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标题: [工作文档] [转帖]莱钢远程监控与故障诊断系统构建与实践 [打印本页]

作者: shillan 时间: 2008-3-17 22:36 标题: [转帖]莱钢远程监控与故障诊断系统构建与实践

近几年，莱钢超常规、跨越式的迅速扩张，跨入了千万吨钢铁企业行列。莱钢自动化系统维护范围剧增，控制系统庞大繁杂，面临日益增大的压力和挑战。全面提升发展品质，确立莱钢在钢铁行业的优势地位，迫切需要提高自动化整体维护实力和水平，切实提高维护质量。开发远程监控与故障诊断系统实时生产系统可便捷实现生产线自控系统异地监控与维护，合理利用技术资源并实现资源共享，迅速提高整体维护水平，降低故障率，提高维护反应速度和超前处理能力，对保障生产线顺行具有重要战略意义和极高应用价值。莱钢远程监控与故障诊断系统解决了制约企业高速发展的难题，推动了生产管理与过程控制计算机网络系统、计算机网络安全系统、通讯资源管理系统等项目的开发完善，为莱钢erp、mes建设夯实了基础，推动企业发展建立新的信息化平台，为莱钢管理创新搭建了广阔平台。
　　一、莱钢远程监控与故障诊断系统提出的背景
　　近几年，莱钢实现超常规、跨越式的迅速扩张，跨入了千万吨钢铁企业行列。莱钢自动化系统维护范围剧增，控制系统庞大繁杂。自动化部面临越来越大的压力和挑战，目前承担热线自动化系统维护的车间有：钢区、铁区等13个车间，每个车间4～8个班组，每个班组承担着若干自动化生产线的维护工作，各生产线控制方式主要以“plc(dcs)＋上位机”为主，plc(dcs)厂家有几十个，即便同一家公司的软硬件也有不同的版本，上位机监控软件也分别是各公司采用各家的。控制网络主要分为：以交换机为核心组成星形网络，以同轴电缆组成干型网络，以光纤为介质的环型网络。自动化部所维护的plc系统276套，dcs系统45套，控制网络72套，上位操作站316台，现场仪表412644台件，而现场维护人员仅201人，维护任务十分繁重。同时还要抽调大量人员参加技改和外部自动化工程建设，人力资源极度紧缺成为自动化部发展的瓶颈。
　　全面提升发展品质，确立莱钢在钢铁行业的优势地位，迫切需要提高自动化整体维护实力和水平，切实提高维护质量，保证各条生产线的顺行。开发远程监控与故障诊断系统实时生产系统可便捷地实现生产线自控系统的异地监控与维护，合理地利用自动化部、车间、班组的技术资源，实现车间、班组技术资源共享，迅速提高整体维护水平，降低故障率，提高维护反应速度和超前处理能力，对保障生产线顺行具有重要的战略意义和极高的应用价值，同时为莱钢以后erp、mes的建立搭建良好的基础平台。
　　二、莱钢远程监控与故障诊断系统的基本内涵
　　莱钢远程监控与故障诊断系统的创新性管理思想：立足于“维护于千里之外，检测于斗室之内，发现于故障之先，完善于损失之前，抢修于分秒之间，保障于无形之中”。
　　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、区域监控与管理系统、调度指挥系统三层结构，展开针对远程监控、故障诊断两个方向的课题研发；在上层建立故障专家库，开发调度指挥管理系统，使之具备故障统计分析功能、地理信息功能、状态监控功能，实现及时指挥调度决策；从技术和管理上实现快速反应能力。
　　远程监控与故障诊断系统是以现代化的管理理念为指导，以数字技术为手段，改造管理流程和生产运作流程，畅通信息渠道，实现管理资源共享；对生产经营活动实行全过程全系统的动态控制；建立和完善先进、实用、高效的信息化体系，达到生产自动化、操作智能化、管理信息化，全面提高管理效率和运营效果。
　　三、莱钢远程监控与故障诊断系统的主要做法
　　1、博采众长，实现管理、技术资源的整合
