障诊断系统是建立在雪条机改造基础上的,主要构成部分是由一台水冷式冷凝器、开启式活塞式压缩机以及在标准工况下制冷量为4.65的制冷机组所构成,具体工作原理如图一所示。另外,为了对冷水机组工况进行实时的监视,以满足其故障诊断需求,该控制系统中还要引入现代化的传感设备和传感变送设备来对机组关键运行参数进行全面的采集,这些传感设备分布如图一所示,这其中,温度传感器主要采用型号为

的铂热电阻,同时还要配置一台型号为RWB- 的温度

变送器;而传感变送设备则要采用以PT4000系列扩散硅为主要设计材料的应变式压力传感变送器;冷却水流量传感变送设备的选择应以巧型涡轮流量变送设备为主。一般情况下,冷水机组的运行参数主要包括冷冻水温、冷却水温、水流量以及各部分的温度和压力等,这些参数在采集后经由传感变送器的检测,可直接通过模数(ADD)转换形成电信号,为了确保这些电信号的安全性,可采用专门的数据采集卡对这些信号进行有效的存储,而采集卡一般安装在PC机中的PC卡槽里,此外,还可将这些电信号存储在PC机组态软件中的实时数据库中,进而在发生异常情况时,就可根据这些信号以表格、曲线图的方式在各组态监控窗口上进行充分体现,同时系统也会自动发出警报并自动对故障问题进行分析诊断[1]。

二、系统组态工程的开发

本文提出的实时监视与故障诊断系统,所选用的组态软件是由组态环境和运行环境所组成的MCGS全文工控组态软件,这其中,前者可以帮助用户自行设计和构造自己的应用系统,进而使其完成组态配置过程,而所获得的组态结果则可视为一个数据库文件。后者由于具有较强的独立性,所以其在进行多种组态设计和构造时,就要根据用户在组态结果数据库所指定的固定模式来进行。另外,MCGS组态软件所构成的用户应用系统一般包括多個组成部分,如主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库以及运行策略等,这其中,所有窗口内部都包含多个可供用户使用的不同组成构件,其不仅可以进行图形对象创建,还可以对画面布局进行合理的调整,并根据不同功能需求,组态配置成不同的参数。另外,MCGS组态软件还能根据应用系统的人机交互需求构建专门的功能界面,并对相应的组成构件进行多组态配置,以便可以实现对数据库的可视化处理,这样才能更好的完善应用系统功能,进而对整个冷水机组的运行情况进行实时的监视,从而对存在的故障问题给予迅速地发现和处理[2]。

三、系统功能的应用要点分析

(一)实时监视功能

该应用功能的实现,主要建立在机组组态监视界面、系统参数监视界面、运行参数趋势曲线显示界面以及打印界面基础上,这其中,尤以组态监视界面的应用功能最为突出,其通过动画构件可以将冷水机组的整个生产运行情况进行充分的体现。另外,该界面功能还能在机组界面中将设备相应位置上所显示的重要工作参数进行全面的体现,进而让企业管理层进一步掌握企业实际生产情况,从而制定出更有利于促进企业发展的决策方案。在这一环节中,系统参数监视界面在显示运行参数时,一般通过曲线图来呈现出参数的发展趋势,这其中主要包括实时曲线和历史曲线两部分,这样相关工作人员才能以此为基础对运行参数进行详细的记录、查阅和分析,最后再通过打印报表界面来将运行参数以班报表、月报表的形式打印出来。

(二)超限报警功能

该应用功能主要体现在能够及时挖掘出机组运行过程中存在的安全隐患问题,并根据运行超限参数进行报警,在这一过程中,为确保报警的准确性和及时性,不仅要在数据对象的属性页中对报警信息进行准确的定义,如上下限报警信息、上下偏差报警信息、上上限和下下限报警信息等,以便使实时数据库能够对这些报警信息进行及时的接收,并第一时间进行报警处理,而且还要正确设置报警限值或报警状态,同时还要在该页中进行报警注释。例如,水冷式冷凝器对冷却水流量有着较高的要求,为了充分满足其负荷状态下的运行需求,冷却水流量的下限报警信息要定义在620升/时标准范围内,同时,要根据冷却水水量大小或蒸发温度的高低等情况来进行报警注释;而冷冻水温度的下限下限报警信息要定义在2℃标准范围内,可根据蒸发器是否存在结冰现象来在定义中详细注释报警内容。

(三)故障智能诊断功能

该应用功能的实现一般是建立在故障诊断发生的脚本程序和用户窗口中冷水机组故障显示界面以及实时数据库中数据对象与新建循环策略结合的故障显示窗口之上的。在实际应用时,必须以循环策略中所输入的MCGS实时数据对象为主要参考依据,进而根据各故障发生的条件,采用“IF ...THEN”语句来对故障发生的脚本程序进行编制和诊断,这样一旦发生制冷管道堵塞、制冷剂注量过少等故障,主界面及故障显示窗口中的故障灯就会依据系统发出的报警信息变为红色。由此可见,要想对机组运行故障进行智能化诊断,关键任务就是要应用专家知识以及编成脚本的程序来对故障发生原因进行全面分析和判断。

四、结束语

综上所述,本文提出的以组态软件为基础的冷水机组实时监视和故障诊断系统,要想使其在应用实践中发挥出最大的应用优势,前提条件就是要严格按照相应的设计标准要求来对系统数据采集硬件进行合理配置,同时还要按要求进行系统组态工程的开发,并对系统实时监视功能、超限报警功能以及故障智能诊断功能的应用要点进行全面的掌握,这样才能使其准确无误的对机组运行情况和运行故障进行实时的监督与管控,从而更好的满足企业生产需求。

参考文献

[1]姚仲斌. 水电站机组状态监测与故障诊断系统的应用[J]. 电力系统装备, 2020,(04):39-40.

[2]张巍, 张传彬等. 状态监测与故障诊断技术在制冷机组运行管理中的应用[J]制冷技术, 2019,(02):49-50.

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