专利名称：用于高炉卷扬机系统的监控系统及其监控方法
技术领域：
本发明属于高炉电气控制技术领域，更具体地讲，涉及一种用于高炉卷扬机的电气设备的监控系统及其监控方法。
背景技术：
随着生产节奏的日益提高，炼铁生产目标的不断加大，对设备的稳定运行也就提出了更高的要求，对电气设备的维护、故障处理同样提出了快速、准确、安全的要求。炼铁厂高炉上料是通过卷扬机的料车将炼铁原料运输到炉顶装入炉内进行生产的，因此卷扬机是整个高炉上料系统的核心，它的稳定与否直接影响炼铁厂高炉的生产。作为向高炉提供原燃料的高炉卷扬机，其电气系统是高炉所有设备中最为复杂的一部分，由 于电气元件多，控制回路上各继电器连接点多且分布比较分散，并且使用了大型可编程逻辑控制器(PLC)系统，因此，对于电气维修人员日常维护以及出现故障时快速处理提出了很高的要求。当卷扬机发生故障时，不能快速及时的发现故障的所在，会给高炉上料造成很大的影响，造成高炉生产不顺行，减风甚至休风。故障后，由于上料不及时，给炼铁生产操作带来很大的难度，并且生产恢复困难，浪费了大量的成本。
发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供能够直观地呈现高炉卷扬机系统的运行状态的用于高炉卷扬机系统的监控系统及其监控方法。提供了一种用于高炉卷扬机系统的监控系统执行的监控方法，所述监控系统包括用于控制所述卷扬机系统的运行的可编程控制系统、交换机以及监控上位机，所述方法包括如下步骤通过所述可编程控制系统，监控所述卷扬机系统的运行状态；通过所述交换机，从所述可编程控制系统接收所述卷扬机系统的运行状态；通过所述监控上位机，从所述交换机接收所述卷扬机系统的运行状态并以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态。所述监控方法，还包括步骤当所述卷扬机系统的电气部件的运行出现故障时，提供关于出现故障的报警信息。此外，以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态的步骤包括呈现用于选择所述卷扬机系统所包括的硬安全回路、软安全回路或卷扬机系统走车回路的选择按钮；根据用户的选择，以图形化的界面呈现用户选择的回路。此外，以图形化的界面呈现用户选择的回路的步骤包括以电气线路的形式呈现用户选择的回路的各个电气部件的运行状态。此外，提供关于出现故障的报警信息的步骤包括在电气线路中，通过颜色改变来突出显示与出现故障的电气部件对应的项目。此外，提供报警信息的步骤包括以表格的形式呈现包括出现故障的电气部件的回路的各个部件的运行状态，其中，在所述表格中，通过颜色改变来突出显示与出现故障的电气部件对应的项目。此外，以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态的步骤包括以表格的形式呈现用户选择的回路中的各个电气部件的运行状态，其中，提供报警信息的步骤包括在所述表格中，通过颜色改变来突出显示与出现故障的电气部件对应的项目。此外，提供出现故障的信息的步骤包括在所述图像化的界面中，与出现故障的电气部件对应的项目相邻地提供用于呈现关于如何处理所述故障的信息的按钮。此外，提供出现故障的信息的步骤包括通过所述监控上位机驱动警铃来发出出现故障的声音警报。此外，所述监控方法，还包括步骤通过所述监控上位机记录所述卷扬机系统的运行状态，并根据用户的选择提供所记录的卷扬机的运行状态。根据本发明的另一方面提供了一种用于高炉卷扬机系统的监控系统，包括可编程逻辑控制器(PLC)系统，用于控制所述卷扬机系统的运行并监控所述卷扬机系统的运行 状态；交换机，用于从所述可编程逻辑控制器系统接收所述卷扬机系统的运行状态；监控上位机，用于从交换机接收所述卷扬机系统的运行状态并以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态。