高云

（酒鋼集團(tuán)榆中鋼鐵有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730104）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)也在不斷地進(jìn)步和完善，人們也是越來(lái)越追求高質(zhì)量高效率，所以在冶金行業(yè)中也不例外，冶金企業(yè)為了追求更高的經(jīng)濟(jì)效益，不斷地加大生產(chǎn)力度，使冶金機(jī)電設(shè)備一直保持著高強(qiáng)度高負(fù)載的工作狀態(tài)，因此，在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中會(huì)存在非常多的安全隱患，這些隱患僅僅是依賴人工檢測(cè)的方式是無(wú)法精確地檢測(cè)并排查那些潛在隱患，所以在實(shí)際的冶金工作中，振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)就應(yīng)運(yùn)而生，合理地應(yīng)用該技術(shù)不僅有效地降低了冶金機(jī)電設(shè)備的故障率，同時(shí)，還為后續(xù)相關(guān)的日常維修工作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

1 振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的原理和組成

振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)在冶金行業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的實(shí)現(xiàn)需要依靠冶金設(shè)備故障檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)的具體內(nèi)容如下。

1.1 基本原理

在實(shí)際的冶金機(jī)電設(shè)備正常工作中，都會(huì)出現(xiàn)一定的振動(dòng)情況，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音，如果冶金機(jī)電設(shè)備在工作中某一部分發(fā)生了故障，相應(yīng)的振動(dòng)情況和噪音的大小都會(huì)隨著發(fā)生一系列的變化，但這種變化是微弱的，僅依靠人的能力是無(wú)法檢測(cè)到的。因此，就必須要采用專門的監(jiān)測(cè)裝置將微弱的變化進(jìn)行合理的提取，并將所得到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中，經(jīng)過(guò)對(duì)信號(hào)的整合處理，呈現(xiàn)出相應(yīng)的圖像，工作人員根據(jù)圖像進(jìn)行判斷分析冶金機(jī)電設(shè)備的工作狀態(tài)，并且還可以找到相應(yīng)的故障位置。

1.2 硬件組成

在實(shí)際的冶金機(jī)電設(shè)備故障檢測(cè)系統(tǒng)中，最重要的就是振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)，其主要的體現(xiàn)就是在冶金機(jī)電設(shè)備上設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，因此，也被叫作加速度傳感器。機(jī)電設(shè)備在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，這樣加速度傳感器就會(huì)采集到相應(yīng)點(diǎn)位的振動(dòng)信號(hào)，同時(shí)，還要將振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)預(yù)防干擾線路后傳遞給信號(hào)預(yù)處理裝置。這是因?yàn)椴杉降男盘?hào)特別小，并且還包含了很多沒(méi)有用的信號(hào)類型，因此，就必須通過(guò)預(yù)處理裝置來(lái)過(guò)濾信號(hào)，并將信號(hào)放大。在信號(hào)經(jīng)過(guò)預(yù)處理裝置后，繼而傳到A/D 轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)對(duì)該信號(hào)的數(shù)模轉(zhuǎn)換，即采樣工作，然后，相應(yīng)的樣本經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分析處理后并將其存入硬盤，并且保證全天候的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。然后，選擇最佳的診斷技術(shù)和方法并且有效地利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)采集的樣本進(jìn)行綜合分析，從該樣本中提取出最佳的信息來(lái)有效地判斷機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有效地對(duì)機(jī)電設(shè)備的故障進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

1.3 軟件組成與檢測(cè)系統(tǒng)

