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        金屬礦山主體設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)的實施與應(yīng)用
        ——以球磨機為例

        2021-06-18 10:33:52趙偉光甄康華
        現(xiàn)代礦業(yè) 2021年4期
        關(guān)鍵詞:球磨機有線振動

        趙偉光 甄康華 吳 晨

        (河鋼集團礦業(yè)有限公司司家營北區(qū)分公司)

        球磨機等礦山設(shè)備的狀況一般需要依靠點檢人員定期點巡檢來了解和掌握,設(shè)備潛在故障更需要點檢人員憑經(jīng)驗進行判斷,這種方式其實不利于設(shè)備的維護和管理,有的設(shè)備的潛在隱患不能及時被發(fā)現(xiàn),甚至需待到出現(xiàn)實質(zhì)性事故后才能被發(fā)現(xiàn)。傳統(tǒng)的設(shè)備運行監(jiān)測方式嚴重占用人工、依賴人工,對點檢人員的經(jīng)驗及責任心要求極高,即使這樣,設(shè)備運行隱患趨勢變化情況也難以量化、跟蹤。設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)的實施,可以對設(shè)備狀況進行及時了解、維護,保障設(shè)備的安全運行,減少設(shè)備停機時間[1-5]。

        1 球磨機系統(tǒng)監(jiān)測的特點

        球磨機系統(tǒng)監(jiān)測的特點主要體現(xiàn)在以下10個方面:

        (1)通過振動、溫度等傳感器對關(guān)鍵機電傳動設(shè)備進行在線監(jiān)測。

        (2)故障預(yù)警監(jiān)測參數(shù)分級報警(1~4級),報警信息向電腦和移動終端推送,參數(shù)閾值設(shè)置有國際標準和自學模式。

        (3)對傳動設(shè)備進行故障分析與診斷,對動態(tài)振動、溫度等數(shù)據(jù)進行分析,實現(xiàn)對傳動設(shè)備軸承、齒輪、轉(zhuǎn)軸等關(guān)鍵部件進行精確的故障分析與診斷。

        (4)系統(tǒng)采用開放式數(shù)據(jù)平臺,不需要額外配備檢測裝置。

        (5)采用B/S架構(gòu),用戶不需要在PC機上安裝軟件,用戶可以隨時隨地了解設(shè)備的運行狀況。

        (6)分析歷史運行數(shù)據(jù),通過對設(shè)備歷史運行數(shù)據(jù)的分析,提前判斷設(shè)備故障,對設(shè)備進行預(yù)測性維護和保養(yǎng),最大限度地延長設(shè)備使用壽命。

        (7)系統(tǒng)對監(jiān)測設(shè)備定期出具運行、維護體檢報告,系統(tǒng)自動統(tǒng)計故障和熱點高頻故障,對設(shè)備運行狀態(tài)進行評估,并出具運行、維護體檢報告。

        (8)通過遠程專家問診系統(tǒng),為設(shè)備出具故障診斷報告,配備數(shù)名相關(guān)領(lǐng)域?qū)<覟樵O(shè)備故障出具診斷分析報告。

        (9)設(shè)備維保管理系統(tǒng)對設(shè)備維保進行記錄、管理和分析,包含維保頻率分析、歷史記錄查詢等。對關(guān)鍵設(shè)備維護前后、故障前后的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行專題分析,實現(xiàn)關(guān)鍵設(shè)備維護質(zhì)量及故障維修質(zhì)量評估。

        (10)提供智能生產(chǎn)管理系統(tǒng)(MES),系統(tǒng)軟件具有API接口,可以與智能礦山、智能工廠等頂層系統(tǒng)相連接,將故障診斷系統(tǒng)整合到智能礦山或智能工廠大系統(tǒng)中,作為大系統(tǒng)底層的數(shù)據(jù)采集與分析部分。

