Диагностика работы оборудования

Автоматизация технологических процессов, системы управления, АСУ ТП, АСКУЭ, программирование ПЛК, человеко-машинный интерфейс, сетевое оборудование, протоколы

Диагностика работы оборудования

Сообщение Автоматизатор » 13 фев 2013, 18:17

С каждым годом заказчики становятся все требовательней к "дополнительным" функциям систем управления оборудованием. Им хочется, чтобы в случае аварии появлялось бы аварийное сообщение с ценным указанием по методам устранения отказа. Но поскольку точно сформулировать свои хотелки не могут, то довольствуются тем, что есть.

По своему опыту могу сказать, что хорошо выводить полную информацию о состоянии оборудования при работе в ручном режиме. Отображаю на экране панели оператора состояние всех датчиков, включение исполнительных механизмов.

А далее, как делаете? Например, можно отслеживать события:
- появление сигналов от диагностических входов (например, заведенных на вход контроллера контактов электротепловых реле, доп. контактов автоматов и т.п.)
- контролировать время выполнения операций,
- контролировать заведомо ложные срабатывания (например, одновременное срабатывание датчиков исходного и конечного положения),
- выводить сообщения о срабатывании блокировок.
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 894
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение san » 13 фев 2013, 18:33

Автоматизатор писал(а):А далее, как делаете? Например, можно отслеживать события:
1) появление сигналов от диагностических входов (например, заведенных на вход контроллера контактов электротепловых реле, доп. контактов автоматов и т.п.)
2) контролировать время выполнения операций,
3) контролировать заведомо ложные срабатывания (например, одновременное срабатывание датчиков исходного и конечного положения),
4) выводить сообщения о срабатывании блокировок.

1) Да, у нас ещё концевики клапанов
2) да:
технологические операции при шагах - сообщение в виде всплывающего окна, с обязательным квитированием;
время закрывания/откырвания, включение/отключения, соотношение команда/контакт
3) не делал, слишком усложняет программу и малая вероятность
4) у нас технологические блокировки, реализованные програмно, по этому значение слова "блокировка" у нас наверно разные
Аватара пользователя
san
Специалист
 
Сообщения: 117
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 17:17
Откуда: Киев

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Автоматизатор » 14 фев 2013, 03:30

san писал(а):4) у нас технологические блокировки, реализованные програмно, по этому значение слова "блокировка" у нас наверно разные

Я работаю в машиностроении. В последнее время делаю 3 группы сообщений:
- предупреждение (сообщает об обязательных действиях, которые надо выполнить, чтобы управлять оборудованием, например: "не включено питание цепей управления", "гидростанция отключена")
- предупреждение о срабатывании блокировки в ручном режиме (технологическая блокировка, которую оператор не заметил. Жмет кнопку, а механизм стоит. А тут сообщение: "Сработал датчик S15 "механизм в крайнем верхнем положении")
- строка "состояние оборудования" (соответствует номеру-заголовку состояния в автомате)
- авария (событие останавливает процесс работы, выводится сообщение в AlarmWindow с меткой времени, требует квитирования)
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 894
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Автоматизатор » 14 фев 2013, 07:58

sanА как вы делаете реализацию диагностики?
У меня получается так - существует:
- отдельный блок программы, отвечающий за нормальную работу, с учетом всех блокировок
- отдельный блок, который отлавливает аварийные события и формирует сигнал на отключение и вывод сообщения оператору о причинах
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 894
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение san » 14 фев 2013, 09:04

Автоматизатор писал(а):sanА как вы делаете реализацию диагностики?
У меня получается так - существует:
- отдельный блок программы, отвечающий за нормальную работу, с учетом всех блокировок
- отдельный блок, который отлавливает аварийные события и формирует сигнал на отключение и вывод сообщения оператору о причинах