　　莱钢自动化系统维护范围广，控制系统庞大繁杂，首先需要加快推进资源整合。自动化远程监控与故障诊断系统的开发起点高，国内外均没有先例。工程属于跨专业、跨学科的系统工程，课题研发需采用技术、管理相结合的方法，需要集合管理、各方面的技术人员共同完成。在工程建设中，抽调管理、软件、通讯、信息、炼铁、炼钢、制氧、轧线等专业人才每周定期组织自动化部远程监控与诊断系统实施例会，根据项目进展及时组织方案交流、论证、验收；研发课题各车间自主申报，统一汇总整合后，根据优势，再分配到车间。各车间采取项目负责人、区域主管、核心技术人员共同参与的模式，把现场影响生产的难题均反映出来。总结多年维护经验，结合先进网络技术、科学算法，从虚拟测量、故障自动诊断、肢体再生、快速恢复、远程切换、工艺仿真、管控衔接、数据分析方面入手，确保提高系统的安全性、可靠性、预测性；通过元器件寿命周期、工况判断等数据分析开发现场设备管理和备件更换管理系统。各车间把承担的远程监控和诊断系统的开发纳入车间例会，作为会议重要内容加强管理。
　　2、将创新观念转化为技术设计
　　从系统的角度看，莱钢远程监控与故障诊断系统属同行业首创，具有非常明显的优势。主要体现在：高速灵活的数据采集、缓存功能；分布式采集、分布式应用、远程管理维护技术；领先的故障诊断系统，按系统诊断(含网络和硬件)、逻辑诊断、回路诊断(即工况诊断)、专家诊断、故障报警五个部分开发。开发分系统、分类别进行，采用主菜单、子功能模式，包括管理功能。逻辑诊断功能开发针对生产有影响的，报警画面的设计逐项有精细化提示；强力的数据压缩功能；可靠的网络安全；创新的设计思想，在各班组主控室建立实时历史生产数据库，并建立双网结构；下层连接各生产线控制网络，上层连接莱钢骨干网；生产现场实时数据通过下层通讯传送到实时生产数据库，并根据需要保存为历史数据，实时历史生产数据库则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。
　　3、构建三个中心
　　生产运控中心：建立实时数据采集层，连接各生产线的plc、dcs控制网络，采集生产过程数据；生产指令执行和参数下载；实现现场诊断与维护。
　　区域维护中心：建立应用服务层，创建历史数据库以及关系型数据库，生成各班组的生产工艺画面、曲线、报表；实现区域监控与管理。
　　远程监控中心：建立web应用层，生产事件以及客户端信息集成；生产参数传递；生产设备状态跟踪以及发布；个性化报表报告集成；趋势分析；生产统计计算结果。通过信号分析/浏览软件，及时了解全公司所有受控设备的当前运行状态，根据设备状况进行生产计划的实施和调整；实现高效调度指挥管理。
　　4、打造透明工厂，创建自动化维护管理新模式
　　远程监控和故障诊断系统(rm&d)目标：两个管理中心,四个区域，三层结构。两个管理中心是自动化部调度中心、生产处生产监控中心；四个区域是铁区、钢区、特钢区、新区；三层结构是测量层、监控层、管理层。网络结构简洁通畅、确保安全；采用主菜单、子功能模式，rm&d画面模式统一确定为：重要参数工艺画面；实现plc、dcs设备级状态监控；网络信息状态监控；设备动作时序判断功能；程序逻辑判断功能；建立常见故障信息库；重要参数趋势画面。故障诊断系统开发包括：系统诊断(含网络和硬件)、逻辑诊断、回路诊断(即工况诊断)、专家诊断、故障报警五个组成部分。管理层包括资产、设备、现场运行、计划、安全、档案、人力资源和工程(含合同、成本)等8个管理模块。确定自动化部维护模式：远程＋区域＋流动。整合管理资源，适应集团公司的体制改革和自动化部、电子公司跨越式发展的人员需求，提高反映速度和超前处理能力、降低自控设备故障率、确保自控及网络系统长期稳定运行为目标，逐步形成以网络技术为依托的现代自动化信息化保障体系。
　　5、分步实施，逐项推进，最终实现热线生产过程的远程监控与维护
