軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)分析

葉晶晶

（萍鄉(xiāng)萍鋼安源鋼鐵有限公司，江西 萍鄉(xiāng) 337000）

軋鋼機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，嚴(yán)重影響設(shè)備的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，所以對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)成為保證設(shè)備生產(chǎn)效率的有效手段。但傳統(tǒng)的軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)主要是依靠人工測(cè)量來完成，這種方式時(shí)效性較差，精度較低，并且還存在一定的危險(xiǎn)性。為此提出軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)分析，提高對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)的準(zhǔn)確性和安全性。

1 軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)分析

對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容包括設(shè)備整體運(yùn)行狀態(tài)、狀態(tài)特征參數(shù)、狀態(tài)運(yùn)行指標(biāo)三方面的監(jiān)測(cè)，其中設(shè)備整體運(yùn)行狀態(tài)分為正常工作狀態(tài)、危險(xiǎn)報(bào)警狀態(tài)、停止運(yùn)行狀態(tài)等；狀態(tài)特征參數(shù)監(jiān)測(cè)主要包括溫度、振動(dòng)、運(yùn)行時(shí)間、噪聲、電壓等；軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)監(jiān)測(cè)包括故障率、磨損率以及摩擦系數(shù)等。

在軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)過程中主要應(yīng)用到無線傳感技術(shù)。傳感器作為軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵裝置，其是獲取軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、狀態(tài)特征參數(shù)、狀態(tài)運(yùn)行指標(biāo)等數(shù)據(jù)的主要手段之一[1]。該技術(shù)是一種電子通信識(shí)別技術(shù)，其對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)原理是利用射頻信號(hào)、無線通訊等技術(shù)手段讀取到軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，快速地對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)追蹤和數(shù)據(jù)采集，整個(gè)監(jiān)測(cè)過程可實(shí)現(xiàn)無人化管理、自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。

利用傳感器采集到軋鋼機(jī)械設(shè)備的外部實(shí)時(shí)信息，將收集到的傳感信號(hào)轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)或者可視化設(shè)備可以識(shí)別的數(shù)據(jù)，然后將其存入到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中[2]。具體監(jiān)測(cè)流程：運(yùn)用無線傳感技術(shù)為每個(gè)軋鋼機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)一個(gè)條形碼標(biāo)簽，改標(biāo)簽類似于軋鋼機(jī)械設(shè)備的“身份證”，每個(gè)身份標(biāo)簽都只標(biāo)識(shí)唯一一臺(tái)軋鋼機(jī)械設(shè)備。軋鋼機(jī)械設(shè)備在進(jìn)行生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)，一旦有產(chǎn)品觸碰到軋鋼機(jī)械設(shè)備，傳感器都會(huì)自動(dòng)掃取軋鋼機(jī)械設(shè)備上的條形碼標(biāo)簽，進(jìn)而將設(shè)備的數(shù)據(jù)信息讀取和記錄，并且該類信息都與軋鋼機(jī)械設(shè)備的一一對(duì)應(yīng)，當(dāng)一個(gè)軋鋼機(jī)械設(shè)備完成一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)周期后，各標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息也將被釋放，傳感器將會(huì)進(jìn)入到下一步信息的讀取工作[3]。無線傳感技術(shù)處理?xiàng)l形碼標(biāo)簽信息步驟如下：①條形碼標(biāo)簽信息初始化：處于待加工的軋鋼機(jī)械設(shè)備從上線單元開始進(jìn)入生產(chǎn)，將軋鋼機(jī)械設(shè)備的相關(guān)信息編輯成條形碼標(biāo)簽，并且有標(biāo)識(shí)碼唯一標(biāo)識(shí)一臺(tái)待生產(chǎn)軋鋼機(jī)械設(shè)備，開始記錄整個(gè)軋鋼機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行信息。②條形碼標(biāo)簽信息采集：軋鋼機(jī)械設(shè)備帶著電子標(biāo)簽經(jīng)過各個(gè)生產(chǎn)單元，當(dāng)?shù)竭_(dá)某個(gè)生產(chǎn)單元時(shí)，生產(chǎn)單元的工位控制器發(fā)出無線信號(hào)，該生產(chǎn)單元的工位及軋鋼機(jī)械設(shè)備組件參數(shù)將被寫入該標(biāo)簽中，完成無線信號(hào)采集功能。③條形碼標(biāo)簽信息讀取：軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行信息的交互集成包括寫入和讀出，軋鋼機(jī)械設(shè)備每個(gè)生產(chǎn)單元完成時(shí)，需要對(duì)設(shè)備運(yùn)行信息進(jìn)行識(shí)別，并且以可視化的方式標(biāo)識(shí)在工控機(jī)上[4]。④條形碼標(biāo)簽信息清除：當(dāng)軋鋼機(jī)械設(shè)備完成一個(gè)生產(chǎn)任務(wù)時(shí)，需要對(duì)該條形碼標(biāo)簽進(jìn)行及時(shí)清除。該條形碼標(biāo)簽不是一次性標(biāo)簽，是可以無線循環(huán)使用的，但當(dāng)再次使用時(shí)，需要根據(jù)軋鋼機(jī)械設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行更改，保證對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)精度。

