[00110033]基于无线传感网络的连退炉区轴承温度监测系统
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技术详细介绍
成果简介：
连退炉是钢铁生产线上的关键设备，连退炉区有多根炉辊和导向辊，每根炉辊/导向辊都有 2 个轴承，分布在连退炉的操作侧和传动侧。连退炉区还有排烟风机、预热风机等几十台风机。整个连退炉区的炉辊轴承、导向辊轴承、风机轴承等都需要进行实时监测。这些轴承的工作状态直接关系到整条生产线的正常运行。轴承的故障可以通过温度的变化表现。因而对轴承的温度状态进行在线监测，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。
“连退炉区轴承温度监测系统”的拓扑结构示意图如下图 1 所示，本系统所有硬件和软件均为自主设计开发，具有完全自主知识产权。
系统硬件由三部分组成：测温节点、簇头节点、汇聚节点。
测温节点按照系统设定的工作间隔时间，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簇头节点。测温节点是分簇进行数据传输，每簇设有 2 个簇头节点(冗余备份)、1 个报警节点（冗余备份）。簇头节点完成在常规状态下接收簇内测温节点发来的数据，并将数据发送到汇聚节点。当簇内的测温节点出现报警时，由报警节点负责对相应节点采用特定的通讯信道和
采样频率进行温度监测与数据传输。汇聚节点负责将簇头节点的数据发送至应用程序服务器。
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：100 万。
推广应用情况：本系统于 2007 年成功运行在鞍钢冷轧 3#线连退炉区，测点数量为406 个，经过多年运行，系统稳定可靠、数据准确，并于 2014 年在鞍钢冷轧 4#线连退炉区进行推广应用，测点数量为 470 个；于 2019 年在鞍钢冷轧 13#镀锌线连退炉区应用，测点数量为 157 个。本系统不仅可以进行连退炉区的轴承温度监测，2018 年还应用于首钢迁钢一冷轧连退线的电机抱闸的温度监测，测点数量为 84 个，2010 年应用于鞍钢热轧 1700、1750、2050 线的煤气管道测温，测点数量为 20 个。
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：IP53
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 1000 万以上。
成果亮点：
1. 成果来源：
成果来源于鞍钢冷轧厂 3#线、4#线、13#镀锌线连退炉区轴承温度远程监测系统、首钢迁钢一冷轧连退线的电机抱闸的温度监测系统、鞍钢热轧 1700、1750、2050 线的煤气管道测温等横向项目等。
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，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。
