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1、远程监控与故障诊断系统在冶金行业的应用 简称莱钢自动化部承当热线自动化系统维护的车间有钢区、铁区、特钢区、新铁区、新钢区及新轧区维护车间，各消费线的控制方式主要以PLCDCS上位机为主。 0 引 言 莱芜钢铁集团简称莱钢自动化部承当热线自动化系统维护的车间有钢区、铁区、特钢区、新铁区、新钢区及新轧区维护车间，每个车间由46食班组组成，每个班组又承当着假设干自动化消费线的维护工作，各消费线的控制方式主要以PLCDCS上位机为主。PLCDCS的消费厂家主要有西门子公司、施耐德公司、AB公司、ABB公司、东芝公司、三菱公司和霍尼韦尔公司等几十个。而且，同一个公司的PLC版本各不一样。上位机监控软件也
2、分别采用各家公司的监控软件。控制网络主要分为以交换机为核心的星形网络、由同轴电缆组成的干型网络、以光纤为介质的环型网络。自动化部所维护的PLC系统共有276套，DCS系统共有45套，控制网络也有72套，上位操纵站和现场仪表分别有316、有412644，维护任务特别繁重，人力资源极度紧缺。 远程监控与故障诊断系统实时消费系统的开发可方便地实现对各消费线自控系统的异地监控与维护。公道地利用自动化部、车间、班组的技术资源，实现各车间、各班组技术资源的分享，可以迅速进步整体维护程度，降低故障率，进步维护反响速度和超前处理的才能，这对保障消费线的顺行具有极为重要的战略意义和极高的实际应用价值，同时也为莱
3、钢将来的ERP、MES的建立搭建良好的根底平台。 打造“数字莱钢是莱钢信息化建立的需要，其目的是实现能源计量系统的自标定、自平衡和自诊断功能；实现自动化信息化系统的智能故障自诊断、远程处理以及自恢复功能；实现全公司自动化信息互通互联和资源分享，进而构造莱钢消费经营治理的神经中枢，为实现“数字莱钢奠定坚实的根底。 1 系统大概情况 1.1 系统内容 莱钢远程监控与故障诊断系统的建立内容，包括以下3个方面： 消费运控中心。建立实时数据收集层，连接各消费线的PLC、DCS控制网络，收集消费经过数据，施行消费指令执行和参数下载。 区域维护中心。建立应用效劳层，创立历史数据库以及关系型数据库，生成各个班
4、组的消费工艺画面、曲线、报表。 远程监控中心。建立Web应用层，消费事件以及客户端信息集成；消费参数传递；消费设备状态跟踪以及发布；个性化报表报告集成；趋势分析；消费统计计算结果。通过信号分析阅读软件，及时理解整个公司所有受控设备的当前运行状态，便于根据设备状况进展消费方案的施行和调整。 1.2 系统规模 莱钢远程监控与故障诊断系统的开发，主要包括以下5个方面： 建立通讯网络。在高炉、烧结、动力、焦化到铁区区域维护中心，制氧、炼钢、中型、中小型到钢区区域维护中心控制工程网版权所有，一炼、二炼到特钢区域维护中心，大H型钢、中宽带、炼铸、热电、新区高炉、新区烧结、新区炼钢到新区区域维护中心敷设通讯
5、专网光缆，并完成交换机、介质转换器、防火墙等网络设备以及专业效劳器、收集站、客户端的安装、调试，共计完成36000多米的光缆敷设和72台交换机、30台防火墙、12台专业效劳器、66台收集站以及90台客户端的安装、调试工作。 建立数据库。构建数据收集与治理平台，开发完成制氧站7#、8#、9#、10#制氧机，炼钢站2#连铸、4#连铸、4#转炉，热送辊道、中型站轧线局部以及中小型3#站、4#站等321套控制系统共计24000点数据库的建立，126个监控与诊断画面的开发。 开发调试。包括实现PLC、DCS设备级状态监控、网络信息状态监控、设备动作时序判定功能、程序逻辑判定功能、建立常见故障信息库、重要
6、参数工艺画面、重要参数趋势画面等7大局部的开发与测试。 设计与开发治理功能模块。包括消费调度治理、设备治理、人力资源治理、电子地图及GPS定位等信息系统。 建立远程监控中心、区域维护中心。建立1个远程监控中心、4个区域维护中心。按照监控中心标准新建装修面积为180 m2、改造装修面积为120 m2。 2 系统创新 2.1 技术先进 从系统的角度看，莱钢远程监控与故障诊断系统具有非常明显的上风。主要包括以下6个方面： 高速灵敏的数据收集及缓存功能 采用世界领先程度的企业级数据库收集治理软件Proficy Historian，可以高速收集、归档并发布大量的实时现场经过数据信息。考虑到网络中断或数据