根据本发明的用于高炉卷扬机系统的监控系统及其监控方法具有以下所列出的优点中的至少一个I)具有电路监控功能。以电气线路的形式呈现硬安全回路、软安全回路和主卷扬走车回路等重要的线路，并且将电气部件、电路的通断以不同的颜色表现出来，一旦出现故障，颜色将发生变化，使故障判断一目了然。2)具有故障快速排除功能。每个电气部件触点图标上面有文字注释，能够清楚的表达出各元件的核心作用，如果出现故障，点此注释，还能看到出现这个故障的原因和解决处理的方法。使故障能够在很短的时间内排除，保证高炉正常生产。3)具有报警功能。为便于运行值班人员及时发现故障，本系统还具有卷扬机的所有开关信号的故障报警，正常情况下显示全为绿色，如果出现故障，则有圆形信号红绿交替显示，同时使系统发出报警信号，令输出警铃发出声响。4)具有故障诊断功能。卷扬机发生故障时，各继电器的动作速度较快，靠人去观察无法准确的捕捉，而且在夜间发生故障时，操作人员无法准确、及时的反应故障的现象和处理过程。由此又增加了模拟量和开关量的历史趋势，一共记录了三个模拟量趋势和近百个开关量趋势。通过各继电器故障时的运行状态和料车运行时的电流、位置、和速度等，能够及时准确的诊断软故障。5)具有查阅学习功能。增设的这些故障处理方法都是从原理上进行分析故障出现的原因，出现故障的现象，并集合了大量的实践经验，总结出的故障的处理方法和应急处理办法，并且具有原理上的说明。所以可以看作为一个主卷扬系统的电气的故障诊断和处理的手册，令想要学习的职工去查阅、分析和学习。
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中
图I示出根据本发明的示例性实施例的用于高炉卷扬机系统的监控系统的框图；图2示出根据本发明的示例性实施例的用于高炉卷扬机系统的监控系统所执行的监控方法的流程图；图3至图7为示出根据本发明的示例性实施例的所呈现的界面的示例的示图。
具体实施例方式现在对本发明实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。根据本发明的示例性实施例的用于高炉卷扬机系统的监控系统，通过以图像化的界面呈现高炉卷扬机系统的运行状态来直观地提供高炉卷扬机系统的运行状态。如图I所示，图I示出根据本发明的示例性实施例的用于高炉卷扬机系统的监控系统的框图。如图1，用于高炉卷扬机系统的监控系统可包括可编程逻辑控制器(PLC)系统 110、交换机120和监控上位机130。其中，可编程逻辑控制器(PLC)系统110用于控制所述卷扬机系统的运行并监控所述卷扬机系统的运行状态，交换机120用于从所述PLC系统110接收所述卷扬机系统的运行状态；监控上位机130用于从交换机120接收所述卷扬机系统的运行状态并以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态。这里，所述PLC系统110可采用施耐德昆腾系列大型PLC。为了使PLC和监控上位机130(例如，PC)进行数据通讯，需要把两个节点进行连接。因此，首先在PLC的底板上加装能够数据交换的模块Ν0Ε(即，对应于计算机中的网卡)，其可通过TCP/IP协议与外围设备进行数据通讯。在PLC系统配置中设置NOE后，用五类双绞线将PLC上设置的NOE与高炉上料系统中原有的工业以太网中的交换机120相连，可以把数据送到工业以太网上。同时，将监控上位机130设置于上料岗位值班室，监控上位机130通过网卡同样用双绞线与所述交换机120相连。这里，PLC与监控上位机130的通讯协议可采用以太网的TCP/IP协议，分别在PLC和监控上位机130上设置IP地址，并且不能与其他设备冲突。