[00110030]基于无线传感网络的连轧机组支撑辊轴承温度监测系统
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技术详细介绍
成果简介：
支撑辊作为连轧机组的关键设备，其工作状态直接关系到整条生产线能否正常运行。而支撑辊最容易损坏的部位是轴承，经常因轴承损坏导致全线停机维修。轴承损坏的一个重要标志就是温度上升，对轴承的温度进行在线监测，可以及时监测轴承的工作状态，科学指导维修，预防重大事故发生。
冷连轧机的实际工艺环境比较恶劣，不仅空间密闭，而且还有水液喷淋，传统的有线监测方式难以适应在线监测的需求。工业无线传感器网络技术为连轧机组支撑辊轴承温度的在线监测提供了可靠的技术保障，系统拓扑结构如下图所示：
本监测系统硬件由三部分组成：高防护测温节点、中继节点和网关节点。高防护测温节点具备 IP68 防护等级，防水防尘，传感器按照系统设定的工作间隔，周期性完成轴承等位置温度数据的采集，采集到的数据将发送给中继节点，然后由中继节点发送给网关节点并通过网络交换机汇集至远程监测服务器。
软件包括：前端数据采集程序、数据库服务、分布式应用服务器程序、Web 服务程序、报警服务程序（含手机短信报警功能）等。客户端按照实现的方式和功能分为 C/S客户端和 B/S 客户端两种，主要功能包括：实时监测、实时曲线、统计分析、报警列表、系统管理、程序更新、系统帮助等功能模块。
成熟程度及推广应用情况：
目前处于何种研发阶段：☐研发 ☐小试 ☐中试 ☐小批量生产 ☒产业化；
样机：☒有 ☐无
已投入成本：200 万
推广应用情况：
鞍钢冷轧 4#线冷连轧机组轴承温度远程监测系统，测点数量 60 个，2010 年。
鞍钢冷轧 2#、3#线冷连轧机组轴承温度远程监测系统，测点数量 120 个，2014 年。
鞍钢莆田冷轧厂连轧机组支撑辊轴承温度远程监测系统，测点数量 72 个，2018 年。
首钢迁钢一冷轧厂连轧机组支撑辊轴承温度远程监测系统，测点数量 66 个，2018年。
鞍钢热轧 1700、1750、2050
厂连轧机组支撑辊轴承温度远程监测系统，测点数量232 个（长杆），2019 年。
鞍钢热轧 1700、1750、2050厂连轧机组支撑辊轴承温度远程监测系统，测点数量162 个（无杆），2020 年。
顺义冷轧厂设备温度远程监测系统，测点数量 140 个，2021 年。
期望技术转移成交价格（大概金额）：面议。
技术优势：
硬件和软件均为定制化开发，具有完全自主知识产权，可以满足客户多样化需求。
传感器安照 IP68 防护等级进行设计，防水防尘，采用电池供电，无线通讯，具有传输距离远、穿透性强、使用寿命长（2 年以上）、性能稳定、数据真实可靠。
软件具有一定的功能可扩展性，可实现的进一步功能扩展主要包括以下几个方面：
1. 软件架构设计
①可扩展框架编程技术：弹性伸缩、免编译；
②组态式定制界面技术：快速配置、灵活；
③跨平台应用技术：高兼容性；
④动态数据管理技术：高效率、易维护。
2. 可扩展的分析方法库
①统一的方法调用接口；
②可重构可扩展的方法库；
③可远程跨平台调用
3. 通讯技术：有线/无线
①基于 TCP/IP 协议；
②可扩展的通讯协议；
③智能无线传感器网络
性能指标：
工作电压：3.6V(电池供电)
最大工作电流：200mA
通信距离：800 米（空旷地带）
最大发射功率：20dBm
测量范围：-40~120℃
温度测量精度：±1℃
工作频段：410∽470MHz
防护等级：IP68
市场分析：
钢铁企业为技术转移重点行业，也可以应用有色金属、石油、化工、煤炭等行业。
经济效益分析：
经济社会效益：通过降低设备故障率、减少设备停机时间、提高生产效率和产品质量，年均累计经济效益 3000 万以上。
成果亮点：
1. 成果来源：
成果来源于鞍钢冷轧厂和热轧厂、鞍钢莆田冷轧厂、首钢迁钢冷轧厂、顺义冷轧厂等横向项目等。
2. 技术先进性：
属于国内先进，先进技术如下：
①传感器技术的先进性：传感器采用电池供电和无线网络通讯，IP68 高防护等级，使用寿命长、传输距离远、安装维护方便。
②远程监测系统的先进性：可扩展框架编程技术，组态式定制界面技术，跨平台应用技术以及动态数据管理技术、统一的方法调用接口、可重构可扩展的方法库、可扩展的通讯协议。