除此之外，還要根據(jù)軋鋼機(jī)械設(shè)備出廠信息或者實(shí)際生產(chǎn)需求，將軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)設(shè)定在一定的閾值范圍內(nèi)，如果傳感器采集到的信息數(shù)據(jù)超出事先設(shè)備的閾值范圍，傳感器會(huì)自動(dòng)采取報(bào)警狀態(tài)，表示軋鋼機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行狀況，并且異常的數(shù)據(jù)和信息會(huì)被錄入到軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行管理數(shù)據(jù)庫中。最后根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。

2 軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行維護(hù)分析

圖1 軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行維護(hù)流程

運(yùn)用AI技術(shù)對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行維護(hù)。AI技術(shù)主要以軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行信息作為依據(jù)，對(duì)其進(jìn)行人工智能維護(hù)。AI技術(shù)接收傳感技術(shù)對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備的監(jiān)測(cè)信息，通過網(wǎng)絡(luò)將設(shè)備運(yùn)行過程中的數(shù)據(jù)匯集到云端數(shù)據(jù)分析中心對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[5]。

AI機(jī)器將主動(dòng)學(xué)習(xí)軋鋼機(jī)械設(shè)備維護(hù)知識(shí)，然后將其吸收轉(zhuǎn)化。當(dāng)軋鋼機(jī)械設(shè)備各個(gè)部件發(fā)生故障時(shí)，AI機(jī)器將對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有效故障診斷、隱患故障診斷，可以快速、精準(zhǔn)地識(shí)別到軋鋼機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的原因和部位，并將診斷結(jié)果立即在可視化平臺(tái)上顯示出來，然后軋鋼機(jī)械設(shè)備將進(jìn)入維護(hù)狀態(tài)[6]。AI技術(shù)對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行維護(hù)過程，屬于一個(gè)人工智能維護(hù)流程，全程無需人員參與，可以有效降低軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本，提高維護(hù)效率，其具體維護(hù)過程如圖1所示。

在軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行維護(hù)整個(gè)流程中，最核心關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是對(duì)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)一般分為兩種，一種信息包括設(shè)備名稱、編號(hào)、品牌、開機(jī)時(shí)間、當(dāng)前時(shí)間、備用工件、加工產(chǎn)品件數(shù)等，這些基本數(shù)據(jù)對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)影響較小。另一種設(shè)備運(yùn)行信息包括：設(shè)備運(yùn)行溫度、濕度、電壓、振幅、電流、負(fù)載、最大轉(zhuǎn)速、刀具磨損量等，這些數(shù)據(jù)對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)具有重要影響，因此這些重要數(shù)據(jù)對(duì)基于AI的軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行維護(hù)非常重要。通過運(yùn)用程序開發(fā)語言，經(jīng)過傳輸協(xié)議從軋鋼機(jī)械設(shè)備接口采集大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行大數(shù)據(jù)深入分析和挖掘。對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備刀具的維護(hù)，以刀具的磨損量、使用時(shí)間、負(fù)載等數(shù)據(jù)作為指標(biāo)參數(shù)，一旦超出指標(biāo)參數(shù)，自動(dòng)更換軋鋼機(jī)械設(shè)備刀具；對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備主軸運(yùn)行維護(hù)，以主軸電壓、轉(zhuǎn)速、前后軸承溫度等信息作為指標(biāo)參數(shù)，同樣，在運(yùn)行過程中，設(shè)備主軸運(yùn)行數(shù)據(jù)超出參數(shù)范圍，將自動(dòng)對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備主軸進(jìn)行維護(hù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)維護(hù)。

3 結(jié)語

此次對(duì)軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析與檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，使軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)流程更加精準(zhǔn)可靠，軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)正在向智能化、信息化和數(shù)字化時(shí)代邁進(jìn)。由于此次研究時(shí)間有限，雖然在該方面取得了一定的研究成果，但軋鋼機(jī)械設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)與維護(hù)是一個(gè)值得深入探討的問題，今后還要對(duì)其進(jìn)行深入研究，為制造業(yè)企業(yè)提供理論依據(jù)。