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高线设备故障诊断与在线监测系统设计与应用

安钢高速线材机组高速区采用多模块结构,尤其是精轧机采用单台电机驱动增速箱两路输出,通过长通轴驱动8架精轧机运行、模块化设计,奇偶数对应的辊箱可互换安装,由于长通轴的振动传递使得各架轧机的振动相互影响,机械结构非常复杂。以前高速区的设备仅依靠人工观察的方法进行点检和事故判断,往往不能及时发现设备隐患,以至于设备事故扩大,严重影响生产的正常运行。
为改变高速区设备事故频出的现状,扭转设备维护检修的被动局面,做到设备的预知维修。在研究利用频谱分析方法对振动信号进行处理的基础上,对设备的事故高发部位及部件的振动频谱进行分析和跟踪,描述设备频域的频谱状态模型,进而提取典型故障的特征模型,实现对高速区设备(预精轧、精轧、3#夹送辊和吐丝机)的在线振动检测和故障诊断,实现对高线轧机的在线振动检测,并最终达到积极预防事故发生的目的。更多资讯尽在中国电工网。
1系统组成
1.1 方案确定
设备状态监测系统在充分利用频谱分析技术的基础上,结合现场生产设备的实际运行情况,遵循计算机监控系统的研制方法、步骤和原则,对监控对象的性质、特点和监控任务以及功能定位进行分析,实现集数据采集、在线状态监测、故障诊断于一体。
系统在硬件结构上采用了分布式结构,有效的保证了数据快速、高效、无误的传输。软件部分主程序以com组件为中心实现三层结构,设备运行状态监测系统的振动与噪声的信号分析算法采用activex组件完成,使用ado技术实现数据库在趋势分析的应用。软件的设计和实现以高线设备的具体问题为出发点,整个系统由数据采集、在线状态监测、故障诊断3个功能模块构成。完成对现场35个数据采集通道振动信号的自动监测、实时采集和监控报警。运用频谱分析的方法对原始数据进行分析,完成故障的自动诊断,准确确定故障部位,达到及时消除隐患,提高设备可靠性的目的。
系统可以实现自动监测,也可以在人工干预下进行多种数据分析和处理,其中包括大量的数据采集、存贮和故障特种分析、趋势分析;系统具有图形显示、数据处理、结果打印和故障自动诊断报警、智能故障诊断专家系统等功能。
1.2 设备状态监测系统的基本结构
设备状态监测系统的基本结构如图2所示。
图2 设备状态监测系统的基本结构图
1.3 软件设计
设备软件主要是以《leadmeasure-gx2设备运行状态监测平台》核心,主要完成一炼轧高线机组振动信号拾取、数据采集和在线长期监测,在发生运行异常及故障时及时报警、具有动态信号分析与追忆功能。leadmeasure-gx2软件包括数据采集、数据通讯、信号分析与故障诊断三套软件。数据采集:用于采集设备物理表征信号(振动、转速等)数据预处理和保存;数据通讯:支持网络访问,自动数据同步;信号分析与故障诊断是《leadmeasure-gx2设备运行状态监测平台》软件的核心,信号分析与故障诊断软件运行在各监测工作站,提供状态报警、信号趋势分析,振动信号时域和频域分析,数据信息查询、故障诊断功能。幅域指标、时域分析、趋势分析掌握容易,频域分析和非稳态分析为精密诊断的工具。
2系统运行效果评估
自该系统投入以来,分别对预精轧、精轧、吐丝机、3#夹送辊的振动情况进行实时监测、分析与诊断。多次及时地发现了轴承、电机的初始故障,合理地安排了检修时间,避免了重大事故的发生,为整个生产线的保产增收奠定了基础。同时,提高了设备维护水平,减少了停机抢修时间,提高了生产设备的安全可靠运行能力、产品质量和市场竞争力。以精轧20#锥箱的故障诊断进行举例说明,经过测试系统振动量指标分析、趋势分析、谱图分析等,可以判定精轧机20架i轴两端的轴承有损伤,需要立即对精轧机20架i轴及其两端轴承进行检修。在随后的检修中发现,实践证明先前的诊断正确无误。
3结束语
该系统已成为我厂高线机组设备人员判断高速区设备状况、分析诊断故障的重要方法和手段。,高线设备故障诊断与在线监测系统,状态参量监控全面,分析手段齐全,对解决疑难问题有较大帮助,具有较高的实用推广价值。
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