设备故障诊断系统范文1
关键词 电力gis设备；故障诊断。局部放电
引言
电力gis设备(gas-insulated metal-enclosed switch gear，气体绝缘金属封闭开关设备)是由断路器、接地开关、母线等元件直接联到一起，并垒部封闭在接地的金属外壳内，壳内充以一定压力的绝缘气体作为灭弧介质。近年来，随着城市电网建设的发展，gis变电站的数量不断增加。gis因其具有的诸多优点，已经成为主导开关设备。但是，由于电力gis设备本身的封闭性，使得故障检测和诊断相对困难，同时该类设备内部场强又很高，一旦出现内部缺陷，极易发生设备故障，严重时发生爆炸，造成巨大损失。到目前为止，国内已发生多起由于电力gis／断路器绝缘故障引起的变电站事故，例如韶关和溪电站的110kv gis、江门的220kv和500kvgis、大亚湾的400kvgis、云南临沧大朝山500kvgis等都发生过绝缘事故。为提高供电可靠性，及时发现事故的征兆，避免重大事故，同时也是为了减少盲目的定期检修造成的停电、人力物力浪费和可能的设备损坏，具备一套完整准确的电力gis设备故障诊断与分析综合系统是非常必要的。
一、设计原则
由于gis设备本身的特性，除微水等少数试验项目外，现行的高压电气设备预防性实验方法大多无法用于gis设备。一般来讲，在电力gis设备在现场安装前，只进行耐压试验，验证其运输和安装过程中是否受损以及检查其重新组装的正确性。统计表明，通过试验的gis设备如果存在的一些缺陷，最初可能无害，也不容易发现，但随着运行年限的延长，在开关操作震动和静电力作用下，异物碎屑的移动或是绝缘的老化等可能产生局部的放电现象，以致最终发展为击穿放电事故。研究表明，gis设备内部故障以绝缘性故障为多。gis设备的局部放电往往是绝缘性故障的先兆和表现形式。一般认为，gis设备中放电使sf6气体分解，严重影响电场分布，导致电场畸变，绝缘材料腐蚀，最终引发绝缘击穿。实践证明，开展局部放电检测可以有效避免gis事故的发生。针对上述问题，对于电力gis设备的故障诊断和分析系统要具有高灵敏度、强抗干扰性，尽量避免设备的体内传感器。在设计上可概括为：按照模块化、通用化、标准化的原则，通过对电力gis设备局部放电现象的研究，设计电力gis设备故障诊断模型，以及电力gis设备通用故障检测算法和分析决策算法，构建由硬软件结合的电力gis设备故障综合诊断系统。软件研发过程采用了面向构件的设计方法，为系统日后升级提供了必要条件，同时也为最终实现一个综合的电力设备状态监测综合管理系统奠定基础。另外，设计过程中系统突出资源共享的特性，力求实现电气设备故障综合诊断系统和其他电力软件系统的数据共享、信息交换。
二 系统总体设计方案
电力gis设备故障综合诊断系统在体系上主要由状态监测单元、数据预处理与初判单元和服务器三部分组成。具体结构见图1。系统通过gi s设备状态监测单元获得电力g r s设备运行时状态监测关键数据，上传至上位主机，在主机中提取特征信息，进行一般的设备状态判别与分类，并将提取的数据通过上位主机借助网络上传至服务器，建立数据库，通过智能算法对异常设备进行深入的多层次地识别与分析，得出准确的故障定位与故障种类，同时进行趋势预测，为诊断决策提供依据，利用分析后的结论来进行设备维修和更换的科学合理的决策。
三、系统功能分析
(一)状态监测单元
该部分主要由气体密度测量装置传感器和局部放电监测装置传感器等功能模块组成，监测设备的运行状态，完成测量信号的模数转换和预处理。其原理框图如图2。其中针对监测中抗干扰性、检测灵敏度，以及满足避免电力gis设备体内传感器的要求，在局部放电监测中采用gi s局部放电uhf信号传感。
(二)数据预处理与初判单元
通过u sb接口接收状态监测单元的状态数据信息，对接收的设备气体密度状态数据同标准数据进行比对，若超出正常范围则报警；对所接收的局部放电信号进行特征提取，并同典型波形进行初步比对，进行初步判别；将状态信息上传至服务器，以便建立数据库。
(三)服务器
在系统中服务器端主要实现以下功能：海量数据存储与处理，提取关键特征数据，对电力gis设备进行多层次的故障诊断分析。实现gis设备重要参数的长期状态监测，进行分布式数据存储。系统不仅要提供gis现有的状态，而且还能通过这些数据分析各种重要参数的变化趋势，识别gis设备可能存在的故障}通过数据挖掘技术将有益于动态分析的数据从大量的监测数据中提取出来，形成故障特征数据样本；由浅入深地从不同层面对监测到的电力gis设备数据进行动态分析。结合智能化解决方案，对异常数据进行动态分析和趋势分析，辨别设备状态，对存在故障隐患的设备进行跟踪，适时报警，做出对电力gis设备科学合理的维修和更换策略。制定维修计划、合理地下达维修工单，根据系统中得出的设备状态的结论，实现预防性维修、以可靠性为中心的维修以及状态维修等几种维修模式，合理制定电力gis设备检修。同时，对每次维修的维修成本进行总体量化，对电力网络中多个gis设备的维修做出合理决策。同时将设备整体情况进行实时分析与决策，以工作单的提交为执行主线，对进行检修和维护人员的工作进行规范，把检修过程中责任明确到个人，杜绝事故的发生。
