港口起重机电气故障的可视化技术分析

摘要：港口起重机是港口物流工作中最重要的机械设备，对港口起重机的有效管理是做好港口工作的重要保障。管理港口起重机的关键在于加强对电气控制系统的管理，确保电气控制系统的安全和可靠。港口起重机是大型的特种机械，各机构之间的工况联锁异常复杂，而且对各机构的限位和保护要求比较高，这就导致了港口起重机的电气控制系统的复杂性。电气控制系统复杂的线路网络给港口起重机的维修保养和调试造成了巨大的困难。本文主要分析了港口起重机电气故障的可视化技术，以期为港口起重机故障的诊断和排除提供借鉴。

关键词：港口起重机；电气故障；可视化技术

前言：

对港口起重机的电气控制系统的管理，是港口起重机管理中的关键内容。然而，复杂的电气控制系统线路一方面给港口起重机的维修保养带了不便，另一方面也不利于对电气故障的分析和判断，进而影响对港口起重机故障的解决。随着科技进步和计算机信息网络技术的发展，借助于微机和图像技术的强大技术优势，可视化技术应运而生。可视化技术能通过液晶显示屏幕等媒介，以图像及数据的形式清晰地向工作人员展示出港口起重机的故障及相关信息，这就为工作人员解决故障提供了极大的便利。因此，该技术在港口起重机的管理上，得到了广泛的应用。

一、可视化技术概况

可视化技术是一种综合了图像处理、触摸屏、计算机辅助设计、通信网络技术等多方面技术的实用性技术。该技术不仅能够实现数据的可视化，还能实现信息的可视化以及科学计算的可视化。可视化技术能够以形象的可视化图像进行数据收集和数据处理，并能判断和分析相对抽象的逻辑信息，使之形象化。可视化技术的具体工作方法是借助于微机和图像技术的强大技术优势，通过液晶显示屏幕等媒介，以图像的形式清晰地向工作人员展示出港口起重机的故障及相关信息，为工作人员解决故障提供信息便利。

二、起重机的电气故障概况

解决港口起重机的电气故障的基础是分析故障的原因及状况，这就要求可视化技术获取故障信息的原始数据。对于港口起重机的电气故障大致有以下几类。

1. PLC的系统故障。

PLC是电气控制系统的控制核心，决定了整个电气系统的运行。因此，一旦PLC出现故障，会彻底影响整个系统的正常运行。PLC通常的故障是硬件和软件的故障。诸如PLC控制系统的输入模块和输出模块的故障，因为设备落后和老化而产生的故障，这一类故障都属于硬件故障。而由于程序设计不合理导致设备不能正常工作。，这类故障均属于软件故障。还有一些故障，是由外界环境偶然引发的故障，其根本原因在于系统的不稳定。对于此类故障，处理方式较为简单，只需重启系统即可。

2.智能化的从站发生的故障。

此类故障多是变频器产生的故障和远程分布的模块产生的故障。对于此类故障，智能化的从站在某种程度上具备自我诊断的功能，并能进行有效的自我修复。因此，对于发生的此类故障，维修人员应在第一时间对照说明手册进行排查和处理。

3.通信发生的故障。

由于港口起重机电缆分布十分复杂，动力电缆，控制电缆，通信电缆不可避免的会产生一些交叉排布，加上工作环境复杂，极其容易导致通信电缆受到屏蔽，如果处理不好，就会导致通信产生故障。另外，网卡质量差，网线插头松动或者集线器接触不良等原因也会导致产生通信故障。最常见的故障原因是设备的落后老化与兼容性较差等问题。

4.外部设备产生的故障。

诸如继电器、接触器、断路器、传感器、行程开关等设备，均属于外部设备。这些外部设备是PLC控制能力的决定性因素。因此，如果此类外部设备发生故障，轻者会影响PLC的控制能力，情况严重的甚至能导致整个系统的瘫痪。外部设备的寿命和质量是其产生故障的主要原因。

三、起重机电气故障的可视化

1.故障数据的传输

港口起重机主要是通过利用上位机来实现电气故障的可视化。其工作原理是利用PLC采集现场设备的故障信息和数据，然后将这些的数据和信息上传到上位机。PLC工作的主要任务是分析并处理采集到的现场电气设备和仪表器件的数据和信息，实现对起重机的可视化。

四、起重机故障可视化诊断系统

1.系统可视化诊断方法的确定

当前的起重机故障诊断虽然有自己的经验方法，但是没有形成完整的理论体系，也没有精准的数学分析模型和有效的诊断方法。故障树分析法在可视化的应用中效果显著。起重机故障可视化系统以专家知识库为基础，结合各类先进技术，兼顾了故障诊断经验和适时动态监测。通过建立系統故障的知识库和推理机，结合专家系统和故障树可以实现系统故障的可视化。

2.知识库的建立

知识库的建立包括两个部分：一是故障树的建立；二是事实库的建立。故障树的结点要体现逻辑关系。事实库用来存放推理事实，及故障的类型，这样事实库既能提供推理条件，又能作为解释结论。

3.知识获取模块的建立

知识获取模块，就是获取PLC采集到实时状态值，这些实时状态值要体现起重机电气控制系统中的电气信号。当获取实时状态数据后储存在存储器中，为之后的故障诊断提供数据。

4.解释模块的建立

解释模块是采用预制文本的方法提供解释。当推理出结论时，通过解释模块向用户呈现出解决措施。

结语

可视化技术在港口起重机电力控制系统中的应用，为港口起重机的管理带了巨大便利。可视化技术凭借其在图像处理方面和液晶显示方面的强大技术优势，实现了对港口起重机故障的直观显示，为工作人员掌握故障信息带来了巨大的便利，一方面有利于维修人员快速分析和判断故障，在最短的时间内采取措施解决故障，另一方面有利于提高港口起重机的管理水平，提高港口起重机的工作效率，促进企业的发展和经济效益的提升。

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