专利名称：高炉槽下故障诊断与处理方法
技术领域：
本发明涉及高炉槽下供料系统。
背景技术：
高炉槽下系统具有设备类型较少，但数量较多而且操作较复杂的特点。设备数量 多导致出现故障的概率较高，而不同故障或者相同故障的不同处理方法会导致不同的结 果，这就要求操作员在整个过程中需保持较高的注意力和处理水平。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高炉槽下故障诊断与处理方法，本方法 能对高炉槽下系统中各种不同的故障进行诊断，并自动采取相应的处理方法。本发明所采用的技术方案是高炉槽下故障诊断与处理方法是通过安装在故障响 应PC上的故障诊断与处理程序实现的，故障诊断与处理程序包括OPC客户端、后台数据库、 故障处理程序和操作界面；OPC客户端与OPC服务器交互数据，进行PLC实时数据的同步与更新；后台数据库 与故障处理程序保持通讯，并为其提供故障案例和处理方法；故障处理程序对所采集数据 进行分析以确定故障内容，并结合后台数据库提供处理方法；操作界面提供故障列表、工作 方式选择和对话框。本发明的优点在高炉原有控制系统基础上只需增加一台故障响应PC机，设备投 资少，占地小，使用效果好。
图1是高炉光纤环网拓扑结构图。图2是系统软件控制流程图。图3是故障响应流程图。图中，1 =PLC ；2 操作站；3 主交换机；4 子系统交换机；5 :0PC服务器；6 故障响 应PC。
具体实施例方式高炉槽下故障诊断与处理系统采用0PC(0LE for Process Control)方法与 PLC (可编程逻辑控制器)通讯，通过后台数据库对故障案例和处理方法进行管理，且案例 库具备开放性，可以根据实际需求进行扩充。同时，根据操作人员的不同要求，该系统能提 供多种处理方式，包括全自动故障响应。如图1所示，高炉槽下故障诊断与处理系统包括PLC 1、操作站2、主交换机3、子系 统交换机4和OPC服务器5，它还包括故障响应PC 6。它们之间的连接关系是主交换机3 与子系统交换机4组成高炉环网，OPC服务器5、各系统的PLC 1和操作站2均为环网站点，
5故障响应PC 6通过OPC服务器5与PLC 1交互数据。如图2所示，上述系统的故障诊断与处理方法通过故障诊断与处理程序实现，故 障诊断与处理程序包括OPC客户端、后台数据库、操作界面和故障处理程序。OPC客户端安 装在故障响应PC上，OPC客户端与OPC服务器交互数据，进行PLC实时数据的同步与更新。 后台数据库与故障处理程序保持通信，并为其提供故障案例。操作界面安装在故障响应PC 上，提供故障列表、工作方式选择和对话框。故障响应PC上还装有后台数据库管理系统，与故障处理程序进行通信。后台数据 库管理系统进行故障案例管理、优先级管理和故障响应管理；故障案例管理系统采用基于 设备类别的方式从后台数据库中提取故障案例。故障诊断与处理程序的响应是通过后台数据库提供的优先级进行管理的，故障优 先级以阿拉伯数字进行标记，数字越小，优先级越高，故障诊断与处理系统总是显示和处理 当前优先级最高的故障。故障诊断与处理系统的整个工作过程包括对故障的响应和工作方式的选择。系统 通过OPC客户端读取PLC 1数据，在故障发生后，故障处理程序迅速进行故障识别和分类， 并通过后台数据库提供的故障优先级响应优先级最高的故障。响应方式由操作员在操作域 内预先或实时指定，包括后台自动处理、报警文本、对话框提示和无响应。在故障处理程序 从后台数据库查询到该故障的工作方式后，按照其对应的响应方式进行处理。当采用后台 处理方法时，系统将结合后台数据库的故障案例快速响应，然后通过OPC服务器5将响应流 程的数据传送到PLC 1，并通过操作界面提供故障列表。当采用报警文本的处理方式时，系 统通过操作界面提供故障列表。当采用对话框提示的处理方式时，系统通过操作界面提供 对话框，对话框的选项包括后台自动处理和手动处理；若选择后台自动处理，和直接后台自 动处理的方法一致；若选择手动处理，则转人工赴现场进行处理；系统还通过操作界面提 供故障列表。若该故障对应的是无响应的工作方式，则系统不予处理并无任何提示，只是将 其记录在数据库内。操作界面提供的的对话框总是显示当前最新且优先级最高的故障，其包括故障发 生时间、故障识别及分类信息、故障分类操作域和故障处理操作域。