济钢中厚板厂粗轧机工况在线监测系统的应用实践———济钢中厚板

　
  [摘 要] 表述了中厚板粗轧机工况在线监测的必要性、现实性，对粗轧机工况在线监测系统的原理、组成、功能及其应用实践作了系统的技术阐述。
  [关键词] 粗轧机；  工况；  在线监测
  前言
  济钢中厚板厂引进的荷兰旧轧机原用于精轧，而现用于粗轧开坯。接轴断面负荷比较小，轧机相继出现了万向接轴多次断裂的设备事故。正常生产受到严重威胁，安全生产要求对轧机工况进行系统检测。我厂1998年10月与北京科技大学厂校合作联合研制开发了粗轧机工况在线监测系统，对轧机工况实施实时监测。该监测系统对计算机程序、主电机运行参数及各种信号等实行计控一体化，使在线监测系统日臻完善，对接轴断裂事故的预报警提供了重要的信息；同时，也提高了轧机作业率，收到节约能源、降低成本的效果。
  1、系统的构成及功能
  1.1 系统的组成
  　　轧机工况在线监测系统由控制柜、传感器、遥测系统和显示系统等组成。传感器的功能是测取参数并将被测参数转换成相应的电信号，最终供计算机采集和记录；控制柜内部设置了供电装置、仪器仪表、信号转换装置、信号调理装置、计算机数据采集、存储和分析等；遥测系统是将轧机传动轴的扭矩信号通过无线电将信号最终传输到计算机;同时,通过感应电源的方式将电源传到轴上，供轴上的传感器、发射机等装置用电；显示系统是将所测的信号波形、数据在控制柜的显示器、操作台的大屏显示器、数码显示器上予以再现，供操作人员和技术人员了解轧机的运行状况。
  1.2系统的主要功能
  该系统由工控计算机、采集卡、彩色大屏显示器、接口箱和数据采集软件包等构成。数据采集软件带有图形化、汉字化的用户界面和菜单，用键盘操作，适合专业技术人员维护轧机使用。其主要功能有：
  ⑴  在线采集上下轧制扭矩、左右轧制压力、出入口轧制温度、上下电机电流、上下电机电压、上下转速给定和左右辊缝信号。
  ⑵  在线显示轧制工况，包括：上轧制扭矩、下轧制扭矩、左轧制压力、右轧制压力、出口轧制温度、入口轧制温度、上电机电流、下电机电流、上电机转速、下电机转速、上电机转速给定、下电机转速给定、左辊缝、右辊缝、轧制道次和时间等。
  ⑶    实施在线参数分析。当轧机出现故障或异常现象时，供现场技术人员进行事故原因分析，可对回放的轧制扭矩、轧制压力、电机电流、电机转速和转速给定进行时域及频谱分析。
  ⑷  数据库及历史库具有扭矩最大值、平均值及超载报警；轧制压力最大值、平均值和超载报警；电机电流最大值、平均值和报警值及查阅报警参数等功能。
  2、      轧机工况在线检监测系统软件的组成与功能
  轧机工况在线检测系统软件运行于WIN98中文平台上，是一套集在线数据采集、监测、数据处理、数据库和频谱分析功能的综合软件，具有模拟量信号的采集与处理、CRT显示、LED显示、CRT报警、声光报警、数据保存、频谱分析、参数查询、运行报表与打印等功能。该软件还具有图形化与汉字化的用户界面、按钮驱动、键盘操作、简便易应用等特点。
  其主要功能有：
  2.1 文件管理
  文件管理的主要功能是对本系统涉及的文件进行操作，将已经生成的报警数据文件打开，以便进行信号分析。本系统采用了微软的ACCESS数据库，当系统运行进打开一些数据库，一旦其结构遭到破坏，可自动产生新的数据库结构，用于保存数据。（本系统在每次打开数据库时，都会判断数据库文件是否存在，是否有效，如果不存在，则自动生成数据库结构；如果是无效数据库，则将原数据库文件该名，再生成新的数据库结构）
   2.2、参数设置
      参数设置的主要目的是设置数据采集（包括A/D和数字卡）以及系统的参数。这些设置是系统能够正确运行的关键，所以，在开始进行监测之前，必须对通道参数、测试参数、报警参数、A/D卡参数、数字卡参数、系统参数等进行设置。
  2.3、状态监测
      该模块用于开始和结束状态监测。
      本系统运行后，并没有直接进行监测，要启动监测过程，必须选择“开始监测”，一旦开始监测，左上角的“当前指针”和“当前段”就会有变化的显示。要结束监测状态，则要选择“结束监测”，可进行对数据文件参数的修改。
  2.4、监测画面
     本系统共有四个监测画面。在实施系统监测过程中，可以进行快速切换。
  画面1如下：
   
  
   
   
  该画面的中间显示两种信号的监测波形及其最大值和平均值；下部右侧显示其余模拟信号的最大值以及辊缝的最大值；下部左侧为三个报警信号的报警状态，无超载时，相应的圆圈为白色，若超载，则变成红色。
画面2如下：
  
  
  注：做该截面屏图时“入口温度”、“出口温度”为测温仪调试时开口信号值，非实测值。
   
  画面3如下：
   
  
   
     画面4如下：
   
  
   
   
  2.5、查询管理
  可进行随机或历史测数据的查询，包括： 数据浏览、事件浏览和打印数据等，如图5
                  
  
   
   “报警”是指该道次是否出现超载，“0”表示没有超载，1到7表示超载信号设置代号（在具体系统参数中可查），如果该道次超载，则根据“系统参数”中所设置的显示颜色显示。
  2.6、信号处理
  本功能模块是对打开的报警数据文件进行处理分析，一屏显示4个通道的波形。波形显示中，可以通过左侧的四个上下按扭选择需显示的通道号。一旦选定，右侧的信号名称、单位及最大值、平均值都相应改变。
  可以对波形进行纵向和横向的放大缩小。根据是否选择左侧的四个检查框，可以分别或同时缩放每个波形。
   
  
   
  3、  应用效果
  该系统完善的检测手段及计算机软件控制，使济钢中厚板厂对粗轧机实际运行工况有了随机可靠的技术数据。根据该监测系统提供的技术参数来进行生产工艺，数据的设定，优化系统工序作业质量，使轧机处于最佳工作状态下，从而保证了轧机安全可靠地运行，降低了贵重备件消耗。同时对偶尔发生的突发事故，该系统又能为我们提供可靠检测数据以利对事故前轧机的运行状况进行有科学依据的分析。实践证明该监测系统己转达化为生产力，具有一定的推广价值。