馮磊

摘要：高壓變頻器、變壓器是集團公司重點管控的設(shè)備，其關(guān)鍵部位的溫度數(shù)據(jù)直接關(guān)系到設(shè)備運行的安全性及穩(wěn)定性，通常情況下高壓電氣設(shè)備空間封閉狹小，有安全距離的要求，無法直接進行人工點檢，傳統(tǒng)有線的測溫也無法有效解決這一問題。

煉鋼廠一次除塵高壓電機采用利德華福生產(chǎn)的高壓變頻，控制1800KW電機的啟動和調(diào)速，高壓變頻移相變壓器是一臺巨大的發(fā)熱源，當(dāng)因變頻器風(fēng)機停轉(zhuǎn)或吸風(fēng)口堵、室內(nèi)制冷設(shè)備制冷效果差、變頻柜內(nèi)設(shè)備損壞等原因，會因功率單元故障造成設(shè)備停機。嚴重會造成功率單元損壞、移相變壓器燒壞，造成長時間停產(chǎn)，損失嚴重，目前點檢人員無法實時檢測高壓變頻運行溫度；另外一煉鋼精煉爐變壓器采用長春三鼎變壓器有限公司生產(chǎn)的型號：HBSSPZ-16000/35；額定容量：16000KVA；額定電壓：35000/290V；額定電流：264/31854A。精煉爐變壓器承擔(dān)著煉鋼爐內(nèi)精煉供電任務(wù)，負荷大、溫度高，是煉鋼關(guān)鍵設(shè)備，目前值班室人員也無法實時檢測精煉爐變壓器運行溫度。

因此，考慮到設(shè)備運行的可靠性，使用智能無線在線檢測系統(tǒng)對高壓變頻器、變壓器進行溫度實時檢測，解決了無法布線測溫的難題，可以實時檢測設(shè)備的運行溫度，實現(xiàn)溫度異常報警，生成裂化曲線，實施預(yù)知維修，最大限度地降低故障，減少損失。

關(guān)鍵詞：高壓變頻器；無線測溫技術(shù)

一、無線測溫技術(shù)

1.智能無線在線檢測系統(tǒng)是針對用戶專門開發(fā)的一套新型的實時在線監(jiān)測系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計思想是：物聯(lián)、安全、準(zhǔn)確、及時。首先采用分散式就地安裝的溫度傳感器，檢測變頻器和變壓器的溫度，通過無線方式將這些前端傳感器采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到采集儀的顯示器上，根據(jù)自定義的溫度上限和下限報警設(shè)定進行相應(yīng)的智能控制。然后無線溫度采集儀通過RS485通訊線或無線與工控機相連，構(gòu)成設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)。最后用戶通過上位機或移動端（手機）實現(xiàn)實時監(jiān)控。本系統(tǒng)由智能無線采集儀、無線溫度傳感器、后臺監(jiān)測系統(tǒng)（包括工控機、溫度軟件和移動端）組成。

（1）智能無線采集儀

智能無線采集儀可以實時將現(xiàn)場無線溫濕度傳感器、無線電流傳感器、無線轉(zhuǎn)速傳感器數(shù)據(jù)進行采集并顯示，可以連續(xù)監(jiān)測現(xiàn)場設(shè)備的運行溫度、電流、轉(zhuǎn)速，當(dāng)檢測數(shù)據(jù)發(fā)生異常時，無線采集儀發(fā)出報警指示，也可以將檢測數(shù)據(jù)通過通訊接口傳到上位計算機作進一步處理，實現(xiàn)設(shè)備運行數(shù)據(jù)的集中監(jiān)測，對異常點進行分析并報警。

數(shù)據(jù)顯示：可顯示9-120個檢測點名稱及相對應(yīng)的實時溫度、電流、轉(zhuǎn)速。可圖形顯示檢測點的實時數(shù)據(jù)。報警功能：可設(shè)置上、下限報警值?？蓪崿F(xiàn)聲、光報警?？刹樵儦v史報警信息，包括超上限報警的數(shù)值、超下超報警的數(shù)值。

存儲功能：系統(tǒng)內(nèi)置2G存儲空間，可存儲10萬條以上的數(shù)據(jù)。綜合查詢功能：可查詢歷史數(shù)據(jù)，歷史最低、歷史平均、歷史最高等?？煞治雒總€點、每個設(shè)備的數(shù)據(jù)變化曲線，掌控變化趨勢，并以圖形的方式顯示。漢字輸入功能：系統(tǒng)采用嵌入式技術(shù)，內(nèi)置漢字字庫，可手寫錄入信息。開關(guān)量輸出功能：可最多內(nèi)置四路開關(guān)量輸出功能。通訊功能：NB-IOT，射頻、RS485、TCP/IP等功能可選。

（2）無線溫度傳感器

無線溫濕度傳感器是集成溫度傳感、無線通信、低功耗等技術(shù)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，采用粘貼或固定式安裝在被測設(shè)備表面，采集現(xiàn)場溫度信息無線發(fā)送到溫度采集儀上顯示。

