基于協(xié)同檢測的冶金企業(yè)電氣自動化設備故障診斷系統(tǒng)

李紀云 孫洪營

陽谷祥光銅業(yè)有限公司 山東陽谷 252300

冶金工業(yè)為各行各業(yè)的發(fā)展提供了動力。因其行業(yè)固有的復雜性和高科技性的特點，故對設備控制系統(tǒng)性能的要求具有更高的標準。電氣自動化技術，即包含協(xié)同檢測技術、執(zhí)行機構技術、控制技術和系統(tǒng)技術，是冶金工業(yè)自動化系統(tǒng)的基礎，而協(xié)同檢測技術對設備的故障診斷直接反映了冶金行業(yè)的水平。

1 冶金工業(yè)的特點

冶金行業(yè)不同于其他行業(yè)，它的技術要求標準更高、更嚴格。如其控制精度、耐高溫性、抗干擾性、產(chǎn)品可靠性和耐污染性要求相對較高。比如，在冷軋帶鋼驅(qū)動控制系統(tǒng)中，設備故障往往會造成嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失，所以說設備的可靠性非常重要。如果在熱軋高爐等關鍵部件中發(fā)生設備故障，可能會發(fā)生爆炸或鐵水溢流等嚴重事故。冶金企業(yè)中粉塵較多，其中大部分屬于導電粉塵，這些粉塵對檢測儀表的精度也帶來較大影響。在電爐和大型軋鋼系統(tǒng)，儀表抗干擾的要求則相對較高。電氣自動化系統(tǒng)中電驅(qū)動設備產(chǎn)生的諧波是影響控制設備正常運行的重要干擾因素[1]。冶金企業(yè)的大多數(shù)傳動系統(tǒng)都是重載設備，具有控制響應速度快、精度高等特性。

2 電氣自動化設備狀態(tài)檢測概況

設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主要具有以下幾個主要功能：（1）信號采集。設備協(xié)同檢測系統(tǒng)是在設備在正常使用過程中不斷檢測和判斷設備的運行狀態(tài)和壽命以及預測設備可能出現(xiàn)的裂化趨勢。一般來說，設備的狀態(tài)由設備在運行過程中的運行狀況來反映。首先，協(xié)同檢測系統(tǒng)會收集獲取設備運行狀態(tài)的信息，包括設備的電壓、電流、頻率、振動、溫度等信息。（2）數(shù)據(jù)傳輸。通常，設備的檢測系統(tǒng)與信號處理系統(tǒng)會設置在不同的地方，采集到的信號在傳遞到處理系統(tǒng)過程中會受外部環(huán)境的影響，出現(xiàn)信號干擾和衰減。因此，可以對獲取的信號信息就行轉(zhuǎn)換、處理和壓縮包裝等加工，通過傳輸路徑高效的流入到處理系統(tǒng)。（3）數(shù)據(jù)處理。對采集到的信息進行分析處理，獲取諸如特征值、虛假信號、頻域分析和平均處理分析等，對有效數(shù)據(jù)進行分析、處理。（4）故障診斷。對處理后的數(shù)據(jù)信息，依照歷史數(shù)據(jù)、標準、規(guī)則和操作經(jīng)驗等進行分析和比對，判斷設備的狀態(tài)和故障診斷情況，進而采取有效的措施來預防可能出現(xiàn)的情況，防止不必要的故障發(fā)生[2]。

3 電氣自動化控制技術在冶金行業(yè)中的作用

信息技術的高速發(fā)展和普及，推動著工業(yè)技術和電氣自動化控制軟件的快速提高，電氣自動化控制系統(tǒng)技術在冶金企業(yè)也發(fā)揮著越來越重要的作用。針對冶金企業(yè)研發(fā)的電氣自動化控制系統(tǒng)軟件也越來越多，這些軟件的應用大大的降低了因人工操作出現(xiàn)的故障率。給冶金企業(yè)的操作水平、質(zhì)量控制和運行效率以及生產(chǎn)效率等方面帶來了可觀的效益。將原有的人工操作改為自動操作，一方面可以使設備在穩(wěn)定的標準下正常運行，另一方面減少了人為因素的影響，很大程度上降低了人力成本，節(jié)約了生產(chǎn)的成本，進而提高其行業(yè)的競爭力[3]。

4 協(xié)同檢測和故障診斷技術系統(tǒng)

（1）實時協(xié)同檢測是先進的傳感器技術的重要應用體現(xiàn)。為了便于診斷設備故障狀態(tài)需盡可能多的獲取設備的運行狀態(tài)信息。為提高實時檢測的及時性和準確性，傳感器技術也在不斷升級優(yōu)化，比如光電傳感器、溫度傳感器和氣體傳感器。這些技術都可以精確的獲取電氣自動化設備的運行狀態(tài)，并將獲取的信號轉(zhuǎn)化為相應的數(shù)字信號進行傳輸，供處理系統(tǒng)中心處理、分析和診斷。（2）協(xié)同檢測的另一個關鍵是處理和分析采集的數(shù)據(jù)信息[4]。從設備運行中收集到的大量信息，經(jīng)過處理和分析數(shù)據(jù)信息并獲取有用的信息。通過對這些信息我們可以判斷設備是否會出現(xiàn)故障或處于裂化狀態(tài)，并根據(jù)實際狀態(tài)決定設備是繼續(xù)運行還是需停機保養(yǎng)。為了避免運行中設備噪音、粉塵對電氣自動化設備檢測系統(tǒng)造成的干擾，除了設置硬件濾波外，通常還會應用許多數(shù)字濾波技術，常見的比如小波變換濾波技術，這種技術可以很好的消除干擾信號的影響，進而提取有用的信息并進行分析處理診斷設備故障，消除可能造成的影響。近些年來隨著智能化、大數(shù)據(jù)等新技術的迅速發(fā)展，應運而生了更加有效的數(shù)據(jù)處理技術，在應對電氣自動化設備故障方面更加有效。（3）基于協(xié)同檢測技術，在經(jīng)單片機DSP技術的發(fā)展，再到計算機技術檢測系統(tǒng)的優(yōu)化升級，可以更加有效的診斷電氣設備故障。同時，在冶金工業(yè)中，協(xié)同檢測技術對設備故障的診斷越來越受到歡迎。如今，在線檢測的技術形式多種多樣，比如在線檢測系統(tǒng)和分散式在線檢測設備。它們都是通過將設備收集到的信號接收到加工處理運輸，進而轉(zhuǎn)入到處理系統(tǒng)中進行分析、比對，診斷設備故障問題[5]。

5 冶金自動化控制技術的創(chuàng)新與發(fā)展

隨著中國冶金工業(yè)和科學技術的飛速發(fā)展，冶金電氣自動化技術的應用取得了顯著的成效。中國不斷引進大量自動化控制技術，進一步提高了冶金生產(chǎn)綜合控制水平。在初始資本積累之后，企業(yè)加大資金投入，用于研究和開發(fā)從原材料制備到最終產(chǎn)品生產(chǎn)的新技術和新工藝。同時，在冶金企業(yè)的生產(chǎn)過程中，引進了一些先進技術，不斷開發(fā)自動化控制技術，實現(xiàn)適合自身發(fā)展的電氣自動化設備的功能升級和技術創(chuàng)新。

6 結(jié)語

綜上所述，基于協(xié)同檢測的電氣自動化設備控制系統(tǒng)技術可以實時檢測設備的運行狀態(tài)，并對設備故障原因進行初步判斷，便于提前提前發(fā)現(xiàn)和解決隱患，保證設備正常運行，同時也滿足冶金行業(yè)發(fā)展的需要。