Обычно особо не змаорачивался: просто выводил алармы. Причём львинную долю приниамла на себя СКАДА.
На последнем объекте (приготовление молочных продуктов):
- отдельно идут блокировки, которые работают даже в ручном режиме, чтоб исключить попадание моющего раствора в продукт
- отдельно идут сообщения от програм набора, мойки, выгрузки, говорящие о причине выхода из программы
- отдельно идут тревоги, что не закрылись/открылись какие-то клапаны
В ПЛК всё реализовано совсем по разному.
С точки зрения СКАДЫ, 1-е просто не даёт нажать команду ПУСК на соседнем участке СИП-станции, 2-е и 3-е реализовано как алармы, но по разному ведут себя. Сообщения програм выскакивают как форточки, а не закрыто/не открыто - в алармвьювер.
Аватара пользователя
san
Специалист
 
Сообщения: 117
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 17:17
Откуда: Киев

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Михайло » 15 фев 2013, 04:57

Я бы вообще поднял вопрос: "Для чего нужна диагностика?". Нет, я не к тому, что диагностика нужна или не нужна. Просто нужно прежде сформулировать цель прежде, чем будешь сравнивать те или иные варианты организации диагностики.

Вот моя попытка формулировки: Автодиагностика нужна, что сократить трудовые затраты на ручную диагностику. То есть создание подсистемы самодиагностики - это автоматизация процесса диагностики неисправностей, выполняемой обслуживающим персоналом. Коли прозвучало слово "автоматизация", то можно перечислить автоматизируемые функции. Например, автоматизируемая функция "проверка работоспособности конечного выключателя". Таких функций в конечном итоге будет много.

Каша различных сообщений типа "Ошибка! Два конечника сработали одновременно! Это недопустимо!" не позволяет обслуживающему персоналу принять решение. Лучше применять системный подход: входом подсистемы диагностики являются в основном входные сигналы ПЛК, реже внутренние тэги и выходы ПЛК; выходом подсистемы диагностики является либо блокировка и сообщение на экране, либо просто сообщение на экране. Обслуживающему персоналу лучше давать команду: "Проверьте конечник такой-то! Пошевелите его!", а не пространные разъяснения мироздания.

С другой стороны: если диагностировать все возможные неисправности, то программист (разработчик подсистемы диагностики) может опухнуть. Другое дело, если закрывается 90-95% неисправностей, прежде всего, фатальных и которые реально могут произойти. Поэтому нужно идти с обратной стороны: составлять список неисправностей, оценивать их фатальность и вероятность. При таком подходе может быть даже будет добавлена не просто программная диагностика, а дополнительный контроль обрыва, КЗ и т.д. и даже дублирование-резервирование, если необходима безотказная работа...
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3403
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Автоматизатор » 15 фев 2013, 13:21

Михайло писал(а):Вот моя попытка формулировки: Автодиагностика нужна, что сократить трудовые затраты на ручную диагностику.

Согласен. Иными словами: сократить время простоя, сократив время поиска неисправности.

Михайло писал(а):Каша различных сообщений типа "Ошибка! Два конечника сработали одновременно! Это недопустимо!" не позволяет обслуживающему персоналу принять решение.

Опять же согласен. Но имеется и альтернативный довод. Скажем за отведенное время не произошло перемещение гидроцилиндра. Попробуй написать что то типа:
Михайло писал(а):"Проверьте конечник такой-то! Пошевелите его!", а не пространные разъяснения мироздания.

Не получится! Будет слишком много текста: "Проверь датчик, проверь провод, проверь реле, проверь электромагнит гидрозолотника, проверь давление в гидросистеме, проверь предохранительный клапан, проверь реле предохранительного клапана и т.п."

Тогда уж лучше "Код ошибки 66". И ссылка на РЭ, где есть перечень возможных неисправностей.

Михайло писал(а):Поэтому нужно идти с обратной стороны: составлять список неисправностей, оценивать их фатальность и вероятность.