無線溫度傳感器具有測量精度高、靈敏度高；溫度數(shù)據(jù)無線傳輸，無需布線；防護技術(shù)先進，不影響其它設(shè)備，也不受環(huán)境干擾；金屬外殼設(shè)計，形成電磁屏蔽，可在強電磁場下穩(wěn)定工作；傳感器采用高精度感溫元件，接觸式安裝在測溫點上，溫度效果更精確；體積??；適用各種環(huán)境等特點?？蓮V泛應(yīng)用于機械設(shè)備、高壓開關(guān)柜斷路器動觸頭、電纜接頭等處測溫。

（3）后臺監(jiān)控系統(tǒng)

后臺監(jiān)控系統(tǒng)為一臺工控計算機，在該計算機上運行專用軟件，用來定時循環(huán)讀取通信終端中收集的溫度、電流、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并寫入本地硬盤中作長期保存。計算機與溫度采集儀通過RS485或無線通信，實時顯示被測設(shè)備數(shù)值。監(jiān)控系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)異常報警、預(yù)警、查詢曲線、打印本系統(tǒng)監(jiān)測的全部歷史數(shù)據(jù)等功能。

二、技術(shù)方案思路

1.安裝方式：先將傳感器測溫面均勻涂抹航空膠粘劑與被測物體粘接，粘接后用扎帶將傳感器與被測物體綁扎在一起，外部再用耐高溫絕緣硅膠帶綁扎，確保安裝牢固可靠。

2.數(shù)據(jù)采集：通過安裝在控制室的采集儀無線傳輸數(shù)據(jù)，最終通過安裝在控制室的上位機顯示各點位的報警及趨勢。

三、應(yīng)用效果

1.安裝無線測溫裝置，與測溫槍的誤差控制在±1℃，以實時監(jiān)控設(shè)備溫度，判斷設(shè)備的運行狀態(tài)，通過生成溫度裂化曲線，更直觀反映設(shè)備的裂化趨勢，如

2.設(shè)備維護人員也可以通過上位機查詢歷史記錄，分析設(shè)備運行情況.

3.本次安裝29個點，其中高壓變頻器內(nèi)部安裝10個點，屬于內(nèi)部空間密閉，精煉爐變壓器出線短網(wǎng)16個點，上下分層也不容易測溫，但通過安裝無線測溫從而實現(xiàn)了智能點檢替代人工點檢，并有效的解決了以往很難實現(xiàn)的封閉空間點檢的技術(shù)難點。

4.智能無線測溫系統(tǒng)實現(xiàn)對被測設(shè)備異常溫變的報警，已達到預(yù)防性維修的目的。在2018年6月22日下午，設(shè)備調(diào)試完畢后，二次風(fēng)機房高壓變頻室，室內(nèi)溫度超溫報警.

根據(jù)集團公司的相關(guān)規(guī)定，高壓變頻器室內(nèi)溫度不能高于30℃，而當(dāng)天下午氣溫炎熱，機房空調(diào)制冷效果下降，室溫超過標(biāo)準(zhǔn)，在收到傳感器溫度數(shù)值后及時發(fā)出報警信號，控制室人員立刻通過對講系統(tǒng)聯(lián)系電鉗人員入場檢查維修。這一案例充分說明了智能無線測溫系統(tǒng)可以有效的對煉鋼廠設(shè)備進行有效及時的保護。在此后的多個時段里，機房室溫發(fā)生多次報警，達到替代人工巡檢的目的，有效的保障了設(shè)備運行溫度的穩(wěn)定。

截止目前試運行1個半月的時間，無線測溫系統(tǒng)具有見效快、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確性高等技術(shù)亮點，可以有效替代人工點檢，準(zhǔn)確的反映出設(shè)備的裂化趨勢。

4.7月份，根據(jù)我公司的需求，開發(fā)了手機APP功能，可以實現(xiàn)遠程查看溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)歷史記錄查詢，報警記錄查詢.

（1）以上在手機APP的頁面中可以看到，實時界面中，最高溫與最低溫直接顯示在首頁，可以讓管理人員直觀看到設(shè)備運行的最高與最低溫度，并且點擊后可直接進入設(shè)備詳情頁面，快速直觀的找到問題設(shè)備。

（2）手機APP可以實現(xiàn)24小時隨時巡檢測溫點的功能，在一定程度上緩解了人工巡檢的壓力并補足人工巡檢的漏洞，能夠替代人工進行智能點檢。

四、小結(jié)

該系統(tǒng)正常投運后，可以有效替代人工點檢，實時檢測高壓變頻、精煉爐變壓器運行溫度，準(zhǔn)確的反映出設(shè)備的裂化趨勢，能夠在設(shè)備異常時進行報警，及時進行預(yù)知維修，極大推動設(shè)備的“零事故”管理的提升。避免電氣設(shè)備故障的發(fā)生，按煉鋼高壓變頻器發(fā)生一次設(shè)備事故2小時計算，減少產(chǎn)量330t鋼水，減少經(jīng)濟損失約60萬元。

作者簡介：馮，磊（1980-），男，山東泰安人，2001年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)自動化儀表及應(yīng)用專業(yè)，2015年獲齊魯工業(yè)大學(xué)控制工程碩士學(xué)位，高級工程師，現(xiàn)從事檢測技術(shù)及自動化裝置研究。

（作者單位：石橫特鋼集團有限公司）