钢铁企业远程智能监控技术方案设计V10

1、钢铁企业关键机组远程智能监控技术方案安徽容知日新信息技术有限公司2018年8月目录1、钢铁企业关键机组远程智能监控概述31. 1钢铁企业机组运维模式31. 2钢铁企业设备管理痛点与状态监测41. 3钢铁企业设备远程智能监控的现实目标62、远程智能监控系统方案72. 1方案系统架构72. 2测点配置82.3系统特点113、智能服务与培训143.1智能服务143.2培训服务151、钢铁企业关键机组远程智能监控概述1.1钢铁企业机组运维模式钢铁行业属于资产密集型企业，炼铁、炼钢、热轧和冷轧阶段涉及到众多大 型机组，如：热轧机、精轧机、粗轧机、轧机减速风机、干燥风机、平整排雾风 机、助燃风机、废气风机

2、、循环风机、连退热凸度风机、酸再生废气风机、上压 风机、除尘风机、循环冷却风机、冷却风机、定宽机、卷取机、开卷机、汽轮机 组焦化提升机、拉矫机等，该类机组结构庞大复杂，连续运行时间长、转速高， 控制系统精密，自动化程度高，制造周期长，检维修困难，一旦发生故障，轻者 引起装置停产，重者会造成机毁人亡的重大恶性事故。钢铁企业设备安全等级高于其他类型企业，随着工业物联网、工业4.0和“两 化深融”等模式的提出和发展，钢铁企业越发体现出对于通过智慧装备运营实现 企业管理模式升级的必要性。钢铁企业对于智慧装备运营的需求的必要性主要体 现在：1、现场设备的维护模式；2、重要设备的监测模式；3、设备信息化处

3、理 模式等三个方面。现场设备维护模式目前企业内现行的设备管理策略主要为事后维修与预防维修，企业对装备进 行运维决策时，目前主要依赖流程和经验，缺乏有效的数据作为支撑。比如对于 轴承、齿轮、联轴器、润滑油等部件的最佳检维护时机的把握，都是根据过往经 验加以总结得岀，由于依赖的是静态的数据，往往装备出现缺陷后不能及时发现, 更无法避免装备故障的发牛，特别是突发性故障的发牛，轻者影响牛产运行，造 成维修成本浪费；重者甚至会导致重大事故的发生，因此事后维修与预防维修两 种模式均无法满足现代设备的运行维护需求。重要设备监测模式目前生产线重要设备采用离线点检监测方式，此类模式仍然是-种以设备点 检人员为核

4、心的设备监测模式，对于设备状态分析判断的核心“设备运行数 据”的实时性、准确性、可对比性和持续性缺乏有效管控，导致难以及时、准确、 全面地把握设备运行状态，且现场很多设备不易到达、点检的安全性较差。因此, 为了保证生产线的安全、稳定及长周期运行，更加科学地进行设备运行、检修及 维护，必须对其采用在线监测的方式实现设备状态实时受控，达到设备远程智能 监控的目的。设备信息化管理模式企业内部现行的信息化管理模式是一种“传统的信息化”处理手段，实质是 对“经过人为加工的历史档案数据”、“过往记录数据”等的进行的计算机系统再 整理，仍然是一种对于静态数据的依赖，关注的重点在于工作流程。“两化融合”或“工

5、业4.0”提出的是一种动态数据信息化模式，例如：设 备状态数据的监测获取是通过传感设备自动采集、自动传输、自动存储的“三自” 模式加以实现，数据可以真实地、动天地反应装备状态。实现的是一种“数据流” 触发“工作流”的新型管理模式。智慧装备运营是通过安装在装备上的传感网络设备，针对设备不同的结构 类型和工作状态，通过有线或无线等方式不间断的获取装备在运行状态下的振 动、温度信号，按照系统既定的采集和报警策略，自动采集设备实时数据，异常 数据自动触发异常报警机制，实现装备运行健康状态的实时控制。对于异常报警 装备的处理，专业的数据分析人员或远程诊断专家利用专门的数据分析平台，对 振动、温度信号进行

6、详细分析，结合设备结构特点、参数、历史运行维护信息， 准确判断设备故障部位、原因，确定故障根源，达到装备预测维修并滚动预测故 障部件寿命，避免企业安全事故的发生。1.2钢铁企业设备管理痛点与状态监测设备的管理痛点钢铁企业内设备尤其是关键设备，一旦意外停机，将对产生的生产造成严 重影响，甚至是整条产线停产。企业点巡检人员通过离线仪器进行数据采集，数据的准确性、时效性以及 设备管理执行的深度成为制约企业管理提升的要素。控制系统和管理信息系统对于设备机械故障的监控的不足，以及在线监控 系统服务商技术支持的欠缺，导致既有系统价值难以发挥，同样成为困扰企业设 备管理的痛点。设备的监测模式为了保证钢铁企业