　　远程监控和故障诊断系统无经验可以借鉴，在项目建设中坚持边摸索、边设计、边建设、边完善、边相互学习、知识共享的原则，充分利用检修、定修时间，在未单独设一次停机时间情况下，最终完成远程监控与故障诊断系统的开发和建设。
　　第一阶段：集中管理、技术力量，超前思维，在设想、讨论、论证、实施、完善中，逐项突破不同平台之间数据接口、通讯缓慢、网络安全等技术瓶颈，规范远程监控和故障诊断系统运行管理制度，首先建成铁区远程监控中心。
　　第二阶段：进一步开拓创新、逐步完善系统，先后建成钢区、特钢区、新区远程监控中心。
　　第三阶段：加快推进测量层课题研发、管理层研究，经反复论证，最终通过立项、研发、测试、实现、共享，建成一个中心、四个区域、三层结构的远程监控和故障诊断系统，达到“万点受控”和“透明工厂”目标，实现热线生产过程的远程维护和诊断。
　　同时推动莱钢生产管理与过程控制计算机网络系统、计算机网络安全系统、通讯资源管理系统等项目的开发完善。
　　四、远程监控与故障诊断系统的实施效果
　　1、思想创新带动技术创新，技术创新实现管理质的飞跃
　　随着莱钢千万吨钢铁生产规模的形成，以及依托莱钢电子公司对外工程的全面展开，自动化部承担着建厂以来规模最大、技术最新、难度最高的工程，生产维护面临着系统复杂、战线长、协调难、节奏快等众多难题，外部市场遍及国内十几个地区和印度、泰国等国际市场；业务领域拓展到电力、化工、轻工等行业，人员异常紧张。自动化部审时度势，按照信息化、智能化和综合化的未来发展趋势，提出了创新性的管理理念。远程监控与故障诊断系统实施，整合了管理资源，节省了大量人力物力，提高了维护反映速度和超前处理能力，降低了自控设备故障率，确保了自控及网络系统长期稳定运行，形成了以网络技术为依托的现代自动化信息化保障体系，实现了管理质的飞跃。企业的实力、核心竞争力、抵御风险力、发展潜力、影响力显著增强。自动化远程监控与故障诊断系统的建成成为优化管理流程、提高管理效率的捷径。
　　2、节约大量人力资源，大幅降低自动化设备故障率
　　按照“内保莱钢、外谋发展”企业发展战略要求，在做好莱钢内部生产经营管理前提下，节约出的人力资源开始搏击外部市场，初步形成自动化维护、工程建设、电子产品生产三足鼎立的新局面，市场范围不断扩大，经济效益持续提升，全年对外营业额突破亿元大关。维护市场稳中有升，工程市场捷报频传，产品市场迅速扩展。仅节省人员一项，每年可为企业节支768万元。项目实施后，自动化设备故障率大幅降低，设备利用率显著提高，产量不断提升，经济效益显著，故障处理时间明显降低，plc、dcs控制系统、控制网络月均降低故障时间为1.15h，此项年创经济效益338.84万元。
　　3、建设了现代企业设备控制系统的自动化维护保障体系
　　莱钢远程监控与故障诊断系统融合了信息化、智能化、综合化，围绕远程校验、虚拟测量、快速诊断、远程维护，实现了能源计量系统的自标定、自平衡和自诊断，自动化信息化系统智能的故障自诊断、远程处理以及自恢复功能，开发自动化、信息化、计量、通讯4个专业、8个系列、60多项专有技术。自行研制、具有自主知识产权的多项软件系统和几十种硬件电子产品得到成功应用。
　　4、发挥专业人才合力，实现智能化无处不在
　　在项目实施过程中，坚持“以人为本”的管理理念。通过各种手段，建立了知识化、专业化、团队化、网络化的工作平台，相互配合、监督、激励的工作关系，以及新的规章制度和绩效考核机制。车间科技人员由单一现场维护作业模式转变为基于信息技术的并行开展多项业务的能力，团队成员形成了共同的价值观和方法论，提升了自动化人才队伍的专业合力。
　　莱钢远程监控与故障诊断系统解决了制约企业高速发展的难题，推动了生产管理与过程控制计算机网络系统、计算机网络安全系统、通讯资源管理系统等项目的开发完善，为莱钢erp、mes建设夯实了基础，推动企业发展建立新的信息化平台，为莱钢管理创新搭建了广阔平台。

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