基于協同檢測的冶金企業電氣自動化設備故障診斷系統

李紀云 孫洪營

陽谷祥光銅業有限公司 山東陽谷 252300

冶金工業為各行各業的發展提供了動力。因其行業固有的復雜性和高科技性的特點，故對設備控制系統性能的要求具有更高的標準。電氣自動化技術，即包含協同檢測技術、執行機構技術、控制技術和系統技術，是冶金工業自動化系統的基礎，而協同檢測技術對設備的故障診斷直接反映了冶金行業的水平。

1 冶金工業的特點

冶金行業不同于其他行業，它的技術要求標準更高、更嚴格。如其控制精度、耐高溫性、抗干擾性、產品可靠性和耐污染性要求相對較高。比如，在冷軋帶鋼驅動控制系統中，設備故障往往會造成嚴重的人員傷亡和財產損失，所以說設備的可靠性非常重要。如果在熱軋高爐等關鍵部件中發生設備故障，可能會發生爆炸或鐵水溢流等嚴重事故。冶金企業中粉塵較多，其中大部分屬于導電粉塵，這些粉塵對檢測儀表的精度也帶來較大影響。在電爐和大型軋鋼系統，儀表抗干擾的要求則相對較高。電氣自動化系統中電驅動設備產生的諧波是影響控制設備正常運行的重要干擾因素[1]。冶金企業的大多數傳動系統都是重載設備，具有控制響應速度快、精度高等特性。

2 電氣自動化設備狀態檢測概況

設備狀態監測系統主要具有以下幾個主要功能：（1）信號采集。設備協同檢測系統是在設備在正常使用過程中不斷檢測和判斷設備的運行狀態和壽命以及預測設備可能出現的裂化趨勢。一般來說，設備的狀態由設備在運行過程中的運行狀況來反映。首先，協同檢測系統會收集獲取設備運行狀態的信息，包括設備的電壓、電流、頻率、振動、溫度等信息。（2）數據傳輸。通常，設備的檢測系統與信號處理系統會設置在不同的地方，采集到的信號在傳遞到處理系統過程中會受外部環境的影響，出現信號干擾和衰減。因此，可以對獲取的信號信息就行轉換、處理和壓縮包裝等加工，通過傳輸路徑高效的流入到處理系統。（3）數據處理。對采集到的信息進行分析處理，獲取諸如特征值、虛假信號、頻域分析和平均處理分析等，對有效數據進行分析、處理。（4）故障診斷。對處理后的數據信息，依照歷史數據、標準、規則和操作經驗等進行分析和比對，判斷設備的狀態和故障診斷情況，進而采取有效的措施來預防可能出現的情況，防止不必要的故障發生[2]。

3 電氣自動化控制技術在冶金行業中的作用

信息技術的高速發展和普及，推動著工業技術和電氣自動化控制軟件的快速提高，電氣自動化控制系統技術在冶金企業也發揮著越來越重要的作用。針對冶金企業研發的電氣自動化控制系統軟件也越來越多，這些軟件的應用大大的降低了因人工操作出現的故障率。給冶金企業的操作水平、質量控制和運行效率以及生產效率等方面帶來了可觀的效益。將原有的人工操作改為自動操作，一方面可以使設備在穩定的標準下正常運行，另一方面減少了人為因素的影響，很大程度上降低了人力成本，節約了生產的成本，進而提高其行業的競爭力[3]。

4 協同檢測和故障診斷技術系統

（1）實時協同檢測是先進的傳感器技術的重要應用體現。為了便于診斷設備故障狀態需盡可能多的獲取設備的運行狀態信息。為提高實時檢測的及時性和準確性，傳感器技術也在不斷升級優化，比如光電傳感器、溫度傳感器和氣體傳感器。這些技術都可以精確的獲取電氣自動化設備的運行狀態，并將獲取的信號轉化為相應的數字信號進行傳輸，供處理系統中心處理、分析和診斷。（2）協同檢測的另一個關鍵是處理和分析采集的數據信息[4]。從設備運行中收集到的大量信息，經過處理和分析數據信息并獲取有用的信息。通過對這些信息我們可以判斷設備是否會出現故障或處于裂化狀態，并根據實際狀態決定設備是繼續運行還是需停機保養。為了避免運行中設備噪音、粉塵對電氣自動化設備檢測系統造成的干擾，除了設置硬件濾波外，通常還會應用許多數字濾波技術，常見的比如小波變換濾波技術，這種技術可以很好的消除干擾信號的影響，進而提取有用的信息并進行分析處理診斷設備故障，消除可能造成的影響。近些年來隨著智能化、大數據等新技術的迅速發展，應運而生了更加有效的數據處理技術，在應對電氣自動化設備故障方面更加有效。（3）基于協同檢測技術，在經單片機DSP技術的發展，再到計算機技術檢測系統的優化升級，可以更加有效的診斷電氣設備故障。同時，在冶金工業中，協同檢測技術對設備故障的診斷越來越受到歡迎。如今，在線檢測的技術形式多種多樣，比如在線檢測系統和分散式在線檢測設備。它們都是通過將設備收集到的信號接收到加工處理運輸，進而轉入到處理系統中進行分析、比對，診斷設備故障問題[5]。

5 冶金自動化控制技術的創新與發展

隨著中國冶金工業和科學技術的飛速發展，冶金電氣自動化技術的應用取得了顯著的成效。中國不斷引進大量自動化控制技術，進一步提高了冶金生產綜合控制水平。在初始資本積累之后，企業加大資金投入，用于研究和開發從原材料制備到最終產品生產的新技術和新工藝。同時，在冶金企業的生產過程中，引進了一些先進技術，不斷開發自動化控制技術，實現適合自身發展的電氣自動化設備的功能升級和技術創新。

6 結語

綜上所述，基于協同檢測的電氣自動化設備控制系統技術可以實時檢測設備的運行狀態，并對設備故障原因進行初步判斷，便于提前提前發現和解決隱患，保證設備正常運行，同時也滿足冶金行業發展的需要。