一种中频电炉的远程诊断系统及其诊断方法与流程

1.本发明属于电炉控制技术领域，具体涉及一种故障诊断的系统。


背景技术：

2.目前电炉运行基本都处于现场控制，极少有系统能够远程监控，即使有远程监控系统也是基于公司内部控制室监控，很少作为故障诊断处理使用，基本上用于监控设备是否正在运行。公司管理或负责人不在现场时不能及时了解中频电熔炉的状况，对电熔炉的运行调整极不方便，特别是中频电炉发生故障时由于操作工人技能不足，不能及时判断故障原理，还须维修工程师到现场查看故障原因，然后才能找到解决方案。为实现快速查找故障原理，设计研发远程诊断系统。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种中频电炉的远程诊断系统及其诊断方法，无需维修工程师在现场查看故障原因，通过远程对设备进行诊断，可以判断故障原因，提出解决方案，快速实现对电炉故障的维修，提高中频电炉的利用率。降低中频电炉中运行过程中的各种风险。
4.为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.一种中频电炉的远程诊断系统，包括数据采集系统、智能控制系统、网络传输系统和云端诊断系统，数据采集系统采用各种传感器为基础元件，合理设置检测位置，通过利用智能控制系统，将各项数据进行采集，并将数据上传到智能控制系统进行数据处理，再利用网络传输系统的物联网或互联网将数据上传至云端诊断系统，利用软件对数据进行分类，并对运行状况进行分析，通过对异常数据的分析得出设备的故障点，确定需要维修的设备，并安排专业工程师处理。
6.进一步的，所述智能控制系统包括plc，plc的型号为smart 200。
7.进一步的，所述plc通过485通讯接口与va
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1512串联主控板通讯连接，va
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1512串联主控板的l01脚、l02脚和l03脚连接有数据采集系统，va
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1512串联主控板的u11脚和u12脚连接有变压器t1一端，的p11脚、p10脚和p12脚连接有逆变脉冲板，va
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1512串联主控板还连接有显示板。
8.进一步的，所述中频电炉的远程诊断系统还包括2500kva变压器t，2500kva变压器t连接有断路器q1一端，断路器q1另一端连接有整流可控v1一端，整流可控v1一端另一端连接有可控硅v2一端和滤波电容c1和谐振电容c2一端，谐振电容c2另一端连接有谐振电容c3一端、炉体感应线圈r1一端和电容c4一端，谐振电容c3另一端连接有变压器t1一端，炉体感应线圈r1另一端和电容c4另一端连接有可控硅输出排w和变压器t1另一端。
9.进一步的，所述可控硅v2另一端连接有断路器q2一端，断路器q2另一端连接2500kva变压器t和空气开关kv1一端，空气开关kv1另一端连接有交流接触器cj1一端和控制停止按钮se1一端，停止按钮se1另一端连接有外控端子排一端，外控端子排另一端连接
有交流接触器cj1常开触点一端和控制启动按钮se2一端，交流接触器cj1常开触点另一端和控制启动按钮se2另一端连接有交流接触器cj1线圈一端，交流接触器cj1线圈另一端连接有空气开关kv1另一端。
10.进一步的，所述交流接触器cj1另一端连接有隔离变压器t2一端、变压器bk2一端和测量仪电源变压器t3一端，测量仪电源变压器t3另一端连接有温度控制器sw1一端和温度探头，温度控制器sw1另一端和变压器bk2另一端连接有双整流保护板，隔离变压器t2另一端连接有开关电源，开关电源还连接有plc。
11.所述诊断方法包括以下步骤：
12.步骤1，检测1#可控硅输出电流、2#可控硅输出电流、3#可控硅输出电流和4#可控硅输出电流；
13.步骤2，对检测到的1#可控硅输出电流、2#可控硅输出电流、3#可控硅输出电流和4#可控硅输出电流进行数据转换，并通过模拟量输入通道传输到plc控制系统；
14.步骤3，数据比较判断，正常工作的时应四组可控硅输出电路相等，若输出电流三只相等，一只没有或偏小差距大于10％，则可以判断没有输出的可控硅损坏；
15.步骤4，判定结果通过人机界面、声光报警、手机app推送等输出。
16.本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
17.1、选择合适的传感器，符合实际需要的优化系统。2、利用现有的网络系统即可完成数据传输，无须单独设置网络，gps，互联网物联网均可实现。可实时查看运行状态和数据。3、控制算法实现故障的判断，可免除维修工程师到现场查看后再确定故障，提高设备维护维修效率，提高设备利用率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
19.图1为本发明实施例中中频电炉的远程诊断系统的结构框图；
20.图2为本发明实施例中诊断方法的流程图；
21.图3为本发明实施例中中频电炉的远程诊断系统的电气原理图。
具体实施方式
22.实施例1，如图1所示，一种中频电炉的远程诊断系统，包括数据采集系统、智能控制系统、网络传输系统和云端诊断系统，数据采集系统采用各种传感器为基础元件，合理设置检测位置，通过利用智能控制系统，将各项数据进行采集，并将数据上传到智能控制系统进行数据处理，再利用网络传输系统的物联网或互联网将数据上传至云端诊断系统，利用软件对数据进行分类，并对运行状况进行分析，通过对异常数据的分析得出设备的故障点，确定需要维修的设备，并安排专业工程师处理。
