站點式軋機監測系統研究

楊兆銀

摘 要：本文主要是對站點式軋機監測系統的組成與原理、站點式軋機監測系統的功能和特點兩個方面詳細的分析和研究了站點式軋機監測系統，這對在機械設備中更好的應用站點式軋機監測系統提供了參考依據。

關鍵詞：站點式；軋機；檢測系統

近幾年來，隨著社會經濟的快速發展，對各種材料設備的需求和要求也不斷增強，為了保證整個系統能夠順利運行，就必須加強監測，這就需要在機械設備中配置相應的監測系統。但在很多時候，由于受到現場條件的限制，難以準確的測量到機械運行的所有參量，相關物理量的同步監測難度更高，進而不能有效的掌握機械設備運行情況。其中對于軋機設備來說，在運行過程中具有工況、沖擊、變載、變速多的特征，運行參數始終處于變化當中，如果工作人員不能完整的掌握所有設備狀態的話， 一旦設備出現異常情況，則很難及時的做好調整，進而造成一定的經濟損失。本文以某鋼鐵廠酸軋機組中作為研究對象，對站點式軋機狀態監測系統中的流量、溫度、轉速、位移、振動等參數進行全面分析和研究。

一、站點式軋機監測系統的組成與原理

監測系統結構是由分級式結構組成，上層作為數據管理機，具有監測站功能，主要是由計算機設備構成；下層主要是數據采集基站，具有一定的獨立性。在本次研究中監測的參數是分布在多個作業區當中，這就需要充分的利用網絡設備，進而實現同時對軋機的工作狀態進行有效監測。

（一）現場傳感器分布

現場傳感器主要包括溫度傳感器（共10路）、轉速傳感器（共2路）、位移傳感器（共2路）、流量傳感器（共3路）、振動傳感器（共8路）五種[1]。

（二）數據采集基站

數據采集基站的作用主要是對現場的信號進行定時采集、保存、傳輸。一般采集控制系統主要是集中在設備的中央位置，集通信、調理、采集功能為一體，具有較高的集成度，同時配置的還有各種采集參量的I/O模塊，在分布式監測系統中最多可以 連接128個采集系統框架[2]。采集現場數據的系統信號流程為首先是現場信號，其次是數據調理模塊，再次是數據采集模塊，最后是工控機。在拾取到現場數字信號和模擬信號之后，就能夠向數據調理模塊傳輸相應數據，數據調理器通過整形、隔離、變換數據之后，就會向數據采集模塊傳遞，最終傳輸至工控機，進而完成現場信號采集過程。工控機能夠數據處理各種數字信號和模擬信號，并儲存到數據庫文件當中，數據管理機通過磁盤文件方式就能夠有效使用。

（三）數據監測站（管理機）

數據監測站的作用是對數據采集工作站中所傳輸的各種現場數據文件進行接收，并實時顯示頻譜、原始波形、曲線、數字等現場數據，分析處理歷史數據，配置、管理下屬基站，以及維護數據庫和數據傳輸過程。一般都是在點檢辦公室中設置數據監測站，進而在局域網能夠達到的范圍內，能夠對所有采集信號進行觀察、分析。如果是超級用戶的話，還能夠設定報警值、標定傳感器、配置基站。

二、站點式軋機監測系統的功能和特點

（一）系統功能

站點式軋機監測系統的功能主要表現在以下幾個方面：一是能夠同步監測和采集軋機運行狀態當中的溫度、轉速、位移、流量、振動等數據信息；二是通過曲線和數字的方式將監測現場的動態信息實時的顯示出來，信息刷新時間僅為1s；三是在1min時間內就能夠記錄一組特征值和測量值，同時永久保存，一般原始波形數據的保存時間為1年，超過的話則進行備份保存；四是分析各參數測量值的趨勢變化；五是實時顯示和分析快變量信號的頻譜和波形；六是精密分析歷史數據；七是標定值、報警值以及通道配置設置具有一定的靈活性；八是操作簡單，界面友好[3]。

（二）系統特色

1、監測參數設置在軋輥上。目前在線監測軋機機架內部參數已經比較少見，主要是以主傳動系統監測為主。因此開展在線監測站點式軋機監測系統中的運行參數，具有一定的創新性，但同時也具有較大的難度。通過建立站點式軋機監測系統，就能夠全面的了解軋輥的軸向竄動、轉速、溫度、潤滑油流量等信息，對深入研究其工藝過程，以及發現傳動系統間隙、潤滑油不暢、軋輥打滑等故障具有重要的意義和作用[4]。

2、歷史數據得到進一步豐富。每分鐘都會測量一次特征值和數據，并對其進行永久性封存，以小時為單位保存所有的原始數據信息，這對系統中歷史數據的密度和長度都提出的要求都比較高。并且在一年之后，會以備份的形式來解決信息儲存問題，這樣在后期研究故障原因和查找歷史數據都提供了便利，并保證了數據的完整性和真實性。

3、監測特征值。軋機設備在運行過程中，會不斷的改變轉速，再加上軋輥和鋼種都產生了一定的變化，導致設備的振動值不能看作是設備狀態反應的唯一數據，如果以此為依據建立的監測標準也會存在一定的誤差，因此必須加強對軋機設備振動監測參量的綜合分析，保證其合理性和科學性。一般來說，監測參數可以聯合裕度指標、脈沖指標、波形指標、方根幅值、平均值以及有效值進行綜合分析，最大限度的避免鋼種等工藝因素對監測參量的大小產生影響[5]。另外，由于參量的不同會各種故障敏感程度也會存在一定差異，進而在具體分析是需要做好各有側重。

4、擴展性和開放性。目前站點式軋機監測系統使用的仍然是局域訪問方式，觀察和了解現場監測信息十分的方便，只要將該系統軟件安裝到局域網范圍內的計算機當中，所有的設備信息都能夠被監測，這為實現遠程診斷、數據共享、系統擴展都提供了便利。在站點式監測技術中保證結構的開放性，系統的拓展性就能夠得到有效保證。這樣一來，如果想增加站點的話，就可以直接在檢測對象周邊，就近增加檢監測站點即可，將新的站點界面加入到軟件當中之后，就能夠對新增的站點進行監測。

結語：通過在線監測軋機內部，實現了同步采集多項參量，在軋機故障機理研究、故障查找以及設備安全保障方面都具有重要的作用，是監測技術領域的重大革新。但其中需要注意的是，無論是什么研究開發，都存在著較大的難度和風險。在站點式軋機監測系統中，由于機架內部環境比較差，具有較高的施工難度，再加上維修操作和換輥操作，都會在一定程度上破壞機架內部的傳感器，進而大大增加了維修難度。

參考文獻；

[1]陳孝明，王康健，全基哲，李山青，楊青林.軋機振動監測系統在冷連軋機上的應用[J].寶鋼技術，2017，（02）：56-59+64.

[2]劉彥會.遠程監測系統在鋁箔軋機油霧回收系統中的應用[J].有色金屬加工，2016，（04）：60-62.

[3]滕志軍，王中寶，何建強，李國強.ZigBee在軋機系統電能質量的監測應用[J].電測與儀表，2013，（03）：117-119+128.

[4]呂石君，呂英峰，劉錫蕓.在線扭矩監測系統在厚板軋機上的應用與分析[J].硅谷，2013，（02）：142.

[5]王濤，李友榮，朱瑞蓀，侯宇，王興東.粗軋機組扭矩遠程在線監測系統研究[J].冶金設備，2012，（01）：39-42.endprint