7、机设备的安全、稳定及长周期运行，更加科学地进行设 备检修及维护，以达到提高设备可利用率、降低检修成本、提高运营效率的目标, 对关键设备加装实时远程智能监控系统，实现连续24小时高密度在线监测设备 运行状态、智能报警筛选界常设备、远程专家即时分析诊断，实现关键机组的远 程在线看护的智能服务，最终实现机组的状态检修，具有现实必要性：1) 基于设备运行大数据，容知诊断专家提前预知设备故障，监控故障 劣化趋势，滚动预测设备运行寿命，将临吋、非计划检修转变成计划性维修，为 现场争取检修时间，减少非计划停机时间；在故障发生后，诊断专家可基于完备 的数据进行专业分析，精准定位故障、分析故障根因，为客户检修决

8、策提供参考;2) 减少现场人员的工作量，减轻专业人员工作压力，设备实时看护压 力由设备管理人员向容知公司后台诊断专家转移，专业人员将有更丰富的时间对 企业内设备状态进行深入研究；3) 检修后设备状态评估：设备检修之后，通过实时在线监测系统，容 知诊断专家可对现场或第三方协作单位的检修质量进行独立评估，确保设备检修 质量可靠。4) 为特护机组加装在线监测与远程诊断系统，相当于为设备资产购买了可靠的“保险”，性价比高。1.3钢铁企业设备远程智能监控的现实目标远程智能监控系统的实施，不仅可以实时了解每台受控机组的健康状态， 实现设备全生命周期中的各个环节的安全监控，还实现了现代化企业由流程驱动 型管

9、理向数据化、信息化驱动管理的模式变革，是企业进行设备管理模式升级的要求。容知远程智能监控系统可实现如下故障类型的监测:序号故障类型故障部位故障描述1工频故障基础故障电机、齿轮箱基础地脚松动、结构松动、结构共振不平衡电机转子、齿轮箱高速轴齿轮不平衡不对中轴系轴心线不重合共振故障电机、齿轮箱运行频率与部件共振频率一致引起的共振2电气故障定子绕组定子叠片短损或铁芯松动、定子偏心、定子绕组松动等转子绕组转子笼条松动、断裂、转子偏心、转子热态变形等3机械部件损伤电机电机轴承内、外圈剥落；滚动体剥落；保持架刮擦、断裂；轴承动静磨碰；内外圈旋转松动、配合松动轴电流等齿轮箱齿轮箱轴承内、外圈剥落；滚动体剥落；

10、保持架刮擦、断 裂；轴承动静磨碰；内外圈跑圈；旋转松动、配合松动缺 陷等齿轮箱啮合不良、断齿、偏磨、窜动等故障轴系轴系支撑轴承轴承内、外圈剥落；滚动体剥落；保持架刮 擦、断裂；轴承动静磨碰；内外圈跑圈；旋转松动、配合 松动缺陷等轴弯曲联轴器磨损、转轴窜动2、远程智能监控系统方案2.1方案系统架构容知远程智能监控诊断系统架构图如下所示:方案简述：容知远程智能监控系统通过在拟监测机组振动明显部位安装无线监测器或 有线传感器进行设备运行数据的实时采集，同时通过在线监测系统整合已有监测 系统数据，并根据机组的运行特性配置针对性的数据采集策略，抓取对分析定位 机组故障有效的振动、温度数据，并借助智能报警

11、策略，及时发现机组的运行异 常状态，并实现异常状态的自动推送短信和移动app报警推送。容知远程诊断工程师对数据进行精密分析，出具设备诊断结论以及检维修 建议，并提交诊断报告，从而为现场提供针对性的检修指导建议。容知企业智能监测系统共由三级组成，采用分布式架构设计，保证系统良 好的扩展性：第一级为数据采集层：其中，无线监测器进行原始数据采集，并传输至 无线通讯站中，有线传感器进行设备振动数据的采集，通过信号线缆完成数据往在线监测站的传输，在线监测站会在本地在完成数据处理后。 同时在线监测站整合机组已有监测信号并对信号进行处理，在线监测站 和无线通讯站通过有线以太网、光纤、3g/4g方式传输至现场

12、mos3000 状态监测服务器。第二级为现场监控系统m0s3000：与监测系统配套一台服务器，用于存 放从在线监测站发回的设备状态数据，现场设备维护与管理人员可通过 电脑终端访问在线监测系统，了解监控机组的实时运行状态。第三级为远程诊断系统ras3000:通过该系统，容知远程诊断专家可对所 有纳入监控的设备进行远程数据分析与故障诊断。2.2测点配置结合企业设备结构特点，对于关键机组建议采用如下测点配置:设备名称测点名称及方向传感器类型及数量电机定子h风机（泵）轧机（减速机与车昆箱分体式）轧机（减速机与辘箱电机负荷端h、a风机（泵）负荷端h、v风机（泵）自由端ii、a电机自由端h、a电机负荷端h