设备故障诊断系统范文2
关键词：故障诊断 自动化 小波分析 决策树分析 费舍尔判别分析
随着现代科学技术的飞速发展，各种旋转机械设备也开始朝着大型、高速、重载、精密、复杂的方向发展，机组机械的工作效率和自动化水平都突飞猛进的提升着。旋转机械设备在我国国民经济发展中发挥着不可小觑的重要作用，它们工作的主体转子和其他回转部件，是现代化持续生产过程中的关键环节和重要部分，一旦发生机械故障，不仅机组本身会遭受重大顺坏，而且连续的生产过程还会因此而中断，甚至导致停工停产，随之而来的是巨大的经济损失和社会负面影响。由于大型旋转机械故障诊断的复杂性和诊断人员自身诊断知识的不足，由于设备故障引起的影响生产、利润降低甚至造成一些灾难性事故的情况时有发生，因此迫切需要建立企业维修人员的培训及机器自动识别智能诊断系统来辅助维修人员进行机器的诊断工作，降低故障的发生率。使得设备的管理水平得以提高、保障设备的可靠性和稳定性、避免不必要的事故的发生、尽可能减少事故破坏性、从而保证生产的安全稳定进行，取得潜在的巨大经济和社会效益。
一、小波分析进行故障特征信息提取
电设备故障诊断和预测的一般过程。主要包括信号采集、特征信号提取、状态识别、诊断预测四个方面：1．信号采集2．特征信号3．状态识别4．诊断预测。该系统由用户界面、数据处理、任务分配、神经网络诊断模块和专家系统诊断模块五个部分组成。
首先，系统实际运行前，需选取样本集对神经网络进行训练：专家系统部分需通过与领域专家交流由程序员建立知识库。具体实施方法将在下面章节中第4章基于神经网络专家系统的风机故障预知维护系统结构研究叙述。系统启动后，提示用户选择优先采用的故障诊断方法，默认情况下选择神经网络诊断方法。当监测数据超过预警门限值时，系统在数据库中读取此时的设备运行参数。包括轴振动、轴温、油液三个方面。对以上参数进行数据处理并送入神经网络进行诊断。诊断中间结果显示在用户界面上，如果用户对结果满意则作为最终结果显示，如果不满意，则转到任务分配模块，使用专家系统对设备进行故障诊断，并将所得的结果作为最终结果。使用面向对象知识表达方法描述和表达知识，以知识树的方式构建专家系统知识体系。对知识树以遍历的方式与产生式规则结合进行推理，推理结果能够较好的反映专家知识。在面向对象的智能故障诊断专家系统中，对于知识库中包含的每个对象结点，为了能够更好的适应一些比较复杂的情况，有的问题是可以采用自顶向下的理论来进行推理的，而另一部分却是适合用自底向上的方法对其求解，在推理的过程中会不断地发生各种变化。因此在知识表示方面需要加强其灵活性，即将不同的方法添加到每个对象中，便于去相应的处理不同的推理阶段。每个结点对象都具备以下三个方法：先序、中序和后序。这三种特殊的方法是按照不同的次序在推理过程中实现的。在系统默认的情况下，这是一个从问题的根结点对象开始的层层推进的深度优先遍历的过程。其它结点的产生式规则与上述类似，当系统运行后，提示用户选择设备所发生故故障征兆类型，及该征兆的确信度。推理机按照一定的规则对知识库中各结点及其所对应的方法槽进行遍历，在每个结点的后序方法中计算该结点所对应故障产生的后验概率。最终得到诊断结果。
二、数据挖掘技术中决策树分类算法的设计与实现
此方法主要研究工作分为以下几个部分：1.决策树挖掘算法的研究，2.基于决策树挖掘系统的开发，3.基于Struts开发的在线故障诊断系统，4.利用开发的挖掘系统为web故障诊断系统提供诊断依据，验证该方法的有效性。
数据挖掘系统具有以下几个主要组成部分：①数据库、数据仓库或其他信息库，②数据库或数据仓库服务器，③知识库，④数据挖掘引擎，⑤模式评估模块，⑥图形用户界面。数据挖掘阶段，这个阶段就是开始进行实际的挖掘操作。主要包括以下几个要点：①明确挖掘的任务和目的，例如数据的序列模式发现和数据总结、聚类、分类、关联规则的发现等。②明确了挖掘任务之后，就要执行挖掘算法。不同的算法可以来实现同样一个任务，选择实现算法通常有两个需要考虑的因素：首先不同的数据有不同的特点，其次要考虑用户或者实际运行系统的要求。③完成以上工作后，就可以进行数据挖掘操作了。
数据挖掘决策树归纳分类是机械智能诊断的基础。这个模块需要系统维护人员在服务器端对后台数据库进行长期维护。系统维护人员可以添加、删除、修改数据库中故障类型，添加或更新故障类型对应的说明。对样本数据库进行定期的清理，去掉错误的数据、定义新的故障类型样本等数据清理工作。对更新过的故障样本重新做数据挖掘决策树归纳分类，生成为最新的规则模型。
