[00099063]冶金设备监测诊断技术

1)离线检测无线传输精密诊断系统：该项目开发的无线设备点检系统将测量技术与无线传输技术进行有效的结合，将覆盖全厂的点检数据自动录入到监控中心，当数据不正常时自动报警。点检人员携带便携式测量设备，对检测点进行检测，检测数据将自动上传到厂/车间分监控中心，超过报警值的检测数据将自动报警，监控中心收到点检数据后一是将点检数据形成以趋势图为主的报表，二是对异常数据进行分析给出诊断报告，两类文件均可作为厂/车间主管领导维修决策的依据。分监控中心还可以将设备点检数据和有关文件上传到公司EAM点检管理子系统。2)在线监测智能诊断系统：自行研制开发了工业信号测量解决方案，集成振动、位移、温度、流量、压力、电信号等测量为一体的网络化设备运行状态在线监测系统，具备完善的信号采集、存贮、报警、分析和处理功能。实现了信号硬件处理的高度一致性，硬件可编程，符合IVI规范，信号预处理仪及A/D设备支持plug&play，保证了硬件系统的高质量和稳定性。开放的接口可以使不同监测仪器设备数据共享；积木组合式设计可以满足企业分阶段投资的要求；系统接纳未来的新技术保持平滑的升级。自行研制开发了基于COM组件的企业级分布式网络状态监测与故障诊断系统，在研制开发过程中，通过与维护管理人员反复交流，有关功能不断优化完善，特别是智能诊断软件中特征频率计算搜索功能，极具特色，深受广大现场操作者的欢迎。多层的结构的设计，转换不同的设备对象为同一格式的数据，在统一的软件集成环境内对设备状态、劣化趋势、故障诊断进行的分析与管理。系统在网络环境下运行，可数据共享，非现场观察，使监测系统充分发挥作用，车间、班组、设备部点检站办公室和各级负责人办公室均设有终端，可同时动态观察设备运行情况，及时获得设备运行信息，进行专家会诊，对故障进行判断。针对管理人员与设备维护人员不同的需求将在线与离线监测数据进行融合，跨越人员、区域的限制，将状态信息引入到您的桌面。透过Interne借助企业外部智慧对设备进行状态评估与故障诊断，企业级设备状态管理架构以降低企业设备运行及维修成本，提高生产效率获得经济效益的新增长为目标。3)设备寿命周期费用决策：全寿命管理功能：设备资产管理系统融入了设备从“投入-维护-报废”的一生管理思想，对设备实施有效的全寿命周期费用管理提供了技术支持和条件。设备寿命周期费用统计计算分析模型：LCC=LCCA CIR CYA APD CYC CYR CYO。式中：LCCA=购置费。CIR=备件费(统一标准装置的修理)。CYA=年度修理费。APD=应用系数(时间 利率)。CYC=在中心车间里发生的年度修理费。CYR=备品备件年度消耗量。CYO=年度操作费(操作人员和原料)。4)资产核算：武钢“万点受控工程”是建立在“ERP EAM双E”平台基础之上，代表了当今国际设备管理理念的先进水平。集设备“离线检测 无线传输 精密诊断”和“在线监测 智能诊断”为一体且形成互补的集成化“预防 预知”相结合的设备维修管理体系，以8位码或11位码所代表的具体设备为控制对象，对其重点部位运行状态参数进行周期性检测或全程监测，以掌握设备劣化趋势并及早获取设备缺陷信息，进行设备维修决策。从系统设置而言，每一项设备维修都建有相配套的维修基准和相关定额，并将发生在具体设备上的维护、修理与物料费用归集到所对应的设备位置码与成本中心码上，对设备实施单独的维修成本控制，对设备折旧成本进行归集与统计，实现从投入、运行直至报废的一生管理，为设备寿命周期费用最经济管理奠定了基础。2．3．2运行流程：(1)点检管理流程。(2)设备日常维修计划管理作业流程。设备超过报警值→维修任务单→(启用)维修子系统→检修发包→实施。(3)设备大修计划管理作业流程。反复修理的设备→大修计划→(启用)工程子系统。(4)技改工程。对照设备寿命曲线→不适宜小修和大修的设备→技改立项→(启用)CI系统、资本投入→立项、后评估→投资→固定资产(新8位码)→万点受控设备一生管理、设备树状图。