下面进一步详述本发明及其工作过程1.功能描述高炉槽下故障诊断与处理系统是基于OPC (OLE for Process Control)方法的通 用平台，其主要工作对象为高炉槽下供料系统，具有以下基本特点(1)基于OPC方法获取PLC实时数据；(2)主控界面采用Visual Basic编程；(3)采用后台数据库管理故障案例；(4)案例数据库具有可扩充性；(5)根据故障优先级和系统工作方式给出故障处理建议或发出故障处理指令。2.系统构架2. 1网络配置高炉区域主干通讯网采用光纤环网结构如图1所示。各系统均设有交换机(包括主交换机3和子系统交换机4)，通过光纤互联形成环网，各系统PLC 1通过双绞线连接至其交换机。系统备有OPC服务器5，可获取高炉所有PLC 1的实时数据。根据PLC 1及其控制软件选型不同，OPC服务器5的实现方式有以下几种
(1)控制软件支持OPC服务器5 (如SIEMENS等)，通过控制软件构建并启动OPC 服务器5 ； (2)控制软件不支持OPC服务器5 (如GE FANUC)，此时需通过第三方软件构架并 启动OPC服务器5，一般可由高炉二级系统完成。高炉槽下故障诊断与处理系统的OPC客户端，向OPC服务器5获取所需PLC 1的 实时数据。由于环网自身的特点，OPC服务器5和客户端可以从任一点接入网络，也可由子 系统的工控机兼作OPC客户端。2. 2软件原理高炉槽下故障诊断与处理系统的控制流程如图2所示。图2中采用槽下系统工控机(即故障响应PC 6)兼作OPC客户端的方式，工控机 上安装槽下故障诊断及处理程序。工控机作为OPC客户端从OPC服务器5获取PLC 1的实 时数据，由系统进行故障识别和分类，并结合后台数据库和操作员通过对话框设定的工作 方式完成故障响应。3.工作方式高炉槽下故障诊断及处理系统包括三个部分0PC客户端、后台数据库和操作员 接口(操作界面)。3. IOPC 客户端OPC客户端的主要功能是和OPC服务器交互数据。客户端采用Microsoft VisualStudio. NET编写，能按照指定的扫描周期向服务器读写数据。系统启动后，OPC客户端程序自动启动，并根据预置的OPC服务器5的网络地址及 网络名称自动连接至服务器，进行PLC 1的实时数据的同步和更新。3. 2后台数据库管理后台数据库进行故障案例和优先级管理，是故障识别和分类的依据。3. 2. 1故障案例管理槽下故障诊断及处理系统的故障案例管理采用基于设备类别的方式。常见的故障 案例如表3-1所列。表3-1槽下故障分类表 故障案例管理还包括故障处理方式的管理。针对任一故障，系统均提供至少一种 处理方案。故障案例管理具有可扩展性，维护人员可以根据实际情况添加新的案例。3. 2. 2故障优先级管理槽下故障诊断及处理系统的响应是基于故障优先级的，其原则为总是显示和处理 当前优先级最高的故障。故障优先级以阿拉伯数字进行标记，数字越小，优先级越高。故障优先级管理是开放的，维护人员可以根据实际情况对预置的优先级进行修改 或增加新的优先级代码。3. 2. 3故障响应管理故障响应流程如图3所示。所有故障的处理方式均保存于后台数据库中。一旦故障发生，系统会根据操作员 指定的工作方式在数据库中读取相应的处理方式。
3. 3操作员接口操作员接口采用故障列表和弹出对话框的方式。3. 3. 1故障列表故障列表用于记录槽下系统发生的所有故障，即包括实时故障和历史故障。列表 内容包括(1)故障发生时间；(2)故障识别及分类信息，如果识别后为单一故障则直接分类，如果识别后有多种 可能，则根据操作员的手动选择进行分类；(3)故障处理方式。3. 3. 2工作方式选择对于任一分类的故障，均可由操作员或更上一级的管理员预先约定其工作方式。 常用的工作方式包括(1)后台自动处理故障发生后不经操作员手动确认，直接由后台发出自动处理 命令，操作员接口仅限于故障列表的文本提示；(2)报警文本显示故障发生后仅记录于故障列表的文本中，不附加任何响应动 作；(3)对话框提示故障发生后将其记录于故障列表的文本中，但后台不进行响应 动作，而是弹出对话框，其提示区间包括故障的内容及处理建议，操作员可根据实际情况授 权后台处理或自行手动处理；(4)无响应故障发生后不进行任何响应，也不记录于故障列表。3. 3. 3 对话框系统提供的对话框是操作员的主要干预方式，对话框总是显示当前最新且优先级 最高的故障，包括以下内容(1)故障发生时间；(2)故障识别及分类信息；(3)故障分类操作域某些故障识别后存在多种可能，操作员可进行手动分类；(4)故障处理操作域如果该类故障的工作方式为“对话框提示”，则故障产生后 会弹出对话框并在操作域的提示区间内给出故障处理建议。操作员可以根据建议选择“自 动处理”或关闭对话框自行处理。