        2 球磨機系統(tǒng)監(jiān)測設(shè)計

        通過振動、溫度等傳感器對關(guān)鍵機電傳動設(shè)備進行在線監(jiān)測。采用振動、溫度一體傳感器監(jiān)測電機、減速機、軸承的振動和溫度等參數(shù),并在Web和移動終端實時顯示運行數(shù)據(jù)。對動態(tài)振動、溫度等數(shù)據(jù)進行分析,得到傳動設(shè)備運行狀態(tài)的各種參數(shù)和圖譜(包括加速度峭度、均方根值、幅值譜、功率譜、譜密度、倒頻譜、包絡(luò)譜等),實現(xiàn)對傳動設(shè)備的軸承、齒輪、轉(zhuǎn)軸等關(guān)鍵部件進行精確的故障分析與診斷。

        球磨機的測點布置為電機2個、電機驅(qū)動端和風扇端各1個、小齒輪兩側(cè)軸承各1個、每個主軸承2個(監(jiān)測振動位移和振動速度,采用高靈敏度的有線傳感器)。

        3 球磨機系統(tǒng)監(jiān)測方案統(tǒng)計

        球磨機系統(tǒng)監(jiān)測方案統(tǒng)計見表1。

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        從表1可以看出,整個系統(tǒng)共需無線振動溫度采集器102只,有線振動傳感器52只,遠程數(shù)據(jù)采集終端9臺,有線振動數(shù)據(jù)采集終端4臺。其中無線振動溫度采集器和有線振動傳感器帶有強磁底座,可直接吸附到設(shè)備測點位置表面,不需要對設(shè)備進行大的改造,安裝方便、快捷、牢固;遠程數(shù)據(jù)采集終端和有線振動溫度采集終端則就近安裝在墻面上,采用膨脹螺栓固定。遠程數(shù)據(jù)采集終端通過無線通訊方式采集無線振動溫度采集器的數(shù)據(jù)信號;有線振動溫度采集器則需要將有線振動傳感器接線至終端箱內(nèi),接受數(shù)據(jù)信號,二者都需要外接電源線和網(wǎng)線,通過網(wǎng)線或者光纜將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜胤?wù)器。信號傳輸采集見圖1。

        綜上所述,振動傳感器采用強磁底座吸附到設(shè)備表面,安裝方便、快捷,除部分有線傳感器需要布線外,其余無線傳感器采用無線信號傳輸數(shù)據(jù),節(jié)省了人力、物力、時間;終端箱采用膨脹螺栓固定,安裝方便簡單;數(shù)據(jù)上傳只需要通過一根網(wǎng)線或光纜上傳至本地服務(wù)器,即可實現(xiàn)整個系統(tǒng)的監(jiān)測。所以,在可行性方面具有很大的優(yōu)勢。

        4 效益分析

        在線故障監(jiān)測系統(tǒng)彌補了自動化系統(tǒng)的監(jiān)控死角,在某些程度上替代人員點巡檢,可將故障隱患消除在萌芽狀態(tài),保障了機電設(shè)備的安全、高效、健康運行。系統(tǒng)可以對礦山設(shè)備關(guān)鍵部位已發(fā)生或即將發(fā)生的故障進行診斷、預(yù)警,對設(shè)備的健康數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總,并提供給客戶,達到故障的精準預(yù)判,預(yù)知并避免故障的擴大,并實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控的目的,有助于對設(shè)備狀況及時了解、及時維護,保障設(shè)備的安全運行,減少設(shè)備停機時間。

        5 結(jié)論

        隨著數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的發(fā)展,特別是5G時代的到來,使設(shè)備運行數(shù)據(jù)具備了現(xiàn)場采集、遠程傳輸、實時分析的條件。智能化的數(shù)據(jù)采集、分析、診斷系統(tǒng)能對礦山設(shè)備的運行參數(shù)進行實時跟蹤,對設(shè)備管理提供最合理的意見,在設(shè)備管理上具有劃時代的意義。

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