在實(shí)際的故障檢測(cè)系統(tǒng)中，應(yīng)用的計(jì)算機(jī)軟件要具備管理并分析數(shù)據(jù)的功能。主要表現(xiàn)在利用計(jì)算機(jī)軟件合理的分析加速度傳感器收集到的振動(dòng)信號(hào)，然后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理，包括不同渠道采集信號(hào)、數(shù)據(jù)報(bào)警等。繼而相關(guān)工作人員結(jié)合分析結(jié)果來(lái)判斷機(jī)電設(shè)備的工作狀態(tài)，并且計(jì)算機(jī)系統(tǒng)還要結(jié)合故障原因等相關(guān)內(nèi)容以及故障隨機(jī)分析法或者是故障預(yù)測(cè)法，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備故障的精確診斷，有效地提高了工作人員的工作效率。在實(shí)際的冶金機(jī)電設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng)中，該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理能力非常強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工作過(guò)程進(jìn)行全天候的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)處理工作。其中，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控包括三個(gè)數(shù)據(jù)類型：一是天數(shù)據(jù)，總共可以保存1024 個(gè)數(shù)據(jù)；二是小時(shí)數(shù)據(jù)，總共可以保存2400 個(gè)數(shù)據(jù)；三是分鐘數(shù)據(jù)，需要在實(shí)際的工作中每3 分鐘進(jìn)行一次采集工作，并保存的數(shù)據(jù)是在120 小時(shí)以內(nèi)。另外，系統(tǒng)的檔案管理功能可以將收集的這些信息存入檔案，甚至還可以打印做成紙質(zhì)檔案封檔處理。

2 故障檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用

2.1 振動(dòng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的分布狀況

我單位燒結(jié)作業(yè)區(qū)3#燒結(jié)機(jī)在實(shí)際的生產(chǎn)工作中，總共有100 多臺(tái)設(shè)備。這是一條連續(xù)生產(chǎn)的生產(chǎn)線，主要的冶金機(jī)電設(shè)備包括減速機(jī)、電機(jī)以及風(fēng)機(jī)等。通過(guò)加裝在關(guān)鍵設(shè)備電機(jī)驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端、減速機(jī)輸入軸、輸出軸上的振動(dòng)加速度傳感器監(jiān)控點(diǎn)，采集振動(dòng)和溫度等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)24 小時(shí)高密度遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)，智能報(bào)警篩選、專家即時(shí)診斷，實(shí)現(xiàn)設(shè)備當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)的判斷和未來(lái)的預(yù)測(cè)，精準(zhǔn)定位故障部件，全面監(jiān)測(cè)故障劣化趨勢(shì)，評(píng)估故障部件剩余壽命，將維修決策由臨時(shí)、事后搶修等轉(zhuǎn)變成計(jì)劃預(yù)測(cè)性維修，有效減少了非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)。

通過(guò)加裝故障診斷系統(tǒng)，設(shè)備日常運(yùn)行出現(xiàn)異常報(bào)警時(shí)，通過(guò)短信推送、微信群、郵件、電話多種形式及時(shí)通知現(xiàn)場(chǎng)維修人員和遠(yuǎn)程診斷專家，經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)程診斷專家對(duì)數(shù)據(jù)的分析和故障的判斷，1 小時(shí)內(nèi)聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)提供診斷結(jié)論；對(duì)于可控設(shè)備故障，4 小時(shí)內(nèi)通知到現(xiàn)場(chǎng)，并給出滾動(dòng)壽命預(yù)測(cè)建議，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)檢查、維修。設(shè)備管理人員手機(jī)安裝APP，參與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)管理，實(shí)現(xiàn)將各種設(shè)備管理模式靈活運(yùn)用，將精密連續(xù)診斷與點(diǎn)檢日常點(diǎn)檢簡(jiǎn)易診斷相結(jié)合，崗位點(diǎn)檢與狀態(tài)管理相結(jié)合，全員管理與專業(yè)管理相結(jié)合，全面推進(jìn)設(shè)備狀態(tài)管理工作。

實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)知維修是一項(xiàng)帶有創(chuàng)新性的開拓性工作，需要設(shè)備監(jiān)測(cè)人員以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)為突破口，提高設(shè)備管理人員水平及振動(dòng)分析水平為原則，不斷學(xué)習(xí)新技術(shù)、新知識(shí)，提高故障判斷和分析能力，提高設(shè)備檢測(cè)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，使設(shè)備狀態(tài)信息更好地為設(shè)備維修管理服務(wù)。

