1、鋼鐵企業關鍵機組遠程智能監控技術方案安徽容知日新信息技術有限公司2018年8月目錄1、鋼鐵企業關鍵機組遠程智能監控概述31. 1鋼鐵企業機組運維模式31. 2鋼鐵企業設備管理痛點與狀態監測41. 3鋼鐵企業設備遠程智能監控的現實目標62、遠程智能監控系統方案72. 1方案系統架構72. 2測點配置82.3系統特點113、智能服務與培訓143.1智能服務143.2培訓服務151、鋼鐵企業關鍵機組遠程智能監控概述1.1鋼鐵企業機組運維模式鋼鐵行業屬于資產密集型企業，煉鐵、煉鋼、熱軋和冷軋階段涉及到眾多大 型機組，如：熱軋機、精軋機、粗軋機、軋機減速風機、干燥風機、平整排霧風 機、助燃風機、廢氣風機

2、、循環風機、連退熱凸度風機、酸再生廢氣風機、上壓 風機、除塵風機、循環冷卻風機、冷卻風機、定寬機、卷取機、開卷機、汽輪機 組焦化提升機、拉矯機等，該類機組結構龐大復雜，連續運行時間長、轉速高， 控制系統精密，自動化程度高，制造周期長，檢維修困難，一旦發生故障，輕者 引起裝置停產，重者會造成機毀人亡的重大惡性事故。鋼鐵企業設備安全等級高于其他類型企業，隨著工業物聯網、工業4.0和“兩 化深融”等模式的提出和發展，鋼鐵企業越發體現出對于通過智慧裝備運營實現 企業管理模式升級的必要性。鋼鐵企業對于智慧裝備運營的需求的必要性主要體 現在：1、現場設備的維護模式；2、重要設備的監測模式；3、設備信息化處

3、理 模式等三個方面。現場設備維護模式目前企業內現行的設備管理策略主要為事后維修與預防維修，企業對裝備進 行運維決策時，目前主要依賴流程和經驗，缺乏有效的數據作為支撐。比如對于 軸承、齒輪、聯軸器、潤滑油等部件的最佳檢維護時機的把握，都是根據過往經 驗加以總結得岀，由于依賴的是靜態的數據，往往裝備出現缺陷后不能及時發現, 更無法避免裝備故障的發牛，特別是突發性故障的發牛，輕者影響牛產運行，造 成維修成本浪費；重者甚至會導致重大事故的發生，因此事后維修與預防維修兩 種模式均無法滿足現代設備的運行維護需求。重要設備監測模式目前生產線重要設備采用離線點檢監測方式，此類模式仍然是-種以設備點 檢人員為核

4、心的設備監測模式，對于設備狀態分析判斷的核心“設備運行數 據”的實時性、準確性、可對比性和持續性缺乏有效管控，導致難以及時、準確、 全面地把握設備運行狀態，且現場很多設備不易到達、點檢的安全性較差。因此, 為了保證生產線的安全、穩定及長周期運行，更加科學地進行設備運行、檢修及 維護，必須對其采用在線監測的方式實現設備狀態實時受控，達到設備遠程智能 監控的目的。設備信息化管理模式企業內部現行的信息化管理模式是一種“傳統的信息化”處理手段，實質是 對“經過人為加工的歷史檔案數據”、“過往記錄數據”等的進行的計算機系統再 整理，仍然是一種對于靜態數據的依賴，關注的重點在于工作流程。“兩化融合”或“工

5、業4.0”提出的是一種動態數據信息化模式，例如：設 備狀態數據的監測獲取是通過傳感設備自動采集、自動傳輸、自動存儲的“三自” 模式加以實現，數據可以真實地、動天地反應裝備狀態。實現的是一種“數據流” 觸發“工作流”的新型管理模式。智慧裝備運營是通過安裝在裝備上的傳感網絡設備，針對設備不同的結構 類型和工作狀態，通過有線或無線等方式不間斷的獲取裝備在運行狀態下的振 動、溫度信號，按照系統既定的采集和報警策略，自動采集設備實時數據，異常 數據自動觸發異常報警機制，實現裝備運行健康狀態的實時控制。對于異常報警 裝備的處理，專業的數據分析人員或遠程診斷專家利用專門的數據分析平臺，對 振動、溫度信號進行

