为了结束对大型轧钢厂齿轮减速机等要害设备的在线监测和缺点确诊，避免突发性事端的发生，需对这些要害设备进行振动、位移、转速、温度和电流等参数信号的在线监测，结束信号的拾取、扩展、滤波、数据搜集、数据处理与数据传输，在发生作业反常及缺点时及时报警，并确诊出缺点的类别及部位。本章从设备特征、设备监测和缺点确诊原理及监测系统硬件和软件实施三方面介绍了对该在线监测和缺点确诊系统的规划和研讨。

 

5.1设备特征、设备缺点分析

某大型钢厂的齿轮减速机的齿轮为圆柱斜齿轮，每个齿轮箱中均装有两个单级齿轮传动，两根输出轴分别带动轧机出产线上的上、下轧辊。齿轮传动比在0.8～1.2之间。该齿轮减速机在轧板出产线中起着增速、减速和动力传输效果。由于轧机不断地处于咬钢、轧钢、抛钢、空转等状况，故齿轮箱的作业载荷是交变载荷。齿轮箱齿轮的首要缺点是：(1）齿轮轮齿表面的疲倦点蚀、掉落及凿面磨损；(2）齿轮部分轮齿的断齿、齿面崩落和齿根裂纹；(3）在很高的动载荷效果下发生的轮齿变形。齿轮箱翻滚轴承的首要缺点是：(1）内圈、外圈和翻滚体的疲倦点蚀掉落；(2）翻滚轴承各元件的胶着。

5.2设备监测和缺点确诊原理

减速机在作业中总是会发生振动和噪声，当作业部件中存在缺点危险时，往往会使振动、噪声、温度等物理参数发生某种改动，这种改动仅仅靠人的感官（即使在有自觉性的状况下）是很难发现的，一旦发现，往往是在比较严重和危险的阶段。本系统通过长时间装置在要害设备上的测点测量作业中的振动、温度和电流等信号，经必要的扩展和A/D变换后进行数字量搜集，然后借助于核算机和确诊技术进行分析处理，然后提取振动等各种信号中的有用信息，抵达状况监测、趋势分析、缺点确诊和辅佐修补选择方案的目的。

本系统运用核算机进行信号搜集和缺点特征提取，运用知识库中不断增多的专家知识，选用模糊辨认和神经网络等模型对设备的状况进行自动辨认，根据辨认效果提出相应的修补方案或调整作业参数。

5.3监测、确诊系统硬件规划

为结束对要害设备进行监测和确诊，监测系统硬件的配备应包括以下六部分：(l）传感器、扩展器；(2）信号处理仪；(3)A/D数据搜集卡；(4）工业PC核算机；(5）报警电路；(6）电缆、电源。

在规划以上硬件系统时充沛考虑到工厂设备结构凌乱、现场烦扰要素多、作业条件恶劣、工艺状况再三改变，如轧机不断地处于咬钢、轧钢、抛钢、空转等状况。为了保证硬件系统能长时间可靠地在工厂作业，传感器、信号处理仪、数据搜集卡、核算机等重要要害硬件产品应尽量选购国际上一流水平产品或国内厂家出产饱尝运用检测的功用优异的产品，参看国内外在线监测和缺点确诊系统的硬件配备，并自行规划制造相应附件，实施各项功用，并抵达各项技术方针。根据现场调查和专家论证，齿轮减速机的监测和缺点确诊为某整个区域的中心和要害。图5-1是硬件系统构成原理图。

 

5.3.1传感器配备的规划说明

传感器的配备应要害放在齿轮减速机上。由于齿轮箱的缺点振动频率规划较宽，且风机的缺点振动频率也要跨过1kHz，故选用加速度计测量设备振动量。加速度计有电荷式和ICP式两种。如要节省本钱可选用后者。在既要节省本钱又要保证监测和确诊出齿轮减速机的缺点，每台减速机组织三个振动加速度计及一个涡流位移测速计。电机和风机的转速可用涡流位移传感器测量。

5.3.2数据搜集卡配备的规划说明

由于本硬件系统监测的振动、电流（归于快变信号）和温度（归于慢变信号）是两类不同性质的信号，故数据搜集卡差异选用三种类型的A/D卡，这样既可所以高作业功率，且更为经济合理。PCI总线搜集卡，总的采样频率为1.25MHz/s，这种搜集卡在本硬件系统中首要用来搜集数台齿轮箱上的振动加速度和转速信号；ISA总线搜集卡，总的采样频率为5OOkHzs，这种搜集卡在本硬件系统中首要用于搜集齿轮箱的配套设备的振动加速度、电流和转速信号：XT总线搜集卡，总的采样频率为100kHz/s，这种搜集卡在本硬件系统首要用于搜集齿轮箱的配套设备的温度慢变信号。