2.2 系統(tǒng)的故障分析

對(duì)于冶金機(jī)電裝置設(shè)備的故障，僅僅依靠維修人員的人工檢測(cè)是無(wú)法有效地排查故障的，而且在傳統(tǒng)的檢修工作中，檢修人員只是利用老式的檢查設(shè)備的方式進(jìn)行故障排查，這些情況都會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定工作。然而，在冶金機(jī)電設(shè)備中合理的運(yùn)用振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)后，就可以精確而又及時(shí)地的發(fā)現(xiàn)冶金機(jī)電設(shè)備的潛在故障，極大地幫助了檢修人員完成工作。振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備故障的有效監(jiān)測(cè)是有效地利用了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中時(shí)域信號(hào)和頻域信號(hào)峰值的規(guī)律。無(wú)論是多么復(fù)雜的震蕩情況，都能在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中分解成不同頻率的諧波，而對(duì)于每種頻率的諧波來(lái)說(shuō)，都在其震蕩周期中有一個(gè)最大值，即幅值，將這所有的幅值按照頻率的順利合理的排列，從而生成一個(gè)頻譜圖像。專業(yè)檢測(cè)技術(shù)人員根據(jù)頻譜圖像相關(guān)內(nèi)容就可以先對(duì)設(shè)備故障的準(zhǔn)確判斷。該頻譜圖像的振動(dòng)幅度越大，機(jī)電設(shè)備的故障相應(yīng)的也就越嚴(yán)重。

2.3 系統(tǒng)的結(jié)果處理

故障診斷系統(tǒng)可以對(duì)收集到的數(shù)據(jù)信息的分析能夠得到相應(yīng)的結(jié)果，并且將這個(gè)結(jié)果通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上傳至機(jī)電設(shè)備的維修工人，并向維修工人提供合理的處理對(duì)策，然后，設(shè)備維修人員要根據(jù)實(shí)際的情況對(duì)機(jī)電設(shè)備的維修與檢查。如果在設(shè)備維修人員檢修的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部機(jī)械零件出現(xiàn)了松動(dòng)或者是磨損情況以及機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)了故障，那么，設(shè)備的維修人員就可以立即對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題作出處理。通過(guò)對(duì)幅度峰值高低和頻率的特征的分析，設(shè)備人員能夠有效地完成對(duì)機(jī)電設(shè)備的維修與判斷。

3 檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用效果

目前來(lái)看，在每個(gè)行業(yè)的高速發(fā)展階段都應(yīng)用了機(jī)電設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng)，不僅有效地減少了機(jī)電設(shè)備的事故率，同時(shí)，還節(jié)省了相關(guān)企業(yè)維修的成本，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前，在實(shí)際的冶金企業(yè)中，主要應(yīng)用先進(jìn)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的合理診斷，并精確地分析機(jī)電設(shè)備的故障，有助于檢修人員對(duì)機(jī)電設(shè)備合理的維護(hù)維修，不僅有效地保障了整個(gè)企業(yè)的正常的開展工作，同時(shí)，還有效地降低了在實(shí)際的冶金工作中事故發(fā)生的概率。除此之外，該技術(shù)的運(yùn)用還有效地?cái)[脫了機(jī)電設(shè)備檢修工作對(duì)人工的依賴性，有助于提高檢修效率。

在實(shí)際的冶金工程中，如果機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)無(wú)法控制的異常情況，相關(guān)技術(shù)人員可以利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，用過(guò)檢測(cè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)收集到的頻譜對(duì)故障進(jìn)行準(zhǔn)確的分析、判斷，進(jìn)而找到合理的應(yīng)對(duì)策略。這種計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)電設(shè)備檢修工作相結(jié)合的方式，有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)冶金機(jī)電設(shè)備的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和遠(yuǎn)程監(jiān)控診斷，有利于及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段在冶金行業(yè)中，振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)電設(shè)備故障中的診斷系統(tǒng)中，該技術(shù)的合理應(yīng)用不僅可以動(dòng)態(tài)監(jiān)控所有機(jī)電設(shè)備的工作情況，同時(shí)，還可以有效地綜合分析以及處理診斷系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，然后，將這些數(shù)據(jù)信息和正常下的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行比較，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備的故障情況以及故障程度和發(fā)展趨勢(shì)，有效地降低了機(jī)電設(shè)備故障的發(fā)生，并且可以為相關(guān)技術(shù)人員維護(hù)維修工作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐，對(duì)于冶金企業(yè)而言，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益。