陳文禮

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北 唐山 063000）

要想做好一件事，必須做好準(zhǔn)備工作。對(duì)于鋼鐵企業(yè)來(lái)說(shuō)，設(shè)備是質(zhì)量的根本，只有擁有優(yōu)良的設(shè)備，才可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。要想保證產(chǎn)品的質(zhì)量，確保設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，鋼鐵企業(yè)就應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行在線(xiàn)監(jiān)督與測(cè)量，從而提升產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)品附加值，為鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)型奠定基礎(chǔ)?；诰W(wǎng)絡(luò)的在線(xiàn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一直以來(lái)的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督與測(cè)量，及時(shí)診斷出設(shè)備的早期故障，可以更好的為用戶(hù)提前維修設(shè)備提供指導(dǎo)作用，以便及時(shí)掌握用戶(hù)的預(yù)備設(shè)備的使用需求消息，做好設(shè)施的全壽命周期管理工作，這樣就能夠從很大程度上提升鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)速率，便于消耗成本的節(jié)省。

1 基于網(wǎng)絡(luò)的在線(xiàn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)介紹

基于網(wǎng)絡(luò)的在線(xiàn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)，會(huì)先利用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集器將安裝每一個(gè)設(shè)備中的傳感器信號(hào)收集起來(lái)，之后經(jīng)過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)傳遞至工控機(jī)，統(tǒng)共的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷均于工控機(jī)中進(jìn)行。圖1為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)的硬件部分涵蓋了兩個(gè)部分，它們是振通909B多通道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器和工控機(jī)。系統(tǒng)可以與三十一個(gè)網(wǎng)絡(luò)采集器相連在一起。而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)采集器中的標(biāo)識(shí)碼來(lái)說(shuō)，在對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)時(shí)，主要是利用設(shè)里撥碼開(kāi)關(guān)達(dá)到這一效果。數(shù)據(jù)采集器中進(jìn)行傳輸時(shí)是通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行的，使用8*2通道同時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行采集。能夠收集訊息涵蓋了轉(zhuǎn)速值、加速度、位移、速度以及波形等。還能夠銜接進(jìn)多類(lèi)型的傳感器，好比IPC型加速計(jì)、電荷型加速計(jì)、電渦流位移傳感器以及磁電式速度傳感器等。

系統(tǒng)的軟件部分囊括的有設(shè)備監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)處理中心軟件、組態(tài)監(jiān)側(cè)軟件以及故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)等。其中，數(shù)據(jù)采集軟件的功能首要的是訂立測(cè)點(diǎn)的根本參數(shù)，對(duì)多類(lèi)型的振值、波形以及百線(xiàn)譜在確定的時(shí)間進(jìn)行收集。數(shù)據(jù)處理中心軟件是把其他軟件銜接于一塊的中間軟件，其首要功能為把搜集到的數(shù)據(jù)和危險(xiǎn)值與報(bào)警值進(jìn)行比照，倘若發(fā)出危機(jī)信號(hào)就會(huì)示知數(shù)據(jù)采集軟件，讓它對(duì)波形進(jìn)行從頭收集，更加方便診斷時(shí)的運(yùn)用，同一時(shí)期把危險(xiǎn)信號(hào)傳輸至設(shè)備監(jiān)控與組態(tài)監(jiān)測(cè)軟件。設(shè)備監(jiān)控軟件的首要效用是對(duì)設(shè)備中每一組件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督和測(cè)量，通過(guò)運(yùn)用頻譜法可以及時(shí)找到組件的漏洞與進(jìn)行中長(zhǎng)期歷史趨勢(shì)分析等。組態(tài)監(jiān)測(cè)軟件的作用主要是將顯示裝置的振值與報(bào)警情況用圖形的形式展現(xiàn)出來(lái)。故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的主要工作是分析與診斷離線(xiàn)情況。故障診斷知識(shí)庫(kù)囊括了部分較為成熟的故障診斷理論，其余還可以通過(guò)工程技術(shù)人員把實(shí)際經(jīng)驗(yàn)傳輸?shù)较到y(tǒng)中，使知識(shí)庫(kù)中的內(nèi)容更加豐富[2]。

2 系統(tǒng)架構(gòu)的建立

系統(tǒng)架構(gòu)具體見(jiàn)圖1，三個(gè)部分利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相互連接在一起。