6、詳細分析，結合設備結構特點、參數、歷史運行維護信息， 準確判斷設備故障部位、原因，確定故障根源，達到裝備預測維修并滾動預測故 障部件壽命，避免企業安全事故的發生。1.2鋼鐵企業設備管理痛點與狀態監測設備的管理痛點鋼鐵企業內設備尤其是關鍵設備，一旦意外停機，將對產生的生產造成嚴 重影響，甚至是整條產線停產。企業點巡檢人員通過離線儀器進行數據采集，數據的準確性、時效性以及 設備管理執行的深度成為制約企業管理提升的要素。控制系統和管理信息系統對于設備機械故障的監控的不足，以及在線監控 系統服務商技術支持的欠缺，導致既有系統價值難以發揮，同樣成為困擾企業設 備管理的痛點。設備的監測模式為了保證鋼鐵企業

7、機設備的安全、穩定及長周期運行，更加科學地進行設 備檢修及維護，以達到提高設備可利用率、降低檢修成本、提高運營效率的目標, 對關鍵設備加裝實時遠程智能監控系統，實現連續24小時高密度在線監測設備 運行狀態、智能報警篩選界常設備、遠程專家即時分析診斷，實現關鍵機組的遠 程在線看護的智能服務，最終實現機組的狀態檢修，具有現實必要性：1) 基于設備運行大數據，容知診斷專家提前預知設備故障，監控故障 劣化趨勢，滾動預測設備運行壽命，將臨吋、非計劃檢修轉變成計劃性維修，為 現場爭取檢修時間，減少非計劃停機時間；在故障發生后，診斷專家可基于完備 的數據進行專業分析，精準定位故障、分析故障根因，為客戶檢修決

8、策提供參考;2) 減少現場人員的工作量，減輕專業人員工作壓力，設備實時看護壓 力由設備管理人員向容知公司后臺診斷專家轉移，專業人員將有更豐富的時間對 企業內設備狀態進行深入研究；3) 檢修后設備狀態評估：設備檢修之后，通過實時在線監測系統，容 知診斷專家可對現場或第三方協作單位的檢修質量進行獨立評估，確保設備檢修 質量可靠。4) 為特護機組加裝在線監測與遠程診斷系統，相當于為設備資產購買了可靠的“保險”，性價比高。1.3鋼鐵企業設備遠程智能監控的現實目標遠程智能監控系統的實施，不僅可以實時了解每臺受控機組的健康狀態， 實現設備全生命周期中的各個環節的安全監控，還實現了現代化企業由流程驅動 型管

9、理向數據化、信息化驅動管理的模式變革，是企業進行設備管理模式升級的要求。容知遠程智能監控系統可實現如下故障類型的監測:序號故障類型故障部位故障描述1工頻故障基礎故障電機、齒輪箱基礎地腳松動、結構松動、結構共振不平衡電機轉子、齒輪箱高速軸齒輪不平衡不對中軸系軸心線不重合共振故障電機、齒輪箱運行頻率與部件共振頻率一致引起的共振2電氣故障定子繞組定子疊片短損或鐵芯松動、定子偏心、定子繞組松動等轉子繞組轉子籠條松動、斷裂、轉子偏心、轉子熱態變形等3機械部件損傷電機電機軸承內、外圈剝落；滾動體剝落；保持架刮擦、斷裂；軸承動靜磨碰；內外圈旋轉松動、配合松動軸電流等齒輪箱齒輪箱軸承內、外圈剝落；滾動體剝落；