三、费舍尔判别分析法
在数学方面，高等数学和现代数学的许多分支在状态监测技术和故障诊断技术以及信号数据的收集和处理分析都被广泛地应用。用的数学方法为：1.积分变换法，2.概率论，3.数值分析法，4.运筹学。决策是普遍存在于人们生活和工作中的一种活动，是分析解决当前以及未来可能发生的问题时，获得最优方案的分析判断过程。
费舍尔判别分析法是一种基于数据驱动方法的技术。数据驱动测试注重于测试软件的功能性需求，也即数据驱动测试使软件工程师派生出执行程序所有功能需求的输入条件。数据驱动与基本原理模型无关，使用数据驱动不需要昂贵而且费时的基本原理模型，所以数据驱动方法很适用于旋转机械这样复杂的机械组。降维技术把数据投影到低维空间，低维空间可以准确表征过程的状态，极度的简化和改良了过程监控程序。针对故障诊断来说，首先从故障设备中收集相关的数据，接着对数据进行分类，每一类表示某一特定的故障类型。FDA是一种线性的降维技术，它将各类进行最大程度地分离。使得一系列的线性变换向量得以确定，将这些向量按最大化类间离散度、最小化类内离散度的原则标准进行排列。
FDA是使用类信息来对降维空间进行计算，致使FDA的判别函数对类信息的使用程度比其他分析法对类信息的使用程度要大得多。FDA在评价判别函数时，所使用的是所有故障类的信息。通过定义一个故障类的附加的数据类，FDA也用于故障的检测。正常运行状况下的数据与训练集中故障类数据的相似性决定了用FDA判别函数进行故障检测的效果。若正常运行状况下数据能合理地与故障类进行分离，那么可以应用FDA进行故障的检测。对于已经知道的故障类而言，能保证较小的漏检率。至于那些超出利用FDA向量定义的低维空间数据，FDA判别函数没有将与之相关的未知故障考虑在内，从某种程度上说，FDA判别函数或许不能够检测出此类故障。建议最好能够将一个基于残差的FDA统计量与FDA判别函数一起使用，这样不仅能够检测出与FDA向量定义空间内数据相关的机械故障，而且还能够检测出与此空间外数据相关的机械故障。
参考文献：
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设备故障诊断系统范文3
Abstract： According to the characteristics of fault diagnosis of communication instruments in TT&C-ship and the needs of diagnosis， we made fault tree analysis and expert system technology were combined ，based on this，we designed the complete system model， designed knowledge model， designed fault diagnosis flow of the common meteorological instruments. The system should made operator lookup and solve instruments fault quickly and true.
关键词： 通信装备；故障诊断；故障树；专家系统
Key words： communication instrument；Fault Diagnosis；Fault Tree；Expert System
中图分类号：V55 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）33-0190-03
0 引言
目前测量船在用的通信装备技术含量高、工作原理复杂、专业性强、种类繁多，测量船出海期间通信的实时性对通信保障工作提出极高的要求，同时长时间的海上船摇对通信装备也具有很大的影响，这些因素都为科技人员对通信装备维护保养设置了很高的标准，同时要求一旦装备发生任何故障，科技人员要能够快速定位解除故障，对岗位人员的故障排查、定位能力要求很高。而当前航天测量船对通信装备的故障诊断排查主要依靠科技人员的经验积累来完成，效率不高。因此，设计一套测量船通信装备故障诊断系统用来有效辅助科技人员快速、准确进行装备故障诊断，便成为当前一个迫切需要解决的问题。
1 设计思想
故障树分析法[1]是一种将系统故障形成原因按树枝状逐级细化的图形演绎方法。它通过对可能造成系统故障的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）进行分析，画出逻辑框图（故障树）；再对系统中发生的故障事件，由总体至部分按树枝状逐级细化分析。常见的故障树诊断主要有逻辑推理诊断法和最小割集诊断法[2]。