Вероятность не оценивал. Фатальность оцениваю. Делю аварии по реакции системы управления на их появление. Как правило все сводится к остановке оборудования. Но бывают и исключения. Список аварий начал составлять: это сигналы об отказах преобразователей частоты, тепловых реле, превышения времени выполнения операций, наезд на датчики аварийного отключения. Вывод сообщения о аварии модуля позиционирования (тупо копирую из описания функции Сименса, переводить не буду :) )
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 894
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение san » 15 фев 2013, 13:48

Нужно разделить диагностику оборудования от диагностики процесса. Первое нужно КИПовцу (эелктрику, электронищику, вобщем обслуживающему персоналу) а второе - оператору, чтобы быстро среагировал на ситуацию. Диагностика тесно связана с тревогами для определения факта неисправности и локализации места неисправности. А вот причина неисправности - это и есть процесс диагностики.
Высше я говорил в основном только о выявлении факта и места неисправности но не о определении причины неиспрваности. Этот процесс как правило проводится оператором (для технологических вещей) или киповцем/электриком (оборудование).
Но помочь им конечно можно. На одном из объектов я видел как при тревоге (блокировка оборудования) можно было откырть экран и там тыкнуть на нужный блок и получить PDF файл с принципиальными схемами для помощи в поиски блокируещего контакта. Система не сказал почему этот блокирующий контакт не замкнут но помогла найти его. При разработке наших блокировок мы уперлись в делему: сколько ж надо убить времени, чтоб сказать оператору какой именно концевик не сработал. Решили что поскольку на каждом маршруте их не больше 10-ти он может это проверить и сам (благо индикаторы подсветки на всех имеются).
Аватара пользователя
san
Специалист
 
Сообщения: 117
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 17:17
Откуда: Киев

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Михайло » 15 фев 2013, 14:34

Автоматизатор писал(а):Тогда уж лучше "Код ошибки 66". И ссылка на РЭ, где есть перечень возможных неисправностей.

Почему бы и нет?
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3403
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Автоматизатор » 28 фев 2013, 15:04

Периодически натыкаюсь на функции Step7 для формирования сообщений:
• SFB 36 "NOTIFY"
• SFB 31 "NOTIFY_8P"
• SFB 33 "ALARM"
• SFB 34 "ALARM_8"
• SFB 35 "ALARM_8P"

Кто-нибудь пользуется ими? В каких случаях? Плюсы и минусы использования?
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 894
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение CHANt » 28 фев 2013, 19:46

Все системные функции системы сообщений симатика предназначены для 400 линейки контроллера и под PCS7, ибо памяти жрут немерено. Я делал под 314 и 315 процессоры на базе Alarm_S. Это наименее ресурсоемкий вариант. А работает хорошо, плюс, как набил тексты сообщений в степ7, так автоматом во флекс передаются
тестовый проект Step7 -
Alarm_s.zip

Во флексе, младшая линейка панелей, которая не под WinCE, не работает с это системой, так как урезана. На скриншоте показано чем отличается
Alarm_D.JPG

Как конфигурировать есть в базовом мануале на степ7.
Ну и пробовал еще выводить в диагностический буфер контроллера сообщения, то же с помощью системной FC, но, почему-то где-то работало, где-то не работала, поэтому забросил...
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Аватара пользователя
CHANt
Профессионал
 
Сообщения: 531
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 15:24
Откуда: Orenburg

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение san » 28 фев 2013, 22:33

В модиконах как то о диагностических буферах мало кто знает, но кидать в него сообщения не требует много труда. Мало того, сним панели оператора могут работать, как с алармбуфером, то есть квитирование там тоже поддерживается.
А сделать диагностику канала на причину отказа немного надо репу почесать, но памяти много не жрет
Аватара пользователя
san
Специалист
 
Сообщения: 117
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 17:17
Откуда: Киев

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение CHANt » 01 мар 2013, 05:16

San, а под Модиконы DCS есть?
Аватара пользователя
CHANt
Профессионал
 
Сообщения: 531
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 15:24
Откуда: Orenburg

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение san » 01 мар 2013, 11:10