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权利要求
高炉槽下故障诊断与处理方法，其特征在于该方法是通过安装在故障响应PC上的故障诊断与处理程序实现的，故障诊断与处理程序包括OPC客户端、后台数据库、故障处理程序和操作界面；OPC客户端与OPC服务器交互数据，进行PLC实时数据的同步与更新；后台数据库与故障处理程序保持通讯，并为其提供故障案例和处理方法；故障处理程序对所采集数据进行分析以确定故障内容，并结合后台数据库提供处理方法；操作界面提供故障列表、工作方式选择和对话框。
2.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于故障响应PC上装有后台数据库管理系统，与故障处理程序进行通信； 后台数据库管理系统进行故障案例管理、优先级管理和故障响应管理； 故障案例管理采用基于设备类别的方式从后台数据库中提取故障案例。
3.根据权利要求1所述的使用方法，其特征在于后台数据库提供的故障案例和处理方 法见下表
4.根据权利要求2所述的使用方法，其特征在于故障诊断与处理程序的响应是通过 后台数据库提供的优先级进行管理的，故障优先级以阿拉伯数字进行标记，数字越小，优先 级越高，故障诊断与处理系统总是显示和处理当前优先级最高的故障。
5.根据权利要求4所述的使用方法，其特征在于故障诊断与处理系统的响应和工作方 式选择的流程为系统通过OPC客户端读取PLC数据，在故障发生后，故障处理程序迅速进 行故障识别和分类，并通过后台数据库提供的故障优先级响应优先级最高的故障，响应方 式由操作员在操作域内预先或实时指定，包括后台自动处理、报警文本、对话框提示和无响 应，在故障处理程序从后台数据库查询到该故障的工作方式后，按照其对应的响应方式进 行处理。
6.根据权利要求4所述的故障诊断与处理方法，其特征在于操作界面提供的的对话框 总是显示当前最新且优先级最高的故障，其包括故障发生时间、故障识别及分类信息、故障分类操作域和故障处理操作域。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的使用方法，其特征在于系统故障响应的具体方 法为当采用后台处理方法时，系统将结合后台数据库的故障案例快速响应，然后通过OPC 服务器将响应流程的数据传送到PLC，并通过操作界面提供故障列表；当采用报警文本的 处理方式时，系统通过操作界面提供故障列表；当采用对话框提示的处理方式时，系统通过 操作界面提供对话框，对话框的选项包括后台自动处理和手动处理，若选择后台自动处理， 和直接后台自动处理的方法一致，若选择手动处理，则转人工赴现场进行处理；系统还通过 操作界面提供故障列表，若该故障对应的是无响应的工作方式，则系统不予处理并无任何 提示，只是将其记录在数据库内。
全文摘要
本发明提供了一种高炉槽下故障诊断与处理方法，该方法是通过安装在故障响应PC上的故障诊断与处理程序实现的，故障诊断与处理程序包括OPC客户端、后台数据库、故障处理程序和操作界面；OPC客户端与OPC服务器交互数据，进行PLC实时数据的同步与更新；后台数据库与故障处理程序保持通讯，并为其提供故障案例和处理方法；故障处理程序对所采集数据进行分析以确定故障内容，并结合后台数据库提供处理方法；操作界面提供故障列表、工作方式选择和对话框。本发明在高炉原有控制系统基础上只需增加一台故障响应PC机，设备投资少，占地小，使用效果好。
文档编号C21B7/00GK101892335SQ201010205690
公开日2010年11月24日 申请日期2010年6月9日 优先权日2009年12月28日
发明者周驰化, 徐岸非, 马智慧 申请人:中冶南方工程技术有限公司