淺談基于造型線的故障智能報警系統(tǒng)

鄭世達，趙林棟，曹 偉，張成紀，孫玉霞，韓冬生

（國機鑄鍛機械有限公司，山東濟南 250306）

0 引言

目前在機械制造業(yè)產(chǎn)業(yè)化、工業(yè)化、現(xiàn)代化以及高新技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，由于工業(yè)生產(chǎn)過程復(fù)雜，設(shè)備繁多，特別是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)線在日常生產(chǎn)中不間斷操作的情況下，設(shè)備間的相互配合以及故障報警信息的快速識別和處理，作為生產(chǎn)過程中重要因素自然就成為企業(yè)生產(chǎn)過程中的重要研究對象。比如鑄造行業(yè)，造型設(shè)備的運行狀態(tài)、維護以及保養(yǎng)，異常情況的快速處理都直接影響到工廠的生產(chǎn)效率和收益。設(shè)備的運行過程是企業(yè)管理以及維修的重要組成部分，而報警系統(tǒng)的目的是在故障發(fā)生前通過設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測與診斷，掌握設(shè)備有無劣化情況，以期發(fā)現(xiàn)故障的征兆和隱患，及時進行預(yù)防、維修以控制故障的發(fā)生，在故障發(fā)生后，及時分析原因、研究對策、采取措施排除故障或改善設(shè)備，防止故障再次發(fā)生。

1 故障報警系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

圖1 智能報警的系統(tǒng)組成

造型線的故障報警系統(tǒng)主要分為6 大塊，本文所提到的內(nèi)容只是在日常的實際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用比較有效的、清晰的且具有實用性的一個智能報警方法和技巧而形成的一個報警系統(tǒng)。不同的系統(tǒng)可能有不同的報警機制相適應(yīng)，對于復(fù)雜系統(tǒng)，更是要靈活運用各種方式，結(jié)合各種方法，通過仿真、實驗得到最理想的報警方法。

2 基于PLC 控制的一種設(shè)備故障智能報警系統(tǒng)

由于目前采集手段越來越先進，大部分自動控制系統(tǒng)中故障報警點能采集到整個系統(tǒng)的百分之九十以上的數(shù)據(jù)信息。尤其是多流程的復(fù)雜系統(tǒng)，在流程選擇及運行的過程中應(yīng)該能及時地提示故障。在做這個報警系統(tǒng)時盡可能的排除其他干擾，優(yōu)化報警的精細度，避免因為報警信息過多對維修和操作人員造成困擾，從而造成設(shè)備維修的困難性和復(fù)雜性。

2.1 報警信息位置精準定位

報警信息位置精準定位系統(tǒng)優(yōu)化并解決了一些老舊設(shè)備在出現(xiàn)問題時報警信息不準確和誤報警的現(xiàn)象，摒棄了傳統(tǒng)老設(shè)備報警信息冗雜、不易理解的弊端。新的報警信息位置精準定位系統(tǒng)是通過在控制程序中添加觸發(fā)點，通過程序的掃描，到達程序的控制步時同時檢測報警是否成立，當報警成立時，該報警將直接提示信息，不會因為程序流程還未到達或者已經(jīng)過了設(shè)備的控制位置，報其他地方的錯誤，從而造成為誤報警，影響操作人員的判斷。

此項優(yōu)化后能夠準確的指向問題所在位置，清晰的反映出問題的誘因和狀態(tài)，便于理解和解決問題。避免了操作人員在遇見設(shè)備故障停機時對設(shè)備的故障判斷不準確導(dǎo)致檢修時間過長影響生產(chǎn)效率的現(xiàn)象。

2.2 報警信息智能文字提示

報警信息智能文字提示系統(tǒng)能準確的反映出故障設(shè)備的名稱。當遇到設(shè)備停機時，操作人員在打開設(shè)備報警視圖后對設(shè)備的實際情況進行一個初步的預(yù)判，然后根據(jù)實際情況解決問題。如果不能盡快解決當時的突發(fā)問題，可以選擇進入智能報警文字提示系統(tǒng)。當進入系統(tǒng)后，操作人員只需要根據(jù)相關(guān)內(nèi)容提示找到故障設(shè)備，然后解決問題即可。內(nèi)容提示有詳細的問題出現(xiàn)的誘因以及解決的方法，操作人員可以通過報警提示的相關(guān)內(nèi)容進行問題排查、排除。