CHANt писал(а):San, а под Модиконы DCS есть?
В SoMashine можно разрабать всю ситему PLC+HMI не используя всякие импорты/экспорты, то есть прозрачность переменных обеспечивается. Для систем на базе M340/Premium/Quantum среда разработки ПЛК (UNITY PRO) и среда разработки SCADA (VijeCitect) разные, но можно обеспечить автоматизированную синхронизацию данных: VijeoCitect может автоматически подтянуть новые данные с проекта UNITY. Распределёнка базируется либо на CANopen либо на Modbus/TCP либо на Ethernet/IP.
Вобщем до DCS там далеко, по этому они скромно называют это PACами.
Аватара пользователя
san
Специалист
 
Сообщения: 117
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 17:17
Откуда: Киев

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение CHANt » 01 мар 2013, 11:26

Ну вот и тут, по вопросу Автоматизатора, точно так же - есть система сообщений, ее можно собрать под 300 серию симатика и панель оператора (либо WinCC) и будет отлично работать, но:
1) Трудоемко и сложно.
2) Надо следить за размером проекта.
Такой же почти РАС! :D
Зато в DCS все вопросы на раз.
Я применил в паре проектов такой подход, еще в одном уперся в ограничения памяти, после чего забросил использовать, так как по моими объектам, никому не нужна фиксация поступления сообщения в мс, достаточно что сообщение дошло в СКАДу или панель HMI, ну и есть присвоенная верхним уровнем метка времени. Этого достаточно.
Аватара пользователя
CHANt
Профессионал
 
Сообщения: 531
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 15:24
Откуда: Orenburg

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Автоматизатор » 04 мар 2013, 17:59

CHANt, san спасибо за ответы.
Аватара пользователя
Автоматизатор
Профессионал
 
Сообщения: 894
Зарегистрирован: 09 окт 2012, 05:18

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Михайло » 27 сен 2013, 21:06

Делали мы тут с Романом установку для сверления отверстий в пластиковом профиле. В общем установка работает непрерывно и без контроля человека ("безлюдная технология", однако, требовалась!). СтОит произойти какому-то сбою - пойдет брак и не сразу заметят.
Потребовалась диагностика. Поэтому я на этапе разработки постарался обеспечить аппаратную диагностику, но Роман бил по рукам. Экономили...
Аппаратная диагностика - это когда каждый выход ПЛК проверяется каким-нибудь дискретным датчиком. Грубо говоря: включил выход - через некоторое время должен сработать некоторый дискретный датчик. Выключил выход - дискретный датчик выключился, либо должен сработать другой датчик. Самый простой пример: включил подачу смазки - включилось реле протока, выключил смазку - реле отключилось. Теоретически можно без этого реле протока выпускать продукцию, но боязно... Лучше все-таки каждый выход контролировать датчиками.
Кстати, контроль выхода по входам позволяет определять неисправности не только самого выхода, но и входов. Если какой-то вход и выход не контролируется такой замкнутой причинно-следственной цепочкой, то их нужно контролировать каким-то другим способом, например, входы можно проконтролировать дублированием...
В любом случае, эффективная диагностика может быть построена не за счет программы, а за счет грамотного проекта электрики. Нужно использовать больше входных сигналов - по ним осуществляется диагностика.
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3403
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение san » 27 сен 2013, 21:41

Михайло писал(а):В любом случае, эффективная диагностика может быть построена не за счет программы, а за счет грамотного проекта электрики. Нужно использовать больше входных сигналов - по ним осуществляется диагностика.

Да, но есть еще ложное срабатывание. Как диагностировать диагностируемое? Что выгоднее - брак или лишние простои? Об этом тоже надо думать. Например сам факт аварийного вырубания в любом случае не должен навредить.
С другой стороны может быть и не срабатывание диагностических датчиков. Так, например, датчик открытости может постоянно работать, хоть контролируется только открыт ли клапан. В этом случае, даже когда он закрыт, он будет показывать открытие. Это конечно лечится проверкой на отключение датчика при закрытие, но об этом тоже надо помнить и писать для этого ПРОГРАММУ диагностики.
Аватара пользователя
san
Специалист
 
Сообщения: 117
Зарегистрирован: 13 окт 2012, 17:17
Откуда: Киев

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Михайло » 28 сен 2013, 06:09

san писал(а):Да, но есть еще ложное срабатывание.