这样监控上位机130就能通过网卡向交换机120发出数据申请，交换机120再与PLC进行请求，得到允许后，PLC将申请的数据放到交换机上，上位机再进行读取数据，从而实现数据通讯。图2示出根据本发明的示例性实施例的用于高炉卷扬机系统的监控系统所执行的监控方法的流程图。如图2所示，在步骤S210，所述PLC系统110监控所述卷扬机系统的运行状态。在步骤S220，所述交换机120从所述PLC系统接收所述卷扬机系统的运行状态。在步骤S230，监控上位机130从所述交换机120接收所述卷扬机系统的运行状态并以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态。这里，监控上位机130以电气线路的形式(即，电气原理图的形式)或以表格的形式呈现所述卷扬机系统的运行状态。一般来讲，主卷扬机系统可包括硬安全回路、软安全回路或卷扬机系统走车回路，因此，监控上位机130可呈现用于选择所述卷扬机系统所包括的硬安全回路、软安全回路或卷扬机系统走车回路的选择按钮，并根据用户的选择呈现用户选择的回路的运行状态。在步骤240，当所述卷扬机系统的电气部件的运行出现故障时，监控上位机130提供出现故障的报警信息。这里，由PLC系统110通过监控来确定电气部件是否出现故障，并通过交换机120将卷扬机系统中出现的电气部件的故障通知给监控上位机130。当出现故障时，所述监控上位机130可通过颜色改变来突出显示与出现故障的电气部件对应的项目。虽然以电气原理图的形式呈现的卷扬机的系统的运行状态比较直观，但是非电气专业的人员可能无法看懂电路，出了故障要等到电气人员到达现场才能处理，这可能耽误生产。所以当出现故障时，以表格的形式呈现包括出现故障的电气部件的回路的各个部件的运行状态，并且在所述表格中，通过颜色的改变来突出显示与出现故障的电气部件对应的项目。另外，所述监控上位机130还可实时或按预定时间记录所述卷扬机系统的运行状态并根据用户的选择提供所记录的卷扬机的运行状态。另外，当出现故障时，所述系统还可通过所述监控上位机驱动警铃来发出出现故 障的声音警报。下面，结合图3至图7来描述以图像化的界面呈现的卷扬机系统的运行状态的示例。图3和图4为分别示出电气线路的形式的硬安全回路和走车回路的示例。在图3所示的界面的下部布置有“软安全回路”、“走车回路”、“报警画面”和“料车趋势”等按钮，在图4所示的界面的下部布置有“硬安全回路”、“软安全回路”、“报警画面”和“料车趋势”等按钮，可根据用户对所述按钮的选择呈现与所选的按钮相应的界面。例如，当用户在如图3所示的界面上选择“走车回路”时，可呈现如图4所示的界面。此外，图3所示的“报警画面”和“料车趋势”按钮与图6个图7所示的界面相应，对此将参照图6和图7进行描述。图3所示为硬安全回路的电气线路，因此图3所示的界面上没有布置“硬安全回路”按钮，但是可根据用户设置在呈现硬安全回路的电气线路的界面上布置“硬安全回路”按钮。参照图3和图4，以电气线路呈现的界面能够真实的反应实际电气电路的状态，线路触点的颜色代表线路的通断(例如，红色为断开，绿色为通路)，而电气部件下面的注释则代表此部件继电器线圈是否得电(例如，得电为绿色，失电为红色)。如果是常开点，则触点的颜色和部件注释的颜色一致；如果是常闭点，则触点的颜色和部件注释的颜色相反。此夕卜，触点上面有文字注释，如果出现故障，则点此注释，还能看到出现这个故障所需要的处理方法。例如，对于标号310所指示的第一部件“传动故障”，当出现故障而断开时，电气部件的常闭点将显示为红色，证明此点已经断开，相应的继电器的标识“1KA4”颜色变为绿色，证明此继电器已吸合，出现了故障。相应的整个硬安全回路接触器AC(交流电)将断开。同时，为了要查看故障处理方法，点击上面的注释“传动故障”，将弹出如图5所示的此故障的处理方法画面，根据上面显示的处理方法，就可以轻松快速的将故障排除。另外，当出现故障时，用户可通过点击“报警画面”按钮来获得如图6所示的以表格形式呈现的电气部件的运行状态。