专家系统[3]是一种智能计算机程序，它是运用知识和推理来解决只有专家才能解决的问题。由于不同的专家系统所需要完成的任务和特点不同，其系统结构也不尽相同。目前比较流行的专家系统的一般结构包括人机接口、推理机、解释器、知识库管理模块、综合数据库、知识库。
针对航天测量船装备故障诊断的特点及诊断需求，根据优势互补原则，从产生与作用、知识获取、知识转换、诊断功能的扩展等方面归纳分析出故障树分析法与专家系统的结合点，作为故障诊断系统的设计思想。
1.1 从专家系统与故障树的产生和作用来看，两者是有一定联系的 故障树是图形化的用于系统可靠性分析和故障诊断的模型；而专家系统是当系统失效时综合利用各种诊断信息，依据知识库中的知识，通过推理确定系统的故障原因，并给出排除故障的方法和建议。
1.2 从专家系统知识获取的角度来看，故障树分析法也是一种基于诊断模型的知识获取方法，该方法在故障诊断中的应用在一定程度上解决了专家系统在实际应用中对动态系统知识获取的瓶颈问题。
1.3 从故障树知识与专家系统知识转换的角度来看，故障树具有标准化的知识结构。故障树的顶事件对应于专家系统要分析解决的任务，其底事件对应于专家系统的推理结果；而故障树由顶到底的层次和逻辑关系对应于专家系统的整个推理过程。
1.4 从故障树分析方法对专家系统故障诊断功能的扩展角度来看，逻辑推理诊断法用故障树中各底事件、中间事件、顶事件的发生概率对故障树转化生成的规则进行排序，提高了系统搜索匹配规则的效率；在最小割集诊断法中，引入最小割集重要度和底事件概率重要度，提高了故障诊断命中率，减少了测试工作量。故本系统设计中采用逻辑推理诊断法和最小割集诊断法结合的故障诊断方法。
2 总体模型设计
航天测量船通信装备故障诊断系统主要包括六个功能模块，分别为：系统管理模块、知识库管理模块、故障诊断模块、诊断维修记录模块、辅助工具模块、帮助模块等六个模块。其中每个模块可以分别通过包含各自的子模块来具体实现。系统模型如图1所示。
2.1 系统管理模块 主要实现数据库连接配置、用户登录、用户管理、修改密码等功能。
2.2 知识库管理模块 主要实现对知识的获取、管理和维护，以使知识库不断完善。
①知识获取子模块：可通过向导和设计视图两种方式获取知识。向导方式适用于初次创建某装备知识库；设计视图方式适合于对已初步形成的某装备的知识库实现有针对性的局部知识获取。②知识管理子模块：实现将知识以数据库表的形态呈现给用户，以便用户对各种表中存储的知识直接进行添加、删除、编辑、查询等操作。③知识检索子模块：将知识按照不同的装备、不同的归属结点以及不同的知识类别进行列表索引。④知识备份子模块：主要实现对数据库中全部知识的复制备份。
2.3 故障诊断模块 主要实现对选定装备的故障诊断工作，提供逻辑推理和最小割集两种诊断方法。
①故障识别子模块：主要通过与用户交互相关的诊断信息来实现故障类型的判断。②逻辑推理诊断子模块：主要实现利用逻辑推理诊断方法进行故障诊断。③最小割集诊断子模块：主要实现利用最小割集诊断方法进行故障诊断。④诊断维修记录参考子模块：将调用逻辑推理诊断子模块或最小割集诊断子模块进行故障诊断的故障类型相关诊断维修记录提供给用户参考，帮助用户进行故障维修。⑤排故措施参考子模块：对调用逻辑推理诊断子模块的诊断最终结论或最小割集诊断子模块中的每一步诊断提示给出相关的排故措施，帮助用户进行故障维修。⑥诊断维修记录存档子模块：当用户对故障诊断的结论进行维修验证后，需提交此次故障维修相关信息，如维修结论、维修结论描述、维修解决方案、维修人员、维修时间、维修地点、装备编号、生产厂家、服役时间等要素。
2.4 诊断维修记录模块 主要实现对诊断维修记录的查询、增加、删除、编辑等管理维护以及对系统存档的诊断维修记录进行定量分析。
2.5 辅助工具模块 主要提供一些系统的辅助工具功能，如Visio绘图工具、打印、记事本、计算器等。
2.6 帮助模块 主要包括关于系统的简单信息和使用帮助。
3 诊断知识库E-R模型设计
诊断知识库中拥有知识的数量和质量是本系统性能和问题求解能力的关键因素[4]，根据面向对象的不同可将故障诊断知识库大致分为七个数据表：结点表、故障类型表、故障树节点事件表、故障识别规则表，故障规则表、测试条目表、排故措施表。图2为通信装备故障诊断知识库的E-R图（下划线的数字表示是其所属实体的主键）。
图中数字标示的含义具体如下：
1：结点名称；2：结点编号；3：结点层次；4：结点所属仪器装备编号；5：父结点编号；6：子结点编号组合；7：结点原理（文字说明）；8：结点原理图编号；9：维修知识属性；10：维修知识内容；
11：故障类型名称；12：故障类型编号；13：故障类型所属结点编号；14：故障树结构图编号；15：故障原理图编号；16：故障原理（文字说明）；17：下级链结故障（树）类型编号组合；18：故障识别规则编号；