圖2 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控圖

2.1 現(xiàn)場(chǎng)采集監(jiān)控

現(xiàn)場(chǎng)采集監(jiān)控首要包羅的部分主要有是三個(gè)，它們是設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集、收集裝置和一些種類(lèi)的傳感器。運(yùn)用有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)徑直將現(xiàn)場(chǎng)傳感器信息傳遞至采集站內(nèi)，采集站會(huì)將所搜集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)與擴(kuò)大，傳遞至監(jiān)控房屋內(nèi)，而數(shù)據(jù)的調(diào)整大部分是在服務(wù)器中開(kāi)展，并可以將數(shù)據(jù)保存下來(lái)，通過(guò)監(jiān)控房間中的計(jì)算機(jī)展現(xiàn)出來(lái)。在現(xiàn)場(chǎng)采集監(jiān)控中，傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件首要包羅了設(shè)備的振動(dòng)、軸承溫度與壓力等各個(gè)類(lèi)型的智能傳感器，首要功效為收集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)。

2.2 中心監(jiān)控級(jí)

中心監(jiān)控級(jí)涉及了WEB服務(wù)器、MOS系統(tǒng)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器幾個(gè)部分?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的主要參數(shù)，也就是振動(dòng)、工藝量與溫度等，經(jīng)過(guò)MOS系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行隨時(shí)沒(méi)有間斷地收集、監(jiān)督與測(cè)量。

監(jiān)測(cè)診斷級(jí)的計(jì)算機(jī)運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)能夠搜集全體搜集到的數(shù)據(jù)。在出現(xiàn)被檢測(cè)參數(shù)不正常的時(shí)候會(huì)發(fā)出警報(bào)信息，同一期間還可以驅(qū)動(dòng)診斷過(guò)程來(lái)確定機(jī)組的阻礙。機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)服務(wù)器可以展現(xiàn)出機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)候所展現(xiàn)的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)的保存、查找與管理功效，WEB服務(wù)器就是為機(jī)組局域網(wǎng)內(nèi)的別的客戶(hù)端或遠(yuǎn)程診斷中心供給機(jī)組啟動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷服務(wù)，包羅了機(jī)組的隨時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、相關(guān)性分析數(shù)據(jù)以及一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等。安裝使用者的需求，能夠使用短信平臺(tái)與APP等方式把設(shè)備的不正常信息，經(jīng)過(guò)短信等其余方法以較快的速度傳遞到有關(guān)操作人員、管理人員以及執(zhí)行人員的手機(jī)內(nèi)，讓系統(tǒng)可以很快做出反應(yīng)[3]。

2.3 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與診斷

系統(tǒng)運(yùn)用多時(shí)間區(qū)域、多頻譜和歷史趨勢(shì)等多種專(zhuān)業(yè)分析用具，查找設(shè)施的振動(dòng)所在。首要構(gòu)成部分是遠(yuǎn)程終端與相關(guān)專(zhuān)業(yè)分析用具。遠(yuǎn)程終端應(yīng)用局域網(wǎng)、虛擬專(zhuān)網(wǎng)VPN或互聯(lián)網(wǎng)把客戶(hù)端銜接至機(jī)組站局域網(wǎng)，完成資源一起分享。把遠(yuǎn)程問(wèn)題診斷和單位管理活動(dòng)銜接在一塊，提前推測(cè)設(shè)備的發(fā)展態(tài)勢(shì)，觀察故障出現(xiàn)的跡象，最大程度的使維修費(fèi)用降低。

3 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

系統(tǒng)具有多種優(yōu)勢(shì)，通過(guò)總結(jié)，主要包含三個(gè)部分，具體為：第一，先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)與作用是單位對(duì)網(wǎng)絡(luò)化設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)管理根本，利用單位的局域網(wǎng)或辦公網(wǎng)，使用EMA設(shè)備監(jiān)測(cè)平臺(tái)，在企業(yè)的信息中心構(gòu)建數(shù)據(jù)服務(wù)器安裝運(yùn)行軟件，這樣就能夠支持盡可能多的使用者，利用瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)裝置監(jiān)測(cè)平臺(tái)就可以得到這一系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)，從而減輕系統(tǒng)維護(hù)工作的強(qiáng)度。第二，利用監(jiān)測(cè)機(jī)組的轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、軸承溫度以及軸位移等其余工藝量參數(shù)能夠保證故障預(yù)測(cè)與診斷的專(zhuān)業(yè)性，使用各種變量采集、統(tǒng)計(jì)控制的方式來(lái)分析機(jī)組不正常運(yùn)行情況，可以立即找到機(jī)組的早期故障，從根本上發(fā)現(xiàn)故障的所在，從而制定針對(duì)性的處理措施，以便從根本上處理機(jī)組振動(dòng)問(wèn)題，確保機(jī)組的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，還能夠更好地監(jiān)督與測(cè)量機(jī)組服務(wù)與工藝量，隨時(shí)分析工藝數(shù)據(jù)的變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)與控制，大大提升機(jī)泵的運(yùn)行效率，也就可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的功能，還可以讓機(jī)泵達(dá)到最好的運(yùn)行狀態(tài)。第三，開(kāi)放性的數(shù)據(jù)平臺(tái)為一些設(shè)施管理信息化系統(tǒng)平臺(tái)提供數(shù)據(jù)接口，同時(shí)還可以為管理子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，從而推動(dòng)機(jī)組設(shè)施管理的進(jìn)一步發(fā)展，保障設(shè)施生產(chǎn)的安全性[4]。