10、保持架刮擦、斷 裂；軸承動靜磨碰；內外圈跑圈；旋轉松動、配合松動缺 陷等齒輪箱嚙合不良、斷齒、偏磨、竄動等故障軸系軸系支撐軸承軸承內、外圈剝落；滾動體剝落；保持架刮 擦、斷裂；軸承動靜磨碰；內外圈跑圈；旋轉松動、配合 松動缺陷等軸彎曲聯軸器磨損、轉軸竄動2、遠程智能監控系統方案2.1方案系統架構容知遠程智能監控診斷系統架構圖如下所示:方案簡述：容知遠程智能監控系統通過在擬監測機組振動明顯部位安裝無線監測器或 有線傳感器進行設備運行數據的實時采集，同時通過在線監測系統整合已有監測 系統數據，并根據機組的運行特性配置針對性的數據采集策略，抓取對分析定位 機組故障有效的振動、溫度數據，并借助智能報警

11、策略，及時發現機組的運行異 常狀態，并實現異常狀態的自動推送短信和移動app報警推送。容知遠程診斷工程師對數據進行精密分析，出具設備診斷結論以及檢維修 建議，并提交診斷報告，從而為現場提供針對性的檢修指導建議。容知企業智能監測系統共由三級組成，采用分布式架構設計，保證系統良 好的擴展性：第一級為數據采集層：其中，無線監測器進行原始數據采集，并傳輸至 無線通訊站中，有線傳感器進行設備振動數據的采集，通過信號線纜完成數據往在線監測站的傳輸，在線監測站會在本地在完成數據處理后。 同時在線監測站整合機組已有監測信號并對信號進行處理，在線監測站 和無線通訊站通過有線以太網、光纖、3g/4g方式傳輸至現場

12、mos3000 狀態監測服務器。第二級為現場監控系統m0s3000：與監測系統配套一臺服務器，用于存 放從在線監測站發回的設備狀態數據，現場設備維護與管理人員可通過 電腦終端訪問在線監測系統，了解監控機組的實時運行狀態。第三級為遠程診斷系統ras3000:通過該系統，容知遠程診斷專家可對所 有納入監控的設備進行遠程數據分析與故障診斷。2.2測點配置結合企業設備結構特點，對于關鍵機組建議采用如下測點配置:設備名稱測點名稱及方向傳感器類型及數量電機定子h風機（泵）軋機（減速機與車昆箱分體式）軋機（減速機與轆箱電機負荷端h、a風機（泵）負荷端h、v風機（泵）自由端ii、a電機自由端h、a電機負荷端h

13、、a減速機1軸輸入h、a減速機1軸輸岀h、v減速機2軸輸入ii、v減速機2軸輸出h、a軋轆箱1軸輸入h、a軋餛箱1軸輸出h、a軋餛箱2軸輸入h、v軋輻箱2軸輸出h、vrh505 （7 個）rii103t （20 個）其他電機自由端h、arh103t （11 個）電機泄子h一體式）電機負荷端ii、a減速機一軸輸入ii減速機一軸輸出a減速機二軸輸入a減速機二軸輸出v減速機三軸輸入a減速機三輸入h軋機（減速機與襯箱一體式：一級減速）電機自由端h電機負荷端h、a減速機一軸輸入h、v減速機1軸輸出a減速機4軸輸入a、ii軋機（減速機與銀箱一體立式）電機自由端h電機負荷端h、a減速機傘齒輸入端a減速機傘齒

14、輸入軸傘齒側h減速機1軸輸出端a減速機3軸輸入端a、h定寬機電機自由端h電機定子h電機負荷端h、a1#減速機輸入h、v1#減速機1軸h、v1#減速機3軸h、v2#減速機輸出h、v2#減速機1軸h、v2#減速機3軸h、v輪盤卷取機電機定子hrh103t （8 個）rh103t （8 個）rh103t （16 個）rh103t （35 個）電機負荷端ii、減速機1軸輸入ii減速機2軸輸出v減速機2軸輸出a減速機3軸輸入a減速機3軸輸出111#電機自由端h1#電機定子h1#電機負荷端h2#電機自由端h2#電機定子h2#電機負荷端h減速機1軸輸入a減速機1軸輸出h減速機3軸輸入a減速機3軸輸出a減速機

