辊压机PLC水泥粉磨系统远程诊断与维护

0 引言

   对于设备制造商及系统集成商而言,针对竞争日益激烈的市场,售后服务相应的及时性、高效性已变得至关重要。然而,传统的售后服务模式,一旦设备或系统出现运行故障,即便专业工程师尽快赶到客户现场维护检修,也需花费大量的人力和时间成本,势必增加制造商的运营成本和影响用户的生产效益。因此,推广应用异地远程诊断和维护技术,对设备提供方和应用企业双方都极为有利,可以在尽短的时间内,通过异地诊断为客户提供及时有效的解决方案,从而最大幅度地减少故障损失。本文通过对HS建材有限公司辊压机PLC水泥粉磨系统远程诊断与维护的实施案例,简述远程诊断系统原理和在线监测、诊断识别方法,可供参考。

 

 1 辊压机PLC自诊断

辊压机PLC自诊断系统通过辊缝、压力、料位、温度、电流、振动等参数信息,及时识别设备各部件的受损程度,准确判断损坏部件,如:油路阻塞、不平衡、不对中、松动、磨损等,都是可能造成部件受损、设备不稳定工作的根本原因。尽早诊断识别,以设备状态监测分析为核心,提供自动巡检、在线监测、实时信号采集等技术和数据,向相关专业技术部门提供诊断信息和检修建议,并跟踪检修工作的进展和验证检修结果,最大限度地延长设备使用寿命,减少非计划停机时间,保障设备安全、稳定运行。

 HS建材有限公司PLC水泥粉磨系统采用HFCG辊压机,其主机结构见图1,系统控制界面见图2。

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2 远程异地诊断系统构架

2.1 现场站

    利用现有成熟的辊压机控制系统,增加、完善必要的监测点。以设备状态检测、维护为核心,提供包含自动巡检、在线监测、实时信号采集等技术和数据,常规问题本地及时处理,并提供相应时间历史记录,并将采集数据上传至服务器分析处理。

2.2 通过 GPRS Modem,基于移动网络及互联网建立远程连接

    GPRS网络以分组交换技术为基础,采用TCP/IP通讯协议,将移动通信与Internet网络衔接起来。随着运营商网络建设的加速,在GPRS网络基础上演变出2.75G EDGE网络,传输速率最高可达210kbit/s。GPRS网络在数据通讯上具有通用性、实时性、高速传输及运营成本低等优势,是目前无线通讯领域采用较多的网络。随着3G技术的发展,基于移动网络的数据传输性能将大大提升。基于GPRS网络的PLC远程诊断与维护方案,较有线的通讯方式,组网更为方便与灵活;同时永久在线与高通讯速率,可满足专业技术人员快速诊断与维护的需求,其配置拓扑见图3。

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    图3中,PC端与路由器相连接,PLC通过网线与GPRSModem相连接。

    网络支持上:PLC远程站侧,用户需要向移动运营商申请开通GPRS/EDGE业务的SIM卡,插入GPRS Modem内用于互联网通讯。其原理是通过路由器与GPRS Modem间建立VPN链接,建立不同局域网内的PC与PLC设备的链接。方案实施时,需要考虑设置固定IP地址;数据传输时,GPRSModem通常作为访问的发起者连接路由器,并需要获取其公网IP地址才允许访问,这里的公网IP即为工程师站的固定IP。显然,GPRSModem获取公网IP地址的方式,需要具有支持DDNS功能。

 2.3 异地数据服务中心

异地数据服务中心采用实时/历史数据库作为数据储存平台,采集分布在全国各地的设备数据;在系统集成商所在服务中心建立数据采集服务器,实施在线或周期性设备数据采集,并导入决策层系统。其主要功能:

(1)高速在线存储企业的生产过程数据;

(2)及时、准确地提供生产过程优化数据;

(3)为故障事件的追溯提供事实依据;

(4)给企业提供优化控制方案模型。

2.4 决策层系统

决策者可通过IE浏览器掌握相关数据,如实时数据曲线、历史数据曲线、报表、报警等信息,针对设备在线运行工况信息,做出分析和诊断。其主要功能:

1)   提供数据库内所有设备工况的在线监控、分析及诊断解决方案;

2)   基于互联网技术,解决方案实施更快捷、更及时;

3)   自动侦测异常发展趋势,实时在线预警;

4)   提供功能强大的趋势比较、趋势分析与报表系统;

5)通过历史数据的积累,建立大型的数学模型,进行设备性能分析,以提供新的增值空间和强大的市场竞争力;

6)对设备的历史数据进行分析决策,轻松实现大型设备的远程故障诊断与故障处理,提高了设备稳定性及运转率,降低企业运营成本。

3  HS公司的远程诊断应用实例

HS建材有限公司采用HFCG160-140辊压机+HFV4000气流分级机+O-Sepa4000高效选粉机+Φ4.2×13m水泥磨组成的水泥挤压联合粉磨系统。系统于2011年9月投产,生产P∙O42.5水泥的月平均统计台时产量为220t/h,系统单产电耗30kWh/t,从原料进厂、输送到成品包装入库的综合电耗约33kWh/t,系统运转率95%,生产至今近8年来,系统运行稳定,各项指标先进。一些因原料、工艺、设备突发的故障,也可以根据PLC自诊断系统报警提示来进行远程诊断,沟通解决方案,加以及时迅捷地排除。例如:原料粒径不稳定,导致压辊压力频繁变动,加压次数超出设定范围的报警,见图4;液压泵故障的报警见图5。

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    图4的故障原因为:辊压机入料粒径波动太大,导致系统频繁卸压、加压,加压的次数超过系统允许的最大值。故障诊断为:压力系统保压欠缺,压力损失过快;入机的料块过大、细粉过多而导致系统负载大、压力高。故障处理:检查液压系统,更换老化部件;调整来料粒径。

    图5的故障诊断:辊压机液压系统不稳定,导致系统压力不能达到设定要求值;液压泵损坏,导致出口压力过低;液压系统发生泄漏,导致液压泵连续工作超过允许值。故障处理:检查、维修液压泵;排查液压系统泄漏点,更换老化部件。

    实践证明,专业人员通过远程诊断,很多常见的故障无需千里迢迢赶赴生产现场即可得到迅速解决,既节省人力、财力和时间成本,又有益于提高用户的生产效益。远程诊断和实施中,设计、生产和设备供应商各方应保持联络畅通,及时跟踪检修进展和验证结果,最大限度的减少非计划停机,切实保障设备安全稳定运行。

4 结束语

先进的设备需要先进的售后服务相配套,远程诊断与维护是设备制造与生产运用建立联系的便捷途径。随着技术日益进步,基于以太网和互联网技术在工业自动化领域的高速发展,远程诊断与维护势必成为工业智能化的发展趋势。目前,HFCG辊压机应用PLC水泥粉磨系统的远程诊断与维护,在提升品牌竞争力的同时,售后服务成本有所降低,用户的非正常停机时间大为减少,其运作简单、经验性强,也适用于其他行业的应用需求,值得推广。

2019年8月23日 10:10
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