如图5所示，用户可通过点击每个中文注释，来显示故障的处理方法，这些故障处理方法都是从原理上进行分析故障出现的原因，出现故障的现象，并集合了大量的实践经验，总结出的故障的处理方法和应急处理办法。所以可以看作为一个主卷扬系统的电气的故障诊断和处理的手册，令想要学习的职工去查阅、分析和学习。虽然以电气线路(B卩，电气原理图)的形式的实时监控比较直观，但是非电气专业的人员没法看懂电路，出了故障要等到电气工程人员到达现场时，有时已经耽误生产，所以还可以提供如图6所示的报警画面。当用户选择图3和图4所示的“报警画面”按钮时，可提供图6所示的以表格形式的运行状态。可选择地，可将所述表格形式的运行状态的提供设置为当出现故障时自动提供。如图6所示，正常运行合闸状态的电器部件的圆形信号为绿色，如果出现故障，为了增加警示，将故障状态下的圆形信号以红色和黑色交替显示。如果是有双套备用的设备，在选用的设备后面以绿色圆形信号显示，不选用的在后面的框里无显示，如使用1#装置或者是2#装置，手动操作还是自动运行等。整个系统正常情况下显示全为绿色。如果出现故 障，则有圆形信号红绿交替显示，一目了然。可选择性地，可以以与图6所示相同的表格的形式提供卷扬机系统的运行状态。所述监控上位机130记录所述卷扬机系统的运行状态并根据用户的选择提供所记录的卷扬机的运行状态。当卷扬机系统发生故障时，各继电器的动作速度较快，靠人去观察无法准确的捕捉，而且在夜间发生故障时，操作人员无法准确、及时的反应故障的现象和处理过程。由于监控上位机130可以记录卷烟机系统的运行状态，所以可通过查阅各个电气部件的运行状态来判断出现故障的部件以及故障原因。为此，如图7所示，监控上位机130可在图像化的界面上设置历史趋势记录呈现按钮，通过所述按钮可呈现模拟量、安全回路开关量、液压泵开关量、装置回路开关量、电源回路开关量、操作信号开关量、输出信号开关量等。这里，历史趋势向PLC取样时间最短设置成I秒，即每秒取一次数据。在系统内设置历史趋势保存时间为一个月，完全能够满足故障查找的要求。通过以上增设的功能就能够查阅到发生故障时的各继电器的运行状态，当料车运行时的电流、位置、和速度等。为准确的判断故障起了决定性的作用。根据本发明的用于高炉卷扬机系统的监控系统及其监控方法具有以下所列出的优点中的至少一个I)具有电路监控功能。以电气线路的形式呈现硬安全回路、软安全回路和主卷扬走车回路等重要的线路，并且将电气部件、电路的通断以不同的颜色表现出来，一旦出现故障，颜色将发生变化，使故障判断一目了然。2)具有故障快速排除功能。每个电气部件触点图标上面有文字注释，能够清楚的表达出各元件的核心作用，如果出现故障，点此注释，还能看到出现这个故障的原因和解决处理的方法。使故障能够在很短的时间内排除，保证高炉正常生产。3)具有报警功能。为便于运行值班人员及时发现故障，本系统还具有主卷所有开关信号的故障报警，正常情况下显示全为绿色，如果出现故障，则有圆形信号红绿交替显示，同时使系统发出报警信号，令输出警铃发出声响。4)具有故障诊断功能。卷扬机发生故障时，各继电器的动作速度较快，靠人去观察无法准确的捕捉，而且在夜间发生故障时，操作人员无法准确、及时的反应故障的现象和处理过程。由此又增加了模拟量和开关量的历史趋势，一共记录了三个模拟量趋势和近百个开关量趋势。通过各继电器故障时的运行状态和料车运行时的电流、位置、和速度等，能够及时准确的诊断软故障。5)具有查阅学习功能。增设的这些故障处理方法都是从原理上进行分析故障出现的原因，出现故障的现象，并集合了大量的实践经验，总结出的故障的处理方法和应急处理办法，并且具有原理上的说明。所以可以看作为一个主卷扬系统的电气的故障诊断和处理 的手册，令想要学习的职工去查阅、分析和学习。虽然已表示和描述了本发明的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。