这里是一个图片这一功能模块主要是解决资本性支出投资的设备工程问题，具体涉及了新建工程和在线设备技术改造工程两大部分。无论是新建工程还是在线技术改造工程，都可以由资本支出管理、工程管理和工程进度管理三大功能步骤实现。2.4主要研究与开发内容：2．4．1离线监测无线传输精密诊断系统：(1)系统功能：该系统主要有测量、录入、报警、统计和管理五个功能模块，可以很好地完成现场点检工作：①测量功能：点检人员携带测量设备对有关检测点进行检测。②录入功能：测量数据通过无线上传到厂/车间分监控中心，无须人工录入。③报警功能：当点检数据超出该检测点上限时，分监控中心实时数据表中对应检测点以不同颜色显示，提供主管人员该检测点存在故障隐患。④统计功能：分监控中心可以按一定历史周期统计各检测点的检测数据。⑤管理功能：增加、修改和删除检测点信息，按照公司点检岗位工号，对测量设备的领用、定期标定和校验进行管理。(2)系统工作流程：①由于便携式设备和设备ID一般采用电池供电，所以平常处于节电模式，当点检人员对某测试点进行检测时，便携设备与设备ID通信获取该点对应类型的设备位置码和点检流水号，便携设备将设备位置码和点检流水号同测量数据一起送到中继点或中心节点，供厂/车间级监控中心处理。②监控中心收到测量点的数据后存库，同时在监控中心实时显示。当检测到的数据超出该检测点上限时，实时数据中该检测点以不同的颜色显示，提供工作人员注意。监控中心对检测点档案和检测历史数据形成各种报表。③点检系统与武钢整体产销设备资产管理系统(以下简称公司EAM)通过厂内局域网相连，检测中心的检测数据可以手动(或自动)上传至公司EAM系统中，公司EAM系统对该数据进行分析处理。(3)系统关键技术开发：该项目为国内首创，技术水平高、使用方便、成本低。①无线通信基站：包括基站通信控制器和高可靠性电源，处理网络通信，将各分立的无线移动检测设备连接成一个通信网络，完成网络诊断和中继转发的任务，设备较复杂。无任何后续费用支出，数据传输迅速。②无线通信巾心主站：包括中心通信控制器和高可靠性电源，接收和处理各基站设备收发的数据，同时与中心计算机相连，接收现场数据，送计算机处理，同时将计算机下达的数据转发到无线节点网络。③便携式无线测温点检仪：除包括传统红外测温外还具有其他新技术的整合，可读其现场设备点检码，识别设备打包完成远程红外测温、唤醒等新技术的整合，识别设备打包上传等任务。④便携式无线振动点检仪：除完成振动测量外，还具有其他新技术的整合，如可读其现场设备点检码，识别设备、并将振动检测的数据上传等任务。⑤电子标识牌：低功耗保存待检设备的位置码和点检号，一个标识牌最多可以保存12个点检号。平时处于睡眠状态，可以保证供电在多年以上。相当于十个电子纽扣的功能。⑥监控及接口软件：接收从无线网络和接收现场检测数据，具有集中管理传输到武钢大型管理机和ERP系统，业务人员与点检仪自动接口，手机短消息发送设置现场通信基站侦测。2.4.2在线监测智能诊断系统：2.4.2.1系统功能：研究开发了自主知识产权的[LeadMeasure-GX2设备运行状态监测平台]系统，系统以企业网络环境中应用为背景，支持多客户端访问数据采集服务器，将分布到各厂的系统进行集中化集成，以文件和数据库两种方式交换数据。同时采集服务器针对硬件类型进行定制，支持市场主流的A/D采集卡和数采模块。企业级WindowsDNA(分布式网络应用)模型开发。数据采集、信号分析、数据传输COM组件方式实现。开放的数据接口，风格化的人机界面。智能特征频率跟踪与故障智能诊断系统。2.4.2.2系统结构：数据层：驱动A/D设备完成工业信号(振动、噪声、温度、流量、压力、转速等)的数字化转换，对信号进行自动规则化保存和分类以供分析，对超标工业信号进行振动指标和物理指标报警处理，对采集的动态信号不进行数据库存储，规格化后文件方式存储。业务层：不包含信号处理服务，减轻服务端的性能压力，仅仅完成数据格式转换和传输。