i4.0技術用于鋼鐵廠真空循環脫氣液壓系統

李建軍

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鋼二廠，山西太原 030003）

0 引言

RH（Ruhrstahl&Heraeus，真空循環脫氣）處理裝置是一種用于生產優質鋼的鋼水二次精煉工藝裝備。其鋼包頂升液壓系統的正常使用直接影響鋼水處理的能力、周期，特別是鋼水的潔凈度。隨著互聯網+以及i4.0的逐步推廣使用，通過對設備進行少量的進，安裝一套在線狀態監測系統，將i4.0技術應用于RH主頂升液壓系統，實現系統實時監測及遠程虛擬診斷。

1 方案組成及功能特點

從系統結構來講，在線狀態監測系統由傳感器系統、數據收集系統、用戶界面系統、數據分析系統等組成。由于每個液壓系統都有不同的組成部件，所以在線狀態監測系統的具體元件組成也各不相同。從框架來看，在線狀態監測系統由遠程狀態監測和虛擬現實診斷2部分組成。

1.1 遠程狀態監測

遠程狀態監測主要包含液壓系統狀態監測和機器狀態監測，其具體監測內容如表1所示。系統采用模塊化配置，在使用過程中可進一步優化及完善。

表1 遠程狀態監測的具體監測內容

通過預先安裝的傳感器和數據采集裝置對液壓系統進行24 h不間斷監測，實現以下功能：淤實時監測液壓系統和整個機器的基本狀態；于為進行整個機器的能源消耗分析提供原始數據；盂為進行機器設備的工業產量分析提供原始數據；榆確保所有監測數據的可靠性、可追溯性；虞將點檢拓展到不易測量的位置，降低工作強度；愚在任意電腦或智能終端，直接通過瀏覽器訪問管理界面，直觀反映系統的整體狀態；輿第一時間發送報警信息至直接負責人。在線監測與傳統點檢手段的對比如表2所示。

表2 線監測與傳統點檢手段的不同

1.2 虛擬現實診斷

虛擬現實診斷主要包含遠程專家系統和系統健康度監測，以遠程狀態監測獲得的原始數據作為基礎，通過預先編定的故障判斷邏輯和虛擬現實系統，可打破空間的限制，實現以下功能：淤在液壓系統出現故障時提供互動式故障診斷技術，從而能快速定位故障點，并協助客戶排除故障，降低非計劃停機風險；于全方位評估系統狀況，預測關鍵元件的使用壽命，縮短意外停機時間，提高機器設備使用率；盂結合機器設備的使用狀態，給出合理化的維護保養和升級改造計劃；榆結合機器設備的能耗和產量情況，給出進一步優化的建議和意見；虞通過交互式故障診斷服務，創建一個現場實時信息的共享平臺，用戶可隨時與富有經驗的專家連線，雙方同時觀察故障現象，共同處理。

2 方案實施

2.1 設備改進及監測

在現有液壓系統基礎上增加部分傳感器（為壓力傳感器），傳感器信號連通至數據采集控制器，再通過3G/4G路由器實現數據遠傳（表3）：增加的傳感器為壓力傳感器，報告發送方式狀態報告，正常狀態時推送頻率為隨時查詢，報警時推送頻率為即時。

2.2 用戶界面

該用戶界面基于網頁技術，用戶可隨時通過電腦、平板、智能手機等終端，使用瀏覽器進行訪問，無需下載/安裝相應的程序。同時該系統支持多用戶使用，隨時隨地查看系統運行狀態及報警信息，并通過云服務器，遠程與有經驗的專家交流，無需在現場操作室查看畫面。

表3 在線狀態監測系統初期的功能

2.3 應用實例

將定期的設備點檢用遠程狀態監測替代，通過傳感器24 h不間斷收集相關的機器狀態信息，同時通過數據挖掘分析技術、人工智能技術預測核心元件和目標機器的健康狀態，并用該監測結果來指導后續工作，如現場調整、維修故障件、更換備件、系統升級改造等維護保養工作。

以過濾系統的維護保養為例：使用遠程狀態監測系統用戶界面，點擊運行監測寅實時監測可觀察整個液壓系統的狀況。目前過濾器狀態為28.1%，表明過濾器濾芯已經堵塞了近30%，如果過濾芯堵塞程度進一步加劇，綠色的狀態會變成黃色，負責人會收到微信消息推送，提醒更換該濾芯。

可見，通過遠程狀態監測系統，可隨時了解濾芯狀態，根據濾芯的使用狀態來合理提報備件計劃，避免過度維護或備件積壓，同時又避免了欠維護造成的液壓系統損壞的風險。

3 結束語

RH真空液壓系統是持續不間斷運行的，其工藝流程和特點決定了大部分時間液壓泵處于待機狀態，具體了解其能耗分布，可為系統優化改造、提升整體能源利用率指明方向。與常規和設備維護保養相比，設備在線狀態監測系統，可最大程度避免非計劃性故障停機次數和時間，以最少的人工投入、最低的備件成本，最大限度提高設備生產率、改善能源消耗。