19：故障树节点事件编号；20：节点事件；21：节点事件层次；22：事件性质；23：父节点事件编号；24：子节点事件编号组合；25：本节点事件与子节点事件的关系；26：节点事件隶属故障类型编号；
27：故障识别规则编号；28：故障类型权值；29：故障征兆编号组合；30：故障征兆对应的域值编号组合；31：故障征兆对应的条件权值组合；32：用户确认的故障征兆对应的可信度组合；33：前件关系；34：追加关系；35：追加前件的规则编号；36：结论编号；37：规则强度；38：规则阈值；39：结论域值；
40：故障规则编号；41：规则隶属的故障类型编号；42：规则前件编号组合；43：规则前件关系；44：追加关系（前件）；45：追加前件的规则编号；46：规则结论编号组合；47：规则结论关系；48：追加关系（结论）；49：追加结论的规则编号；50：结束标志组合；51：规则属性组合；
52：测试条目编号；53：测试条目隶属的仪器装备编号；54：测试条目内容；55：测试条件；56：测试工具；57：测试位置；58：测试位置图编号；59：测试方法与步骤；60：标准测试值；61：实际测试值；
62：排故措施编号；63：排故措施针对的诊断最终结论编号；64：排故知识（文字说明）；65：排故图编号。
4 故障诊断流程
本文中对诊断流程设计考虑了系统使用的逻辑推理诊断法和最小割集诊断法。图3为故障诊断流程图。
用户可通过两种方式进入故障诊断流程：
①第一种方式：用户直接选择装备名称、型号、故障类型。系统将该故障类型直接调入“故障识别冲突集”中，转入第④步；
②第二种方式：用户根据自己的相关经验，选择故障可能发生的最小范围的结点，也可以同时选择提交故障征兆以及故障征兆发生的环境、条件等域值；
③若用户在第②步中同时提交了结点和故障征兆两类信息，则系统根据用户提供的诊断信息，按照搜索和故障识别规则的匹配策略把相匹配的故障识别规则结论放入“故障识别冲突集”中。若“故障识别冲突集”为空，则返回至第②步。若不为空，则转入第④步；
④系统按照故障类型权值大小，依次在“故障识别对话”中向用户询问“故障识别冲突集”中的故障识别规则前件的可信度；
⑤系统按照故障规则的匹配策略，判断出该故障类型识别是否成功。若故障类型识别不成功，需要修改已提交的某规则前件可信度。若成功则调用故障类型的诊断线程；
⑥用户可选择采用逻辑推理诊断法和最小割集诊断法。若用户选择逻辑推理诊断法，转入第⑦步；若用户选择最小割集诊断法，转入第⑨步；
⑦系统定位到某故障类型，提供与之相关的诊断维修参考。系统按照故障规则的搜索、匹配策略，实现基于故障规则的逻辑推理诊断。若启用的是一条测试规则，则在“故障诊断对话”中依次询问该测试条目，并给出该测试条目的测试工作参考。若此次逻辑推理诊断成功，系统给出最终诊断结论的排故措施参考以及诊断路径解释；若系统得出的最终诊断结论是另一故障类型，则系统自动转入第⑥步。若用户维修验证成功，则按要求将此次诊断维修记录存档后，结束诊断；若用户维修验证不成功，可参阅以往该故障类型的诊断维修记录，帮助用户调整维修方案，也可以转入第⑧步或选择最小割集诊断法进行该故障类型诊断；
⑧系统按冲突求解策略自动调用“故障识别冲突集”中其它故障类型的诊断线程，转入第⑥步或根据用户需要返回至第①步或第②步；
⑨系统为每一步诊断提示，给出相应的排故措施参考、诊断维修记录参考以及提供用户查看该故障树的各最小割集重要度、最小割集中的各底事件的概率重要度等统计数据。若用户在某一步的诊断提示下的维修验证成功，则将此次诊断维修记录按要求存档后，结束诊断；若用户维修验证均不成功，可转入第⑧步或选择逻辑推理诊断法进行该故障类型诊断。
5 结束语
目前，航天测量船对通信装备的故障诊断排查主要依靠科技人员长期累积的经验来完成，具有效率不高的特点。结合了故障树分析法与专家系统的通信装备故障诊断系统的应用不仅可以辅助科技人员快速、准确地进行故障分析、定位，大幅提高排除故障的效率，而且可以协助科技人员找出装备的薄弱环节，并提出相应的改进措施。
参考文献：
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设备故障诊断系统范文4
【关键词】 西门子Step7 故障诊断 PLC
1 前言
在计算机、微处理器和数字通讯技术的不但发展之下，计算机控制被广泛的应用到工业领域当中。并且随着社会需求的不断增大，制造业也对市场需求做出迅速的反应。为满足这一要求，自动化生产和生产设备应具备较好的灵活性和可靠性。因此，可编程序控制器（PLC）的提出，便是为满足这一发展要求，具有广泛的应用，并且具备应用方便和功能强大的应用优势，逐渐的成为现代化的重要支柱，而且已逐步的被应用到工业领域中，尤其是在自动工业生产中发挥最为基本的过程控制作用。同时，其质量的优劣可直接影响到产品的生产。因此，为保证PLC能够保持良好的运行状态，需对其出现的故障进行及时的处理，可采用故障诊断和状态监测的方式。