5.4监测、确诊系统软件规划

软件系统首要结束要害设备振动、位移、转速、温度、电流信号的数据搜集、数据预处理、反常状况报警及信号分析和缺点确诊等作业。

5.4.1软件系统功用模块构成

软件系统功用模块构成如下：参数设置、采样、监测、查询、信号分析、缺点趋势分析、缺点确诊、打印和在线帮忙。

5.4.2该软件包具有的特征

1.全面的功用要求

参数设置用来设置采样数据寄存途径、分析效果寄存途径、采样频率、采样类型和各个采样通道的传感器的类型、灵敏度、标定值及单位等。滤波功用可对记载数据进行低通、高通、带通滤波，相当于滤波器。监测功用可结束对机组的实时监测、报警，并给出各种核算分析数据。分析功用相当于信号分析仪，可进行报表、时域波形、概率密度、幅值谱、相位谱、功率谱、倒谱、包络等快速分析。确诊功用选用先进的缺点确诊技术，可对机组在凌乱工况下出现的各种缺点给出及时、准确的判别，并对缺点给出详细的说明，可靠性高。

2.简练的操作程序

软件在WINDOWS操作系统下作业，界面友善。全部操作及提示全部汉字化，操作简单明了。软件一经主张后，要想结束某一功用，只需通过赏心悦目的菜单用鼠标单击即可结束，图形窗口可随意切换。这样，软件既适合于熟练者的快速操作，也适合于初学者的分步查询操作和学习。

3.快速的采样分析技术

采样进程可随时连续，可连续大容量数据搜集，然后转存入硬盘永久保存。直接存入硬盘时，采样容量只受硬盘容量大小的绑缚。采样通道可任意设置。结束了快速的时、频域信号处理，分析功用完备，能满意大型轧钢机组的在线监测与缺点确诊的要求。

4.高度的自动化监测

THMDS-SP软件包与相应的硬件系统结合，可对机组进行多通道实时监测，可一次快速核算出多通道时域波形的最大值、平均值、有效值及其他各种方针。当监测参数跨过警戒线时，可自动报警、自动分析并准确确诊出机组可能出现的缺点。

5.智能化缺点确诊技术

系统对实时搜集的数据流进行分析，在正常作业状况下，以绿色闪现安全作业。当某一通道跨过门槛值时，给出黄色正告直至赤色报警的信号，闪现缺点的部位、类型等，并对缺点给出详细的说明，可靠性高。

6.科学的文件处理

THMDS-SP软件包规划了一套比较完善和科学的文件处理系统。系统一经作业，即可自动进行文件处理，无需人为干与。软件对全部的文件误操作进行保护处理，在找不到所需文件时，程序会自动主张错误处理功用，而不会连续系统。

5.4.3软件的作业流程

为了习气日益更新的出产实践多种类型参数监测和缺点确诊的要求，树立由多台微机并行作业构成的在线连续实时监测与快速确诊系统。图5-2为多微机在线监测与确诊系统结构示目的。这样做的长处是：

1.信息搜集全息化。为全面准确地了解机组作业状况供应了条件，所搜集信息的种类比较全面。根据信号改动的特征，选用不同的采样频率，对振动量等快变信号和温度等慢变信号分别搜集，提高了功率。一同对任一参量的信息都搜集满意的通道数，保证了全面了解该参量所反映的机组作业状况。

2.伏态监测连续化。多微机在线监测与确诊系统不连续地对每一信息通道进行监则，改动了传统以机组为单位进行循环监测的作业方法，这关于准确预告机组突发事端有着重要的意义。

3.数据处理实时化。选用这种新的数据处理技术，一大大加快了数据处理的速度，提高了状况监测与确诊的实时性水平。

4.缺点确诊专门化。上位机用于结束系统处理、缺点详细分析、操作信息输入及监测与确诊效果输出等作业。进行机组缺点的确诊，大多需求占用核算机较长的时间。在传统系统中，核算机既要进行状况监测，又要进行缺点分析，往往功率不高。选用本系统，上位机能够会合首要“精力”专门进行缺点确诊方面的作业，这样才调抵达较高的确诊水平。