Ложные срабатывания я блокирую выдержками времени по 0,5-5 секунд. Диагностика не требует резкого и жесткого срабатывания защиты. То есть все ошибочные состояния должны допускаться на несколько секунд или лишь после этого должно срабатывать диагностическое сообщение.
P.S. Мгновенно срабатывающие защиты - это отдельно прорабатываемое направление, относящееся к безопасности. Диагностика не имеет отношения к безопасности, хотя косвенно все-таки имеет, но лучше не смешивать понятия дабы не наломать дров.

san писал(а):Как диагностировать диагностируемое?

Наверное вопрос хотел задать так: "как диагностировать диагностиРУЮЩЕЕ?". Ответ: не надо это делать, т.к. диагностический вход автоматически подпадает под действие собственной диагностики.
Вспомним простейший пример про насос охлаждения и реле протока. Диагностика проста: если включен насос, то должно включиться реле, если выключен насос, то реле должно отключиться. Естественно допускается рассогласование в течение секунд. Если рассогласование сигналов затягивается по времени, то значит защита срабатывает. Такая диагностика охватывает неисправности как насоса и всех цепей, которые его включают, так и реле протока и его цепей, также под действие диагностики подпадает ряд механических неисправностей типа "реле не туда установили" и т.д. Получается очень надежная замкнутая причинно-следственная цепь, которая самоконтролируется.

san писал(а):Что выгоднее - брак или лишние простои?

В нашем случае речь идет про полностью автоматических цикл, безлюдные технологии. Поломка без диагностики может привести к партии брака. Простой - это уже дело десятое, просто нужно диагностику делать помягче, но и не слишком. Все упирается в настройках выдержек времени.

san писал(а):об этом тоже надо помнить и писать для этого ПРОГРАММУ диагностики.

Я не хотел сказать, что программу не надо писать. Я хотел сказать, что перед этим важно обеспечить некоторый уровень аппаратной поддержки диагностики: то есть сразу подключить столько диагностических датчиков, сколько необходимо для покрытия всех каналов (входов и выходов).
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3403
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

Re: Диагностика работы оборудования

Сообщение Михайло » 28 сен 2013, 06:26

Сразу возникает закономерный вопрос: вот я сделал систему, которая выполняет основную функцию, также добавил в нее диагностические некоторые сигналы (для функции диагностики), обеспечил также функции безопасности... Есть ли какой-то универсальный метод, который позволит покрыть диагностикой 99% системы с минимумом диагностических сигналов?

Ответ: Есть такой метод. Все довольно просто: каждый вход и выход ПЛК должен контролироваться: а) на включение, б) на отключение. То есть если вход или выход ПЛК включается или отключается, то должен быть какой-то сигнал, который подтверждает включение или отключение.
И тут ремарочки-исключения:
1. Необязательно, например, диагностировать включение и отключение ламп на пульте :) Это слишком сложно и не имеет смысла. То есть перед тем как продумывать диагностические способы, нужно подумать о важности тех или иных входов и выходов ПЛК, нужно ли их диагностировать.
2. Необязательно контролировать входы-выходы постоянно, достаточно проверять в некоторых шагах автоматического цикла (это в случае, если единичный брак допустим). Это допущение позволяет сэкономить на диагностических входах. Например, одним датчиком можно проверить срабатывание сразу двух выходов, когда они в автоматическом цикле включаются одновременно. Если же эти выходы включаются по отдельности, то диагностика на включение не функционирует - и это может быть допустимо...
Михайло
Администратор
 
Сообщения: 3403
Зарегистрирован: 19 сен 2012, 19:16

След.

Вернуться в АВТОМАТИЗАЦИЯ

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 2