2 Step7在PLC故障诊断中的应用
在目前，S7300/400在我国所占有的市场份额较大，其为模块式的PLC，通过信号模块、接口模块、信号模块、机架、电源模块和CPU模块组成。并且该型号具有较强的故障判断功能，结合STEP7编程软件的应用，能够得到诸多的编程错误信息和硬件故障信息。由于其内部具有记录和识别错误的功能，可将错误信息保存到CUP诊断缓冲区当中，若是在此过程中出现事件，或是错误的发生，还可将编辑有时间和日期的信息保存在诊断的缓冲区中，以便于后续处理措施的制定[1]。
2.1 故障诊断方法
在进行故障诊断前，应先对诊断符号进行了解。依据诊断符号对模块故障状态和模块运行的形象表示，可对故障进行及时的了解。若是模块运行中存在诊断信息，相应的模块上便会有诊断符号增加，或者是相应模块对比度下降。诊断符号中显示的“模块故障”，其原因可能为诊断被中断，检测到故障时，LED发亮，或是I/O的访问错误；而若是诊断符号显示为“无法诊断”，则表明不能够实现在线连接，或是其模块对诊断信息不支持。
在基本的故障诊断的方法中，首先应在管理器当中透过菜单命令，将在线窗口打开。进而将所有的站均打开，看其CPU是否存在指示故障或错误的诊断符号。还可使用F1键帮助，对诊断符号进行了解。通过对诊断符号的观察，能够对CPU模块的相应运行模式进行判断，主要判断其是否存在轻质变量，以及CUP或是别的模块是不是存在故障等。同时，还可将在线窗口打开，并在STEP7当中将采用执行菜单命令，进而硬件诊断的浏览窗口快速的打开，在打开的窗口中会对PLC状态有显示，通过对其分析，可找出诊断模块中存在的硬件故障，对故障模块进行双击操作，可对故障信息进行详细的了解。
2.2 故障诊断中模块信息的应用
在应用模块信息进行故障诊断时，首先应将模块信息的窗口打开，之后将其和PLC形成在线连接，选取STEP7中需要检查的站点，接下来便可执相应的菜单命令，在开启的模块信息窗口当中，可对选中站点中的CPU模块信息进行显示。其次，需使用“Module Information”按钮，其按钮可在快速视窗中找到。此外，还可通过对CPU模块的双击，进而将模块信息窗口打开。最后对于CPU所发生的故障明细，能够显示在模块信息出口当中诊断缓冲区的选项卡当中。最后通过对缓冲区诊断可分析系统错误，进而找出其原因，在对事故分类的基础上，制定出解决的措施[2]。
3 故障处理组织块的应用
3.1 错误处理
相对而言，S7300/400具备较强的检测错误和处理事故的功能。“错误”指的是PLC当中存在的编程错误，或是功能性错误，并非是执行装置，或是外部传感器存在的故障。在其应用过程中，若是CPU检测出错误。此时，操作系统便会出现对应错误的组织模块，进行错误的处理。若是出现的错误，缺乏对应的组织模块，CPU将会进入到相应的STOP模式当中。
3.2 错误的分类
根据组织块，可将能够被S7CPU检测到的错误分为两个基本的类型。其一为异步错误，其二为同步错误。其中异步错误指的是同PLC操作系统和硬件具有密切关系的错误，跟程序的执行情况无关。同时异步错误所造成的后果通常较大，其所对应的组织模块为OB80-OB87和 OB70-OB73。而同步错误则是和程序执行相关联的错误，对应的错误处理模块为OB122和OB121。
除故障组织处理模块的应用外，还需注重通讯故障的诊断。在各类因素的影响下，PLC自动控制网络通常会发生不同的通讯故障，并且其故障的存在，将会对整个PLC自动控制系统的运行产生较大的影响。因此，若是应用PLC自动控制系统，应尽量的保证通讯的正常应用，确保在发生故障时，能够迅速作出反应。其中，西门子S7300/400中的大型和中型的PLC可应用STEP7的编程软件进行相应程序的编写，进而诊断处理的各类网络通讯中出现的故障[3]。
4 结语
企业通过PLC的应用，可达到分布式过程控制的目的，但由于该种形式的分布存在地点分散和需要较多现场设备的特点。因此，为能够准确、快速的对PLC所出现的故障进行处理，并尽量减少停机的时间，要求企业的相应的操作人员需掌握好PLC的诊断方法和状态监测方法，以此促进企业生产经营效果的提升。同时，由于PLC的故障特点较多，若是处理人员缺乏专业性知识，在处理中将会导致诸多问题的出现，进而导致问题扩大化发展。所以作为设备技术人员，应对PLC运行状态进行较好的掌握，要求能够对相应的程序进行编写，进而对分布式PLC系统的外部设备和通讯故障进行处理，确保其系统的有效性运行。
参考文献：
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设备故障诊断系统范文5
关键词电力；设备；运维管理系统；信号故障诊断系统