7、归档局部由于某些原因无法及时响应数据收集器数据发送恳求。此系统收集器端支持数据缓存功能，可以在数据收集局部将经过数据暂存于本地，网络恢复正常或数据归档局部响应后将数据送入实时历史数据库。数据缓存区的大小可按需要进展灵敏配置。 分布式收集、分布式应用、远程治理维护技术 建立了实时历史数据库，用统一的数据平台对消费经过不同硬件平台、不同软件环境的自动化装置的实时数据进展收集、存储和发布。把各车间各班组中分散的自成体系的监控系统以分层、分级的方式进展集中治理和监控，将消费数据转换成了消费智能信息。实现了实时消费信息系统与治理信息系统的有机结合、远程监控中心对各消费工艺环节的消费和设备的经过可视化监视
8、、消费现场和各子系统模块之间的数据交换，把全公司的维护信息上下左右贯穿起来；建立消费治理和消费控制承上启下的通路，实现厂级信息的集成和分享。 领先的故障诊断系统 故障诊断系统按系统诊断包括网络和硬件、逻辑诊断、回路诊断即工况诊断、专家诊断以及故障报警等5个组成局部开发。开发分系统、分种别进展，采用主菜单、子功能形式，包括治理功能。针对消费有影响的方面开发逻辑诊断功能，报警画面的设计有逐项精细化提示。 强大的数据压缩功能 采用高效数据压缩算法，具有超效的数据压缩功能。收集器压缩，执行的是死区压缩，它可减少送到效劳器的数据点数。一个新值只有在超过上一个被存档值的死区范围或者数据质量改变时，才会被送
9、到效劳器。归档压缩，提供对一数据点值变化的百分比死区，这个值只有当它不在某一死区的范围内时才被储存。 可靠的网络平安 为了进步系统的平安可靠性，十分是保证PLC、DCS底层控制系统的平安性，对此系统网络的平安性进展了具体的设计。专网设计保证网络通讯的速度和可靠稳定性，采用双层防火墙技术进展更细粒度的网络平安区域的划分。通过设置严格的平安控制策略，有效地控制专网区域的网络通讯，保证这些相对独立区域的网络平安。选用成熟的企业级网络防病毒软件安装在客户机及效劳器上，提供了更为全面的病毒防御功能。 打造透明工厂，创立自动化维护治理新形式 建成了1个治理中心、4个区域、3层构造的远程监控和故障诊断系统。
10、1个治理中心是自动化信息化保障体系指挥中心；4个区域是铁区、钢区、特钢区及新区维护中心；3层构造是测量层、监控层和治理层。形成了“控制指挥中心、区域执行中心和现场维护的3层治理体制控制工程网版权所有，构造了自动化维护治理新形式：远程区域流动。整合治理资源，节省大量人力物力；实现了设备维护由事故维修、定期维修向预知维护的转变，进步反响速度和超前处理的才能，降低自控设备故障率，确保自控及网络系统长期稳定运行，逐步形成以当代网络技术为依托的当代自动化信息化保障体系，到达了“万点受控和“透明工厂的目的。 2.2 软硬件配置 此次工程主要针对各车间、班组消费线自控系统的详细情况，建立远程维护系统。工作内
11、容主要从硬件和软件两方面施行。 硬件配置 采用专业效劳器用于数据的收集及治理，采用高性能商用机作为客户机用于数据的阅读与分析；建立以光纤为主要通讯介质的通讯链路，并采用相应的网络接口通讯设备实现与现场PLC、DCS控制系统的数据通讯；此外，还采用了硬件防火墙以确保网络的平安可靠运行。 软件配置 采用高性能的企业级实时历史数据收集平台以及数据阅读分析开发软件实现对数据的收集、治理以及监控画面的开发。为进步网络的平安可靠性，采用成熟的企业级防病毒软件用于效劳器以及客户机的病毒防御。 采用先进的数据开掘工具和专业的计算分析模型对消费经过数据再次加工处理，提炼出对消费治理、设备故障分析、方案调度、经营
12、决策有用的信息，为消费经营治理和实时经过控制之间架起一座桥梁，实现两者之间的信息交换和严密集成。 b3 系统建立方案 /b 3.1 设计思想 莱钢远程监控与故障诊断系统立足于“维护于千里之外，检测于小房之内，发现于故障之先，完擅长损失之前，抢修于分秒之间，保障于无形之中创新性的设计思想。远程监控与故障诊断系统是通过建立现场诊断与维护系统、区域监控与治理系统、调度指挥系统3层构造，展开针对远程监控、故障诊断2个方向的课题研发。该系统是以当代化的治理理念为指导，以数字技术为手段，改造治理流程和消费运作流程，畅通讯息渠道，实现治理资源分享；对消费经营活动实行全经过全系统的动态控制；建立和完善先进、实用、高效的信息化体系，到达消费自动化、操纵智能化以及治理信息化，全面进步治理效率和运营效果。 3.2 网络构造设计 在各班组主控室建立实时历史消费数据库，并建立双网构造。下层连接本班组下各消费线的控制网络，上层那么连接莱钢骨干网；消费现场的实时数据通过下层通讯传送到实时消费数据库，并根据需要保存为历史数据；实时历史消费数据库那么通过上层通讯向骨干网发布信息，异地用户通过挂在骨干网上的客户机实现远程监控、远程维护。此外，为了确保网络平安，采用了必要的网络平安措施以保证消费现场各自动化系统的稳定运行。远程维护系统网络构造如图1所示。