4 應(yīng)用實(shí)例

將河南安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)第一煉軋廠(chǎng)作為應(yīng)用案例，練軋廠(chǎng)引入了美國(guó)的先進(jìn)的摩根8+4精軋機(jī)、減定徑機(jī)模式高速線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)，其具備十分高的集成化水平。在修理與管制設(shè)施的時(shí)候，僅僅使用手觸摸、噪聲和用眼睛看等最初的方式，不易全方位正確地對(duì)故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，沒(méi)有辦法便于手持式數(shù)據(jù)采集器的應(yīng)用。所以，安鋼使用了北京盛迪振通公司的一套網(wǎng)絡(luò)在線(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)施的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行隨時(shí)采集與運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督和測(cè)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障及其原因。

引進(jìn)的在線(xiàn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)是在2003年10月份應(yīng)用到河南安陽(yáng)鋼鐵集團(tuán)的。在使用的實(shí)際場(chǎng)地內(nèi)，統(tǒng)共應(yīng)用了四十五個(gè)加速度傳感器。在此些加速度傳感器內(nèi)，將4個(gè)L14型電荷式加速度傳感器順次安設(shè)于3600KW西門(mén)子中壓變頻電機(jī)的負(fù)荷、非負(fù)荷端，首要用在查看和測(cè)量電機(jī)兩邊軸承。并將其中的41個(gè)IPC型電壓式加速度傳感器順次設(shè)置于雙層聯(lián)合齒輪箱和4個(gè)錐箱中。1個(gè)速度傳感器的用途是測(cè)試電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，供給診斷需要的參數(shù)。其它，現(xiàn)場(chǎng)齒輪箱部分是1軸輸進(jìn)，4軸輸出。為了迎合大范圍傳動(dòng)比變化的需求，統(tǒng)共設(shè)置了九個(gè)離合器，九個(gè)離合器分為4組來(lái)把控，達(dá)到三十七個(gè)規(guī)格的可以變化的傳動(dòng)比，這樣就在工控機(jī)上增加安裝了多路VO卡采集離合器檔位信號(hào)。上述全部信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集器利用CAN網(wǎng)絡(luò)傳遞到工控機(jī)中，而狀態(tài)監(jiān)督測(cè)量和診斷的工作全部在這一工控機(jī)中運(yùn)行[1]。

2004年5月，組態(tài)監(jiān)測(cè)軟件展示26-X測(cè)點(diǎn)振值顯著增大，最大的時(shí)候可以是466m/s2，同一期間設(shè)施監(jiān)控軟件展現(xiàn)本測(cè)點(diǎn)加速度等效峰值、百線(xiàn)譜以及速度有效值早已比危險(xiǎn)值要高很多，位移峰值已經(jīng)發(fā)出危險(xiǎn)信號(hào)。此時(shí)依據(jù)收集的的1024點(diǎn)波形與創(chuàng)建的對(duì)應(yīng)設(shè)施文件，應(yīng)用故障診斷專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)來(lái)剖析，具體的幅值分析結(jié)果如圖3。4月份的幅值分析結(jié)果如圖4所示。

從圖3中可以知道，第一主峰的峰值是138m/s2。和圖4相比較知道，5月份的峰值為4月份峰值的4倍。同一期間還發(fā)現(xiàn)，第一主峰相應(yīng)的頻率為1.89KHZ，恰好為30#錐箱弧齒錐齒輪軸的嚙合頻率，展示齒輪擁有比較大的嚙合沖擊，出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要是齒輪軸自身的問(wèn)題。因?yàn)闋顟B(tài)表現(xiàn)的非常不正常，設(shè)備員使用有效措施停止機(jī)組運(yùn)行對(duì)其進(jìn)行檢查，最終發(fā)現(xiàn)弧齒錐齒輪軸底端支撐用圓柱滾子軸承座早已發(fā)生摩擦的跡象。

圈3 5月8日幅值譜分析

圈4 4月23日幅值誰(shuí)分析

5 結(jié)語(yǔ)

總之，設(shè)備是鋼鐵企業(yè)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部分，為了實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，就需要保證設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)良好，此時(shí)引進(jìn)基于網(wǎng)絡(luò)的在線(xiàn)振動(dòng)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)就顯得十分重要，充分了解該系統(tǒng)，從而更好地將該系統(tǒng)應(yīng)用到實(shí)際工作中。