圖2 報警信息位置精準定位

圖3 報警信息處理后的效果

圖4 報警信息智能文字提示

一個成熟且優(yōu)秀的報警系統(tǒng)也需要幫助操作人員以及維修人員分析故障出現(xiàn)的原因以及尋找解決辦法。目前大多數(shù)一線的操作人員的年齡構(gòu)成、知識學歷都相對比較落后，當他們遇到問題時只能坐等技術(shù)人員或者廠家的售后人員進行解決，無法第一時間讓設(shè)備恢復(fù)生產(chǎn)，這個時候如果HMI 能夠提示出故障報警的原因和解決方法，這樣在廠房售后人員不在場或者不在線的情況下，操作人員根據(jù)內(nèi)容提示或者視頻的形式能夠快速解決問題，避免耽誤生產(chǎn)。

2.3 報警信息智能語音播報

智能語音播報系統(tǒng)具有很強的兼容性和可塑性，用戶可以根據(jù)自己的需求對設(shè)備的運行進行實時的判斷與處理。比如設(shè)計者在制作報警的時候就將報警劃分為：一般、普通、重要、緊急，并以不同的顏色區(qū)分，設(shè)置語音播報緊急和重要的報警，通過第三方軟件讀取報警信息并播報，實時的播報現(xiàn)場各個設(shè)備、單機的狀態(tài)結(jié)果。設(shè)備在運行過程中出現(xiàn)故障,立即采集故障信息，一方面在上位機端顯示設(shè)備故障參數(shù)信息，另一方面根據(jù)故障代碼查詢數(shù)據(jù)庫語音文件, 匹配后驅(qū)動語音文件實現(xiàn)故障語音報警功能, 準確報警設(shè)備出現(xiàn)了什么故障。并將故障信息上傳到服務(wù)器,進入設(shè)備故障后繼管理功能,制訂維修計劃,如維修人員計劃、維修工具計劃和備件計劃等。進一步方便了管理人員以及檢修人員了解掌握設(shè)備的實時、以及各種狀態(tài)時的信息。

3 報警數(shù)據(jù)與其他接口對接

3.1 報警信息報表導(dǎo)出與存儲

報警信息報表導(dǎo)出與存儲，此功能可以將設(shè)備的報警信息生成Excel 表格進行導(dǎo)出，甚至可以進一步統(tǒng)計出設(shè)備出現(xiàn)問題的次數(shù)和概率。通過此項功能可以進一步發(fā)現(xiàn)易出現(xiàn)問題的設(shè)備和地方，在檢修的時候有重點的進行檢修，避免了浪費人力物力和時間成本。

3.2 報警信息處理以及與MES 對接上傳的展望

“報警數(shù)據(jù)MES 上傳”靜壓造型線智能報警系統(tǒng)可以提供給MES 系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的相關(guān)接口。MES 系統(tǒng)可以通過大數(shù)據(jù)分析產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中遇到的各種問題和處理結(jié)果，以便于及時調(diào)整生產(chǎn)和檢修、維修之間的相互配合，提高車間的生產(chǎn)效率。

故障報警的實時性和硬件系統(tǒng)也有很大關(guān)系，目前工業(yè)以太網(wǎng)的實現(xiàn)，通過接口將短信、微信小程序以及電話相融合，便于廠家售后人員得到第一手的設(shè)備狀態(tài)，進而快速分析和處理，將來也會將整個車間的信息系統(tǒng)作為一個數(shù)據(jù)庫，通過大量數(shù)據(jù)對設(shè)備的運行狀態(tài)做出分析，提前預(yù)警，將信息發(fā)給操作人員，避免因為故障造成停線影響設(shè)備運行。

圖5 報警信息智能語音播報

圖6 報警信息報表導(dǎo)出與存儲

4 總結(jié)

目前我們基于西門子觸摸屏開發(fā)設(shè)備故障報警系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實現(xiàn)在設(shè)備啟動和運行時如果出現(xiàn)設(shè)備故障,立即顯示故障設(shè)備和故障信號。該系統(tǒng)有以下特點∶（1）實現(xiàn)設(shè)備故障實時檢測,提供報警窗口、報警歷史記錄兩種報警方式；（2）能夠快速準確地在任意操作界面上顯示故障設(shè)備和故障信號；（3）可保存最近一定數(shù)量的報警信息, 以便于隨時查看、打印報警歷史記錄；（4）無需專業(yè)知識即可判斷故障設(shè)備和故障信號，并進行相應(yīng)的故障解決提示。

本文以鑄造行業(yè)為例，針對企業(yè)工廠在實際生產(chǎn)過程中過所遇到的難點、急點，提供一個可行性的解決方案。利用設(shè)備自身的優(yōu)勢，實現(xiàn)對問題的排除和處理，從而達到遇到故障后快速發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問題后快速處理，處理問題后快速恢復(fù)生產(chǎn)的目的，更好的服務(wù)于工廠的生產(chǎn)運行。