轧钢机械设备运行监测与维护分析

叶晶晶

（萍乡萍钢安源钢铁有限公司，江西 萍乡 337000）

轧钢机械设备在运行过程中经常出现故障，严重影响设备的生产效率和质量，所以对轧钢机械设备运行监测与维护成为保证设备生产效率的有效手段。但传统的轧钢机械设备运行监测与维护主要是依靠人工测量来完成，这种方式时效性较差，精度较低，并且还存在一定的危险性。为此提出轧钢机械设备运行监测与维护分析，提高对轧钢机械设备运行监测与维护的准确性和安全性。

1 轧钢机械设备运行监测分析

对轧钢机械设备运行监测的主要内容包括设备整体运行状态、状态特征参数、状态运行指标三方面的监测，其中设备整体运行状态分为正常工作状态、危险报警状态、停止运行状态等；状态特征参数监测主要包括温度、振动、运行时间、噪声、电压等；轧钢机械设备运行状态指标监测包括故障率、磨损率以及摩擦系数等。

在轧钢机械设备运行监测过程中主要应用到无线传感技术。传感器作为轧钢机械设备运行监测的关键装置，其是获取轧钢机械设备运行状态、状态特征参数、状态运行指标等数据的主要手段之一[1]。该技术是一种电子通信识别技术，其对轧钢机械设备运行监测原理是利用射频信号、无线通讯等技术手段读取到轧钢机械设备运行数据，快速地对轧钢机械设备进行状态追踪和数据采集，整个监测过程可实现无人化管理、自动化监测。

利用传感器采集到轧钢机械设备的外部实时信息，将收集到的传感信号转化为计算机或者可视化设备可以识别的数据，然后将其存入到统一的数据库中[2]。具体监测流程：运用无线传感技术为每个轧钢机械设备设计一个条形码标签，改标签类似于轧钢机械设备的“身份证”，每个身份标签都只标识唯一一台轧钢机械设备。轧钢机械设备在进行生产产品时，一旦有产品触碰到轧钢机械设备，传感器都会自动扫取轧钢机械设备上的条形码标签，进而将设备的数据信息读取和记录，并且该类信息都与轧钢机械设备的一一对应，当一个轧钢机械设备完成一个产品生产周期后，各标签中的数据信息也将被释放，传感器将会进入到下一步信息的读取工作[3]。无线传感技术处理条形码标签信息步骤如下：①条形码标签信息初始化：处于待加工的轧钢机械设备从上线单元开始进入生产，将轧钢机械设备的相关信息编辑成条形码标签，并且有标识码唯一标识一台待生产轧钢机械设备，开始记录整个轧钢机械设备的运行信息。②条形码标签信息采集：轧钢机械设备带着电子标签经过各个生产单元，当到达某个生产单元时，生产单元的工位控制器发出无线信号，该生产单元的工位及轧钢机械设备组件参数将被写入该标签中，完成无线信号采集功能。③条形码标签信息读取：轧钢机械设备运行信息的交互集成包括写入和读出，轧钢机械设备每个生产单元完成时，需要对设备运行信息进行识别，并且以可视化的方式标识在工控机上[4]。④条形码标签信息清除：当轧钢机械设备完成一个生产任务时，需要对该条形码标签进行及时清除。该条形码标签不是一次性标签，是可以无线循环使用的，但当再次使用时，需要根据轧钢机械设备状态进行更改，保证对轧钢机械设备运行监测精度。

除此之外，还要根据轧钢机械设备出厂信息或者实际生产需求，将轧钢机械设备运行指标设定在一定的阈值范围内，如果传感器采集到的信息数据超出事先设备的阈值范围，传感器会自动采取报警状态，表示轧钢机械设备出现异常运行状况，并且异常的数据和信息会被录入到轧钢机械设备运行管理数据库中。最后根据传感器采集到的数据，及时调整轧钢机械设备运行状态。

2 轧钢机械设备运行维护分析

图1 轧钢机械设备运行维护流程

运用AI技术对轧钢机械设备运行进行维护。AI技术主要以轧钢机械设备运行信息作为依据，对其进行人工智能维护。AI技术接收传感技术对轧钢机械设备的监测信息，通过网络将设备运行过程中的数据汇集到云端数据分析中心对数据进行处理[5]。

AI机器将主动学习轧钢机械设备维护知识，然后将其吸收转化。当轧钢机械设备各个部件发生故障时，AI机器将对轧钢机械设备进行有效故障诊断、隐患故障诊断，可以快速、精准地识别到轧钢机械设备出现故障的原因和部位，并将诊断结果立即在可视化平台上显示出来，然后轧钢机械设备将进入维护状态[6]。AI技术对轧钢机械设备运行维护过程，属于一个人工智能维护流程，全程无需人员参与，可以有效降低轧钢机械设备运行维护成本，提高维护效率，其具体维护过程如图1所示。

在轧钢机械设备运行维护整个流程中，最核心关键的环节就是对设备运行数据的分析，轧钢机械设备运行数据一般分为两种，一种信息包括设备名称、编号、品牌、开机时间、当前时间、备用工件、加工产品件数等，这些基本数据对轧钢机械设备生产影响较小。另一种设备运行信息包括：设备运行温度、湿度、电压、振幅、电流、负载、最大转速、刀具磨损量等，这些数据对轧钢机械设备生产具有重要影响，因此这些重要数据对基于AI的轧钢机械设备运行维护非常重要。通过运用程序开发语言，经过传输协议从轧钢机械设备接口采集大量运行数据，并对其进行大数据深入分析和挖掘。对轧钢机械设备刀具的维护，以刀具的磨损量、使用时间、负载等数据作为指标参数，一旦超出指标参数，自动更换轧钢机械设备刀具；对轧钢机械设备主轴运行维护，以主轴电压、转速、前后轴承温度等信息作为指标参数，同样，在运行过程中，设备主轴运行数据超出参数范围，将自动对轧钢机械设备主轴进行维护，实现对轧钢机械设备运行实时维护。

3 结语

此次对轧钢机械设备运行监测与维护进行了简要分析，先进的数据分析与检测技术的应用，使轧钢机械设备运行监测与维护流程更加精准可靠，轧钢机械设备运行监测与维护正在向智能化、信息化和数字化时代迈进。由于此次研究时间有限，虽然在该方面取得了一定的研究成果，但轧钢机械设备运行监测与维护是一个值得深入探讨的问题，今后还要对其进行深入研究，为制造业企业提供理论依据。