权利要求
1.一种用于高炉卷扬机系统的监控系统执行的监控方法，所述监控系统包括用于控制所述卷扬机系统的运行的可编程控制系统、交换机以及监控上位机，其特征在于，所述方法包括如下步骤通过所述可编程控制系统，监控所述卷扬机系统的运行状态；通过所述交换机，从所述可编程控制系统接收所述卷扬机系统的运行状态；通过所述监控上位机，从所述交换机接收所述卷扬机系统的运行状态并以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态。
2.如权利要求I所述的监控方法，其特征在于，还包括步骤当所述卷扬机系统的电气部件的运行出现故障时，提供关于出现故障的报警信息。
3.如权利要求2所述的监控方法，其特征在于，以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态的步骤包括呈现用于选择所述卷扬机系统所包括的硬安全回路、软安全回路或卷扬机系统走车回路的选择按钮；根据用户的选择，以图形化的界面呈现用户选择的回路。
4.如权利要求3所述的监控方法，其特征在于，以图形化的界面呈现用户选择的回路的步骤包括以电气线路的形式呈现用户选择的回路的各个电气部件的运行状态。
5.如权利要求4所述的监控方法，提供关于出现故障的报警信息的步骤包括在电气线路中，通过颜色改变来突出显示与出现故障的电气部件对应的项目。
6.如权利要求4所述的监控方法，提供报警信息的步骤包括以表格的形式呈现包括出现故障的电气部件的回路的各个部件的运行状态，其中，在所述表格中，通过颜色改变来突出显示与出现故障的电气部件对应的项目。
7.如权利要求3所述的监控方法，其特征在于，以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态的步骤包括以表格的形式呈现用户选择的回路中的各个电气部件的运行状态，其中，提供报警信息的步骤包括在所述表格中，通过颜色改变来突出显示与出现故障的电气部件对应的项目。
8.如权利要求2所述的监控方法，其特征在于，提供出现故障的信息的步骤包括在所述图像化的界面中，与出现故障的电气部件对应的项目相邻地提供用于呈现关于如何处理所述故障的信息的按钮。
9.如权利要求2所述的监控方法，其特征在于，提供出现故障的信息的步骤包括通过所述监控上位机驱动警铃来发出出现故障的声音警报。
10.如权利要求I所述的监控方法，其特征在于，还包括步骤通过所述监控上位机记录所述卷扬机系统的运行状态，并根据用户的选择提供所记录的卷扬机的运行状态。
11.一种用于高炉卷扬机系统的监控系统，其特征在于，包括可编程逻辑控制器(PLC)系统，用于控制所述卷扬机系统的运行并监控所述卷扬机系统的运行状态；交换机，用于从所述可编程逻辑控制器系统接收所述卷扬机系统的运行状态；监控上位机，用于从交换机接收所述卷扬机系统的运行状态并以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态。
全文摘要
公开了一种用于高炉卷扬机系统的监控系统及其监控方法。所述监控系统包括用于控制所述卷扬机系统的运行的可编程控制系统、交换机以及监控上位机，所述方法包括通过所述可编程控制系统，监控所述卷扬机系统的运行状态；通过所述交换机，从所述可编程控制系统接收所述卷扬机系统的运行状态；通过所述监控上位机，从所述交换机接收所述卷扬机系统的运行状态并以图形化的界面呈现所述卷扬机系统的运行状态。
文档编号G05B19/418GK102929248SQ201210448900
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者焦红芳, 陈 峰, 杨洪军, 孙士平 申请人:莱芜钢铁集团有限公司