23.如图3所示，所述智能控制系统包括plc，plc的型号为smart 200,plc通过485通讯接口与va
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1512串联主控板通讯连接，va
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1512串联主控板的l01脚、l02脚和l03脚连接有数据采集系统，va
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1512串联主控板的u11脚和u12脚连接有变压器t1一端，的p11脚、p10脚和
p12脚连接有逆变脉冲板，va
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1512串联主控板还连接有显示板。
24.所述中频电炉的远程诊断系统还包括2500kva变压器t，2500kva变压器t连接有断路器q1一端，断路器q1另一端连接有整流可控v1一端，整流可控v1一端另一端连接有可控硅v2一端和滤波电容c1和谐振电容c2一端，谐振电容c2另一端连接有谐振电容c3一端、炉体感应线圈r1一端和电容c4一端，谐振电容c3另一端连接有变压器t1一端，炉体感应线圈r1另一端和电容c4另一端连接有可控硅输出排w和变压器t1另一端。
25.所述可控硅v2另一端连接有断路器q2一端，断路器q2另一端连接2500kva变压器t和空气开关kv1一端，空气开关kv1另一端连接有交流接触器cj1一端和控制停止按钮se1一端，停止按钮se1另一端连接有外控端子排一端，外控端子排另一端连接有交流接触器cj1常开触点一端和控制启动按钮se2一端，交流接触器cj1常开触点另一端和控制启动按钮se2另一端连接有交流接触器cj1线圈一端，交流接触器cj1线圈另一端连接有空气开关kv1另一端。
26.所述交流接触器cj1另一端连接有隔离变压器t2一端、变压器bk2一端和测量仪电源变压器t3一端，测量仪电源变压器t3另一端连接有温度控制器sw1一端和温度探头，温度控制器sw1另一端和变压器bk2另一端连接有双整流保护板，隔离变压器t2另一端连接有开关电源，开关电源还连接有plc。
27.1、数据采集系统中传感器的选择
28.由于中频电炉的工作特性，存在较大的电磁干扰，因此，现场传感器必须选择抗干扰的传感器，该传感器，包括但不限于：压力传感器、温度传感器、流量传感器、电流传感器、电压传感器等，出于对控制系统安全的考虑，所选择的传感器必须采用隔离输出的方式或者经过相应转换，方可将信号送入智能控制系统。同时，由于对数据准确性的需要，传感器的测量精度做出要求，一般情况下精度要求1.0级，特殊部位的要求达到0.1级，力保数据必须准确。
29.2、数据采集系统中各类传感器的布置
30.传感器的布置位置决定了所采集的数据是否准确，因此方案中对各个数据采集点必须特别要求，对于特别重要的数据采用多个传感器设置，数据选取方案采用三取二的模式。
31.3、数据采集系统中传感器数据的传输
32.传感器对数据采集后，经过数字化处理后，将其数据准确无误得传送给智能控制系统，在传输过程中可能会因为中频电炉的干扰出现信号失真，为解决此问题，经过充分调研后，采用屏蔽 接地的方式消除干扰信号对传输信号的影响，保证数据的准确性。
33.4、智能控制系统中数据的处理
34.数据传输到智能控制系统后，依据电炉运行的特点作出相应的pid控制算法，在正常范围内智能控制系统按照算法进行优化运行，超出正常范围一定值内，发出报警信号，提醒操作人员注意调整，超过报警信号达到停炉要求的立即报警并停止电炉的运行，同时，通过过物联网或互联网，将实时运行数据传到远程云端，具有相关权限的人员可以通过相应的权限对数据进行实时查看，随时指导现场工作人员进行相应的调速，以达到电炉运行的最佳状态。
35.5、网络传输系统中数据的上传
36.数据的上传采有目前现有的物联网或互联网协议，按照地址分配的原则对数据做标记加以保密的方式进行上传到相应的云端。
37.6、云端诊断系统进行电炉远程诊断
38.云端诊断系统可以采用网络电脑、ipad、手机、笔记本等进行运行，数据上传至云端后，经相应的软件对数据进行分析，确定电炉的运行状况，并对电炉的运行方式进行提示，如若有异常，通过相应的经验算法得出相应的处理措施方案，如若设备出现故障，按照相应的数据分析判断出电炉的故障点将判断信息发送给维修工程师，由维修工程师与现场沟通及时解决故障，该系统的要求主要在于对于故障的判断，必须通过经验算法正确的预估出故障原因。
39.如图2所示，一种中频电炉的远程诊断系统的诊断方法包括以下步骤：
40.步骤1，检测1#可控硅输出电流、2#可控硅输出电流、3#可控硅输出电流和4#可控硅输出电流；
41.步骤2，对检测到的1#可控硅输出电流、2#可控硅输出电流、3#可控硅输出电流和4#可控硅输出电流进行数据转换，并通过模拟量输入通道传输到plc控制系统；
42.步骤3，数据比较判断，正常工作的时应四组可控硅输出电路相等，若输出电流三只相等，一只没有或偏小差距大于10％，则可以判断没有输出的可控硅损坏；
43.步骤4，判定结果通过人机界面、声光报警、手机app推送等输出。
44.本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好的说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。