PLC―analyzer在卸船机故障诊断体系中的应用
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摘 要：介绍检测软件plc-analyzer，通过结合卸船机电气故障波形，阐述此软件的优势所在，避免盲目维修带来对设备的伤害。
关键词：Plc-analyzer；卸船机；波形检测
1 前言
智能化和自动化是现代港口起重机向更高阶段发展的必然结果，是现代智能高科技在港口起重机械中应用的体现，在大幅提高起重机械工作效率和保障安全生产的同时，对于现场技术人员也提出了极高的要求。如今面临的电气故障也复杂化和多样化，将军难打无兵之仗，先进的检测方法往往使疑难故障处理起来事半功倍，即可大幅度缩短维修时间，还可减少因原因不明造成设备的二次伤害。
2 监测手段缺乏
一期港口共有6台桥式抓斗卸船机，设计能力为2750T/h，由西门子PLC S7-400和6SE71系列装机柜型变频驱动系统组成卸船机核心的电控机构。具有效率高，精度高，安全性高等优点，但其机构复杂，日常维护和维修过程中，对于PLC我们可以使用西门子自带的STEP 7，变频器可以使用西门子drive monitor进行参数设定，这只能做到对于故障点瞬时值的监控，无法做到对整个故障，以时间为单位的波形的记录。若使用drive monitor自带的TRACE波形监控软件，系统存在以下的问题：（1）设置复杂，反应慢；（2）只能监控变频器参数，无法记录PLC的变化；（3）缺乏对复杂问题全局的监控。
3 Plc-analyzer的介绍
经过实践和比对，在故障诊断时采用AUTEM GmbH公司的PLC-analyzer进行波形检测，可以有效做到对设备运行状态的监控，并且能有助于工程师快速找到故障点，迅速解决问题。PLC-analyzer是一款用于记录PLC 运行数据的软件，它的用途是在线记录PLC 中的数据并提供归档文件，帮助现场人员捕捉和分析程序中的执行异常。记录数据可以通过自定义的一些触发条件（如某个过程值超过设定值、某些外部信号的逻辑组合为真时、特定的时间段等等）来启动和停止；你也可以定制一些远程服务，譬如当某些触发条件成立时软件自动向你的邮箱发送记录文件。该软件但安装简单且自住性高，可以通过监控一段时间内波形的幅值进行自定义，画出直观的曲线进行简单的分析。
PLC-analyzer支持多个品牌的PLC，如西门子S7/S5、AllenBradley、OMRON 等。
4 通过Plc-analyzer快速处理故障实例
卸船机故障处理过程中Plc-analyzer多次起到了关键作用。
4.1 故障分析
2014年7月5日下午，5号卸船机正常作业，在抓斗回漏斗的过程中，小车突然失控冲出作业区域，撞到挡风门。经检查小车变频柜的进线柜空开跳闸，变频器内部无明显损伤。该事件造成挡风门受损严重，因为没有合适的监测软件，通过现象分析故障原因，怀疑问题出在编码器上，因为小车位置失准，造成减速区域没有减速，所以撞上挡风门后，致使变频器瞬时电流过大，引起空开跳闸。初步分析后，更换小车电机编码器。
更换后在试车过程中又出现该问题，于是更换小车这组变频器的控制箱，经过试车后，故障暂时没有出现，于是作业，可经过2个小时的作业后，该问题又再次出现，疑难故障反复出现使现场技术人员很是头疼，只能通过排除法，利用经验逐个换件来查找造成故障的原因。不但更换备件耗时耗力，还带来了维修成本的上升和生产效率下降。
因此对于现场技术人员拥有一套行之有效的监测工具，往往可以使故障处理起来事半功倍，既能节约维修成本，提高维修效率，还能保证生产安全，设备稳定运行。Plc-analyzer就做到了这点，它可以实时记录各个节点的状态，可以观察各个节点的异常状态，便于工程师分析故障原因，查找故障点。下面做详细介绍
4.2 Plc-analyzer的设置
该软件的设置也非常简单，首先是要与PLC之间建立起通讯，软件装到上位机系统后，通过工业Internet连接到PLC后，点击PLC-driver设置属性一览里的站地址一览中输入PLC的通讯地址PLC的通讯地址为192.168.2.225。
点击OK，新建new project后会弹出Project options，在中框Symbol addresses里会自动显示与STEP7符号表对应的所有点，从表中选出所需要检测的故障点后点Accept。在右侧的Adresses in set的对话框内就会显示出来。在ONLINE选项卡里进行在线设置，在SCALING选项卡里可以设定监控点的属性，例如设为2进制或者10进制等。在TRIGGER选项卡里可以对参数进行逻辑组合。
我们把此次故障分为3个部分来监控，第一部分是司机室，观察司机室的操作行为，记录手柄的状态，手柄编码器的输出幅值，检测手柄的给定，第二部分我们监测变频器的状态，我们取出小车柜子逆变柜的输出电流，电压，频率，力矩，记录小车的速度给定，监测小车的控制字和状态字，第三部分我们检测一些的硬件，如，编码器检测值，进线空气开关，制动器接触器，液压夹轮器继电器等辅助设备。
将以上相关的点，全部选择后，作为图形的Y轴，这里有些点是和变频器的参数读取来的，将变频器的状态字SW1，通过Pro-fibus现场总线技术传到PLC的DB数据文件里，状态字包含了变频器的输出电流，输出电压，输出力矩和输出频率还有速度的实际值。通过调用数据块就可以直观的反应变频器的状态。
4.3 拍摄波形
设置好所有点后，就可以检测设备的运行状态了，系统会以时间为X轴，该时间段的大小可以任意设置， Plc-analyzer会详细监测所设置点的运行状态，利用该软件后故障再次发现时，我们立刻就找到了原因出在哪里，原来是进线大空开在小车加速到全速时，因自身故 障原因，造成突然跳闸断电，使小车驱动失去动力。由于原有设计对这种意外情况没有考虑，其设计制动器动作条件只有在小车速度降为3%以下才发生，此时小车由于失电无法控制，且没有制动，小车冲出作业区域直到司机拍下急停后才停下来，状况十分危险。
由此可见Plc-analyzer使技术人员能快速通过波形分析，找到故障点出在哪里。通过应用PLC-analyzer，使故障处理起来事半功倍，既能节约维修成本，提高维修效率，还能保证生产安全，设备稳定运行。而且PLC-ANALYZER是一个PLC监控分析软件，可以在不增加硬件的情况下，仅通过PLC编程单元接口就可以实现对PLC数据的采集、记录和分析。