15、4軸輸出a減速機5軸輸入a減速機6軸輸入a減速機6軸輸出h內部1#電機側1#軸承ii內部1#電機側2#軸承h內部1#電機側2#軸承a內部2#電機側1#軸承h內部2#電機側2#軸承ii內部2#電機側3#軸承h內部2#電機側3#軸承a輪盤卷取機w24a輪盤卷取機w25ik a輪盤卷取機w26a輪盤卷取機w27h、a2. 3系統特點便捷的安裝施工與維護容知智能無線監測系統采用工業頻段設計，抗干擾能力強，數據無線傳輸距 離遠，系統實施僅需電源線敷設，監測器與數據采集單元間信息傳輸及與服務器 間數據傳輸全部“零”線纜敷設。智能無線監測器采用磁座+強力粘接的無損安裝方式，同時配合2年使用壽 命的大容量電池

16、，降低了現場實施與維護成本，簡化了現場檢維修工作。現場實 際安裝效果見下圖。智能無線監測器現場安裝振動、溫度同步采集容知無線監測器可以實現對振動、溫度的同步采集，通過對振動、溫度數據 的雙重監測，在傳統機械故障實現監控的基礎上，有效實現了機組突發性故障的 預警，提高機組運行可靠性。智能數據采集、智能報警利用智能無線監測器，實現機組振動、溫度信號的自動采集、處理與傳輸, 異常設備的數據采集策略自動調節，輕松實現設備無人值守監測。系統通過多種 信號、多種報警機制相結合的智能報警體系，確保異常設備報警信息的準確性與 及時性，實現所有監控設備的安全看護。 現場狀態監測系統m0s3000m0s3000狀

17、態監測系統，可滿足現場設備管理與運行維護人員的設備監測與 故障分析需求，通過該模塊提供的分析工具，可判斷機組的工作狀態，定位故障 部位、故障原因以及故障劣化的模式。為現場設備故障診斷工程師提供了各類分 析方法包括：設備運行趨勢、時域波形、頻譜、多時域、多頻譜、多趨勢、長波 形、瀑布圖、轉速波形、倒頻譜、包絡解調譜等。以下是部分分析工具圖示。29cf .72w?h0 »mloierfl» 匸郵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、頻譜分析時域波形即時域液形il肚口 x0l；利戌於徑鳳機(3?"只機)曲乾箱？；謹他5旳6k加査勰形(2 20k)靈越氏<>.47nw”r 無?佰:1.9和"7運行轉連：1106rpm 殺佯討間:20】&0&23 09:16:10 菊你汛44】",2為04冋尸2時域分析包絡解調譜壯包絡解訓刑點路徑：10"pujl <s?im機冶輪箱高建粒5h16kfc懣眩皮砍220k)采悻時間：20154&23 09:16:100.952-tifefgig 游標:2766.016hz,0.049rn/sa2raf-1271.094hz包絡 ig游標：262.109h 乙0.039ovl2rms:0.003ovs2hz包絡解調>遠程診斷系統ras3000遠程診斷系統ras3000是針對設備進行集中遠程智能監控的平臺。通過該系 統平臺，可以通過智能報警策略，及時發現設備異常，并通過遠程專家會診功能, 實現機組狀態的精準分析，找出問題的根源以及存在的潛在故障，避免由于潛在 故障以及批量問題停機造成的巨大經濟損失，同時通過對潛在故障根源的分析以及損傷部件的壽命預測，實現機械部件最大限度利用。專家通過出具體檢報告和 診斷報告，進而指導現場檢維修動作。ras3000