在电力行业运行及发展的背景下，为了使电力行业更好的顺应时代的发展，电力部门需要将电力通信网的管理作为重点，通过管理运行水平以及运行设备的维护等，细化电力通信网络的运行及调整方案，以更好的保证信息安全运维管理的规范性，实现各个设备的高效、稳步运行，增强电力通信设备故障的检查效率。对于电力设备维护人员，在具体的系统管理中，需要认识到影响通信设备使用中存在的问题，通过运维管理系统、信号故障诊断的方案优化等，确定具体的诊断方案，以提升电力通信处理的效果，维持行业的稳步发展。
1电力信息运维管理系统存在的问题
1.1系统运行效率低
根据电力信息安全运维系统的管理特点，在电力信息中，传统的运维模式存在着效率低下的问题，出现这种问题的原因包括：第一，传统运维体系中，存在着不同组及专业间管理方法不同的问题，这种现象会降低通信设备运维管理的难度，而且也增加网络运维的安全性。第二，在不同设备处理以及技术运用中，需要不断进行集成融合，这种现象会导致专业界限模糊，同时降低设备的使用效率，无法增强电力通信运维管理的效果，增加设备运行及维护的难度[1]。
1.2信息资源利用率低
电力信息运维管理中，通信网络的信息传输主要以光纤为主，通信传输距离一般需要控制在2km的状态，并通过网络接口以及总线网接口的连接，保证各个网络连接具有契合度，提升电力通信设备的使用效果。但是，应该注意的是，在高于220kv的变电站中，存在着节点过多的现象，为了保证各个电力系统支配的有效性，应该对网络信息设备进行系统维护，避免维修方案不合理问题对设备资源造成的浪费，提高设备资源的使用效果[2]。
2设备运维管理系统与信号故障诊断系统的通信
2.1电力信息业务功能
根据电力通信信息系统的运行状况，在具体的业务处理中，会受到信号故障问题，为了避免业务处理不及时的现象，需要细化电力通信业务处理方案：第一，在信号故障处理中，通过数据信息的整合、设备状态的调整，可以使运维系统对电力通信的信息故障进行分析，增强设备运维管理的效果。而且，在信号资源调整中，为了增强各个系统故障的处理效果，设备维护人员需要根据信号故障处理状态，对通信信息进行高效处理，以便提升设备故障维护及处理的需求。第二，在设备运维管理中，系统在获取数据之后会对通信系统的故障报警进行处理，并利用通信系统缓存文件，相关的运维人员在历史数据查询中，可以确认故障，并进行故障排查，增强电力信息设备的维护效率，为电力信息系统的高效运行及维护提供数据支持[3]。
2.2完善电力通信信息的安全监视系统
在电力系统的故障处理中，为了提升设备运维管理及信号故障诊断的效果，通过电力通信安全监视系统的构建，维护人员可以在多角度分析界面图像，而且也可以保证系统评估的准确性，避免运维管理系统设备故障及隐患的发生。通常情况下应该做到，首先，在运维管理系统的安全监视系统设计中，需要及时发现运维系统中的安全隐患，通过自动化解决方案的构建，构建安全坚实及防护策略，以增强运维管理系统的执行效率；其次，在监管平台设定中，通过运维管理界面的直观分析，可以提高IT资源的实际运用效率，保证各项数据获取的精准性，展现电力通信信息自动化运维管理的价值[4]。
2.3建设规范化的呼叫中心
根据规范化的呼叫中心运维管理系统，通过呼叫系统以及建设方案的构建，可以提高运维管理的整体效率，增强电力信息系统的处理价值，并为了电力信息系统的运维管理提供支持。而且，在规范化的呼叫中心中，系统可以直接与用户就进行联系，通过呼叫中心的信息处理，提升各项数据的反馈处理效率，相关的电力通信人员通过对规范化呼叫中心调整内容的学习，可以增强自身的专业素养，强化电力通信设备故障处理效果，满足电力信息的数据处理需求，并为电力通信系统的规范运维及处理提供参考。需要注意的是，在运维管理系统的自动化构建中，项目整合人员通过服务标准的预先设计，会按照规定的程序及内容处理存在问题，以提升系统管理的规范性，为规范化的呼叫中心建设提供参考[5]。
3结束语
总而言之，在通信信息系统处理中，为了增强设备运维管理系统与信号故障诊断系统的使用效率，在具体的设备协调以及参数整合中，需要将信息资源的管理作为核心，并根据电力通信设备的使用特点，进行各项参数的协调及维护，以增强电力通信设备维护及管理的效率，避免信号故障问题的出现。而且，在电力通信设备协调中，也需要通过专家电力系统以及人工神经网络系统的综合运用，提升各项设备的维护效果，以满足设备运维管理系统与信号故障诊断系统的使用需求。
参考文献
[1] 张小虎，李博，钟敏富.非侵入式车载ATC设备在线检测运维系统方案设計[J].计算机测量与控制，2020，28（1）：91-94，110.
[2] 李建路，徐立坤，陈海平，等.基于层次分析法的电力通信传输设备在线监测[J].计算机与现代化，2019（12）：101-107.
[3] 侯佳，芒戈，朱雪田.面向应急通信的一体化5G边缘融合技术研究[J].电子技术应用，2020（2）：9-13.