13、、a减速机1轴输入h、a减速机1轴输岀h、v减速机2轴输入ii、v减速机2轴输出h、a轧辘箱1轴输入h、a轧馄箱1轴输出h、a轧馄箱2轴输入h、v轧辐箱2轴输出h、vrh505 （7 个）rii103t （20 个）其他电机自由端h、arh103t （11 个）电机泄子h一体式）电机负荷端ii、a减速机一轴输入ii减速机一轴输出a减速机二轴输入a减速机二轴输出v减速机三轴输入a减速机三输入h轧机（减速机与襯箱一体式：一级减速）电机自由端h电机负荷端h、a减速机一轴输入h、v减速机1轴输出a减速机4轴输入a、ii轧机（减速机与银箱一体立式）电机自由端h电机负荷端h、a减速机伞齿输入端a减速机伞齿

14、输入轴伞齿侧h减速机1轴输出端a减速机3轴输入端a、h定宽机电机自由端h电机定子h电机负荷端h、a1#减速机输入h、v1#减速机1轴h、v1#减速机3轴h、v2#减速机输出h、v2#减速机1轴h、v2#减速机3轴h、v轮盘卷取机电机定子hrh103t （8 个）rh103t （8 个）rh103t （16 个）rh103t （35 个）电机负荷端ii、减速机1轴输入ii减速机2轴输出v减速机2轴输出a减速机3轴输入a减速机3轴输出111#电机自由端h1#电机定子h1#电机负荷端h2#电机自由端h2#电机定子h2#电机负荷端h减速机1轴输入a减速机1轴输出h减速机3轴输入a减速机3轴输出a减速机

15、4轴输出a减速机5轴输入a减速机6轴输入a减速机6轴输出h内部1#电机侧1#轴承ii内部1#电机侧2#轴承h内部1#电机侧2#轴承a内部2#电机侧1#轴承h内部2#电机侧2#轴承ii内部2#电机侧3#轴承h内部2#电机侧3#轴承a轮盘卷取机w24a轮盘卷取机w25ik a轮盘卷取机w26a轮盘卷取机w27h、a2. 3系统特点便捷的安装施工与维护容知智能无线监测系统采用工业频段设计，抗干扰能力强，数据无线传输距 离远，系统实施仅需电源线敷设，监测器与数据采集单元间信息传输及与服务器 间数据传输全部“零”线缆敷设。智能无线监测器采用磁座+强力粘接的无损安装方式，同时配合2年使用寿 命的大容量电池

16、，降低了现场实施与维护成本，简化了现场检维修工作。现场实 际安装效果见下图。智能无线监测器现场安装振动、温度同步采集容知无线监测器可以实现对振动、温度的同步采集，通过对振动、温度数据 的双重监测，在传统机械故障实现监控的基础上，有效实现了机组突发性故障的 预警，提高机组运行可靠性。智能数据采集、智能报警利用智能无线监测器，实现机组振动、温度信号的自动采集、处理与传输, 异常设备的数据采集策略自动调节，轻松实现设备无人值守监测。系统通过多种 信号、多种报警机制相结合的智能报警体系，确保异常设备报警信息的准确性与 及时性，实现所有监控设备的安全看护。 现场状态监测系统m0s3000m0s3000状

17、态监测系统，可满足现场设备管理与运行维护人员的设备监测与 故障分析需求，通过该模块提供的分析工具，可判断机组的工作状态，定位故障 部位、故障原因以及故障劣化的模式。为现场设备故障诊断工程师提供了各类分 析方法包括：设备运行趋势、时域波形、频谱、多时域、多频谱、多趋势、长波 形、瀑布图、转速波形、倒频谱、包络解调谱等。以下是部分分析工具图示。29cf .72w?h0 »mloierfl» 匸邮3vuo3t«飾)qg)2 n：mla?3g wrlq】 0en/t24j1t “” w i ” 期waalfl *thwjk qmfi .交*105 mx馬 whit

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20、频谱分析时域波形即时域液形il肚口 x0l；利戌於径凤机(3?"只机)曲乾箱？；谨他5旳6k加査勰形(2 20k)灵越氏<>.47nw”r 无?佰:1.9和"7运行转連：1106rpm 杀佯討间:20】&0&23 09:16:10 菊你汛44】",2为04冋尸2时域分析包络解调谱壯包络解训刑点路径：10"pujl <s?im机冶轮箱高建粒5h16kfc懑眩皮砍220k)采悻时间：20154&23 09:16:100.952-tifefgig 游标:2766.016hz,0.049rn/sa2raf-1271.094hz包络 ig游标：262.109h 乙0.039ovl2rms:0.003ovs2hz包络解调>远程诊断系统ras3000远程诊断系统ras3000是针对设备进行集中远程智能监控的平台。通过该系 统平台，可以通过智能报警策略，及时发现设备异常，并通过远程专家会诊功能, 实现机组状态的精准分析，找出问题的根源以及存在的潜在故障，避免由于潜在 故障以及批量问题停机造成的巨大经济损失，同时通过对潜在故障根源的分析以及损伤部件的寿命预测，实现机械部件最大限度利用。专家通过出具体检报告和 诊断报告，进而指导现场检维修动作。ras3000