无公网地址系统处于私网内，采用VNN(Virtual Native Network)技术，FTP数据同步，完成internet数据提供者的任务。数据同步软件Synchronizer将存储的状态信息发布到Intranet上。表现层：信号分析故障诊断平台，将业务逻辑完成放到该地，软件低耦合，接门规范化，易于网上升级与扩展。时域分析工具：时域图、自相关、互相关、概率密度、时域包络。频域分析工具：幅值谱、相位谱、互功率谱、瀑布图、包络谱、倒谱等。专家系统：推理规则、智能诊断、诊断报告。专业工具包：《LeadADSP高级信号处理》完成非稳态分析，《LeadMeasure.Web》发布基于WEB的状态信息。2.4.2.3系统关键技术开发：(1)微冲击故障特征增强与提取技术研究：建立原始微冲击振动信号的数学模型，解析该信号经解调后的输出响应传递函数。在该基础上模拟微冲击输入和解调响应之间的关系；深入研究冲击信号故障机理，模拟冲击故障及其对应频谱，建立二者之间的联系；利用解涮后的包络频谱，解析故障信号的成分和大小，最终为冲击烈度的量化判断提供理论依据，从而提高低速重载滚动轴承冲击故障的诊断准确率。(2)故障特征的分离与提取技术研究：①机电设备故障信息的变换域独立化提取：研究工程测试信号的混合模型，探索信号变换域(包括频域、时频域和倒频域等)的可分离特性，构建机电设备故障信息的变换域独立化特征提取技术。②基于小波包络解调的齿轮/轴承冲击故障特征提取技术研究：由于复杂机电设备特征频率结构的多样性，单一的信号处理技术无法准确定位故障源。将小波变换的多分辨率分析与包络解调技术相结合，实现故障信号与背景噪声的分离，从而识别故障源。(3)多项信息融合的集成智能故障诊断技术研究：①时频特征综合诊断研究。结合几类重大装备典型故障，通过深入研究小波等时频分析技术，提取低速重载零部件早期故障的低频微冲击信号特征。②“矩形判别筛选法”和“三特征判断法”(发明专利申请号)的研究。“矩形判别筛选法”是：在故障分析过程中，采用矩阵规则进行判别来由果寻因，将能产生果的全部因均列入判别筛选之列，如果所测得征兆信息真实准确，矩阵规则正确无误，一般可以得出满意结果。即使在征兆知道较少情况下也能排出一些因，从而缩小可能的因的范同。“三特征判断法”就是：在常规傅立叶谱图上分析平稳功率故障振动信号特征，在解调傅立叶谱图上分析冲击功率故障振动信号特征，在小波分解网上分析非平稳信号特征。综合分析三种谱图特征，按“矩形判别筛选法”的流程，可以准确判断设备故障。③重大装备智能诊断系统研究。在6年历史数据、故障谱图和发现25次故障隐患的基础上，开发了适于各层次尤其适于维护班组人员使用的三类重大装备智能诊断系统。(4)重大装备远程监测诊断系统专用技术和装置的研发：结合三类重大装备特有结构研究开发了专用技术和装置。①专用传感器底座：从力传递的角度研究低速重载装备上的振动敏感点，确定传感器安装位置和传感器座的结构。②轧棍无线记录器：成兵补充。③基于Internet的嵌入式数据采集器，实现现场监测数据的远程存取。(5)远程监测诊断系统的构建：在以工作的基础上，对频谱分析、小波分析、智能诊断和网络技术等进行整合，建立了国内第一个可以由维护班组人员使用的“钢铁企业重大装备远程监测诊断系统”(发明专利申请号)。①研究基于隧道技术和加密技术的虚拟网络(VPN)的搭建方法，为企业提供集安全性、可靠性和可管理性于一体的远程诊断网络平台。②研究利用数据压缩和数据点播技术缓解远程监测数据实时性和网络带宽之间的贸断(钱羽补允)。③研究基于中间件技术的异构数据解决方案，实现历史监测数据的再利用(钱羽补充)。④叶辉补充。④成兵补充。2.4.3.1系统功能：根据调研，结合企业实际需求，系统主要功能如下：1)添加、编辑设备基本信息：设备位置码、设备名称、购买年份、设备原值；2)添加、编辑设置寿命周期费用分析参数：残值率、利率、物价指数、预测年限；3)用最小二乘法预测各年度