[4] 杜巍.浅谈民用航空KU波段卫星通信设备的调测与运维[J].建筑工程技术与设计，2016（24）：1763.
设备故障诊断系统范文6
关键词：故障诊断；信号采集；报警显示
中图分类号：V557+.2 文献标识码：A
1 概述
型钢炼铁厂烧结区域自动化程度较高，各个自动化设备之间都具有重大的连锁控制关系，如果有一个设备故障停机，势必影响整条生产线，这就决定了一旦设备发生故障，PLC系统必须能及时的对故障进行报警以及故障原因的跟踪显示。因此，特开发一套适合于烧结区域生产的故障诊断系统。
2 技术方案
2.1 开发故障获取、报警、显示的程序，对影响设备停机的关键信号点进行报警和显示；
一个设备实现PLC自动控制，是在远程控制方式下，具备电气主回路和控制回路的电源合闸以及没有任何的故障下，才具备启动条件。对于这些能够引起设备停机的关键信号点，开发故障获取、报警、显示的程序，通过上位机画面时时的进行显示。该程序具有故障保持和复位功能，灵活适用。
2.2 开发三故障、四故障优先级辨识程序，多个故障点同时出现时，能够辨别优先级，最终确定直接影响停机的故障点；
对烧结区域的主线设备进行分析和总结，影响设备停机的关键信号点一般都在三个到四个，所以开发三故障、四故障优先级辨识程序，当几个信号同时报故障停机时，通过三故障、四故障优先级辨识程序，采用置位优先的控制思路，当几个故障信号同时到来，利用CPU 扫描周期，来判断哪个信号先到，然后按照优先级的方式，对号入座，分别存入相对应的寄存器中，通过画面把故障信号按照优先级顺序进行显示，这样，当设备出现故障停机时，维护人员，通过上位机画面，就可以很直接的找出影响设备停机的故障点，节省查找故障的时间，提高了维护效率。
2.3 开发对于配料皮带秤下料量偏离设定置的语音报警系统，确保岗位人员第一时间掌握配料皮带秤下料量的稳定情况，更好的把握生产过程；
配料发生偏差是影响烧结过程正常进行和烧结矿产质量的重要因素。对于烧结区域的皮带秤是人工计算配比，通过上位机画面设定配比，然后再有变频器控制下料量恒定的。为了确保岗位人员第一时间掌握配料皮带秤下料量的稳定情况，开发对于配料皮带秤下料量偏离设定配比值的语音报警系统。当实际下料量偏离设定配比值的±10%时，通过语音报警系统发出声音，提示岗位人员几号仓的皮带秤下料量有偏差，及时进行处理。同时，该语音报警系统具有记忆功能，当岗位人员选择了几号仓下料，系统就会存储选仓信号，如果被选择的料仓对应的皮带秤出现了自停故障，语音报警系统也会给出明确的提示，报出停机故障。
2.4 开发岗位人员误操作信号趋势归档记录程序；
对画面上操作设备启停以及连锁控制的按钮信号，进行归档记录，并在上位机画面上通过历史趋势图来进行显示，以备故障停机时可以查阅，界定设备停机是人为误操作，还是关键信号的丢失所造成的设备自停。
2.5 开发变频设备运行故障检测装置，时时掌握设备运转情况。
对于烧结区域变频设备较多，如烧结机主体、圆辊给料机、环冷机、板式给矿机、九辊布料器等。这些变频设备都是烧结生产的关键，在日常生产中，有时候会出现边变频有运行信号，但是设备不运转，以环冷机为例，如果出现此现象，势必造成压料或更严重事故，因此开发变频设备运行故障检测装置。这些设备的传动系统采用电动机带动减速机驱动设备本体的运转，因此减速机的传动系统是故障发生较大的部分。我利用废旧钢板制作了一个带有孔洞的码盘和安装接近开关的支架，码盘安装在减速机的从动轴上，随其一起转动，接近开关安装在支架上，与码盘相对。当码盘转动，码盘上两个孔洞之间的钢板遮挡住接近开关时，接近开关便发出一个脉冲输入到PLC中进行计数，PLC根据计数的情况，判断设备传动系统的运行状况，并且依次发出报警和停机指令，保护大型设备。以环冷主机为例来阐述PLC具体的编程控制功能：根据设备运行的速度，以25秒的时间为计数周期，如果每25秒时间内计数超过9次，说明设备运行正常；低于6次则发出异常报警，提醒岗位工检查设备的运行状况；如果低于3次，则PLC直接发出停机指令，强制设备停止运行。检测装置如图所示：
结语
该故障诊断系统应用后，很好的解决了设备出现故障，查找不出原因及盲点问题，更好的解决了因设备故障盲点制约生产的问题，得到了厂方的高度评价，减少了故障查找时间，降低劳动强度，具有良好的推广和应用价值。
参考文献
[1]周晓谋，谭超，舒凤翔.基于PLC的控制系统故障诊断模块设计[M].自动化仪表.2004（2）.
[2]韩思亮，汤建新，马皓.PLC远程监控与故障诊断系统设计与实现[M].工业仪表与自动化装置.2005（1）.
