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摘要：使用松下PLC的C一NET工业局域网，美国康泰高速灯D卡，与三台研华工控机构建远程数据收取网络，主要在森吉米尔轧机生产线上进行，不可缺少的参数的动态监测。系统在进行检测的过程中，收取到了极多的数据，这些数据其主要任务是在进行设备管理和维护，以及在设备出现故障的时候，给找出问题的原因提供了不可缺少的依据。
关键词：数据采集；故障诊断；专家系统
武钢硅钢厂森吉米尔轧机生产线是一个使用时间较长的生产线，为了能够让其在生产过程中更加可靠，并且能够在运转的时候效率更高，实时控制电器机械设备的工作情况，并且能够及时的发掘潜在的事故隐患，就需要建立振动和电量参数作为主要监测部分的在线监测系统。
一、系统主要功能
这一系统主要是在设备上设置加速传感器以及电量测量传感器，将收集到的一些设备的振动和电量情况转换成数据，将这些数据使用先进的计算机系统和诊断软件进行总结和分析，这一系统的主要功能是为了能够更加直观的观察界面使用的环境，并且能够用中文显示。对于所有的测点能够进行巡回检测和定时检测，并对数值进行相关计算。超出了范围就可以激发报警系统，在使用这一系统的时候也可以实时进行打印，将并不正常的数值及时打印出来后分析，对于系统的参数也可以进行设定，包括对于使用标准的范围以及速率等。也可以更加简洁的进行相关操作，使用户在对参数进行设定的时候更加方便。而图形的界面对于操作观察来说也有着很大的用处。所有显示的表格已经打印表格都可以在用户编辑之后打印下来，而对于不同的检测数据曲线，也可以进行拟合。对电度参数可以根据不同的要求统计造表，而且能够进行不同途径实时数据的采集和处理，可以将这些数据存下来建档。而在故障分析方面也可以及时了解设备运行的情况，并且能够找出发生故障的可能性[1] 。
二、数据采集系统
数据采集系统结构如图1所示。PLC主要安装配置了松下这一品牌的产品，共有三个部分。一部分主要用来收取有功和无功功率，分为不同路，数据主要通过周围的控制柜里面的有功和无功电度表提供。有功电度每kw·h发4800个幅度12V的电脉冲，无功功率每Var发3500个幅度为12V的电脉冲[2] 。远程数据使用的模块一般来说主要是利用一二号主电室的室温，和变压器温度等进行采集。总共分为很多不同的信号。而这些模块儿也分布在很多具有差异的控制柜里，用RS一485总线联接组成局域网络，在信号采集计算机周围用AD一AM4520模块把RS一85总线变成SR一232接入计算机。机房的一台机器一般是上位机，一二号主电室的一般作为下位机。RS一485通信口将不同的机器进行相连。特别是对于多级通信网和上位机进行有效的连接，而两台下位机和上位机之间也使用局域网进行结合使用。两台下位机一般来说会安装高速灯D卡，收取振动信号，电机参数和跳闸开关量信号。根据这些信号，可以在一定的范围之内设置相关的模拟及数字量，并且构成数据采集系统。这一数据采集系统一般来说使用先进的编程分成三个主要部分。
1、过渡过程的跟踪与存储
为了能够全方位的让轧机电动机在运行的时候更加稳定合理，因此需要采集因为一些原因而跳闸的时候周围电动机的电压等部分的动态过程，并且需要找出事故发生的原因以及跳闸的起点，这样才能够全方位的将跳闸的隐患排除，找到故障点，缓解因为停产造成的损失，压缩停产时间。
2、故障分析
一般来说，故障分析主要分成机械传动以及电动机两个部分，机械传动一般是使用加速器和传感器测量机械振动，在收取到一定的振动信号之后进行总结和分析，再输入给A/D卡采样，工控机需要对于采样数据进行以下几方面的处理。第一，简易诊断分析。在使用的过程中其包含的时域指标主要有最大值、峰峰值等几方面。第二，精密诊断分析。进行这方面诊断分析的时候主要包括时域波形记录、频谱分析等；第三，图形功能。这一功能主要是为了对于不同的数值进行总结分析和比较的过程当中更加直观。进行单幅显示、双幅显示等
3、系统数据管理
对于系统中通过采集分析所得来的数据，在管理的时候需要注意的是，对于所有采集出来的数据，需要按照相关的规定进行填表，并且妥善打印出来再进行存放。
三、故障诊断专家系统
对于这方面的系统，主要是为机器在运行的过程当中，如果出现了问题，对故障进行全方位的分析和总结，并且找出故障的原因。故障诊断专家系统是一个相对而言较为简洁有效的工具，对这一工具的结构，以及具体使用功能和操作原理，主要有以下几个方面。
1、层次结构
对于故障诊断增加系统来说，其层次结构主要有，第一，特征频率的相关计算以及对数据的储存。第二，绘制较为典型的故障谱图。第三，全方位的建立相关的知识库，并且在使用的过程当中，对于知识库进行维护。第四，对于设备已经出现或可能出现的故障进行具体的分析。
2、功能描述
故障诊断专家系统主要是用来计算需要诊断的电动机组，并且能够对于其各种不同的特征和频率进行相关的分析，其中包括机械以及电机等几个部分。在机械部分中主要有轴承各部分的特征频率等，而在电机部分分成直流電机及交流电机两种，直流电机主要包括槽频率等，交流电机主要包括固有频率以及槽频率等，在通过故障诊断专家系统，对于相关的特征频率进行分析和计算之后，将得出的结论储存在相关的数据库中进行保管，以便在之后使用的过程当中随时可以调取使用。
这个系统中配置有经过仔细的审查而符合规格的齿轮断齿，轴承组件剥落等典型故障谱图。按照模糊数学原理，能够更加有效准确的判断故障症状和故障原因的数学模型Y=XoR式中：Y—故障原因向量；X—故障症状向量；R—模糊关系矩阵；根据这一公式可以计算出很多故障，并且对于故障诊断也能够更加准确。
第一，将故障症状的具体情况输入，使用先进的计算机系统自动的对故障信号进行F盯和倒谱分析，按照幅值谱使用这一系统自动的对故障进行症状向量的计算分析。
第二，将诊断的数据输出，按照故障诊断知识库，使用模糊逻辑诊断法就可以有效的全方位得出诊断的结果。在轧制不同规格的钢材的时候，齿轮箱上的一些载荷谱以及对应的振动信号和故障症状向量就会产生差异，而反映出的零部件的故障类型，以及故障的具体程度也有很大的不同，一些初期投入运行的故障诊断知识库，因为在实际操作的现场周围情况并不稳定，而数据统计也并不全面，实验条件有一定的约束，这些原因有可能将一些并不那么重要的故障被漏诊，因此，这一设备在使用过程中需要不断的补充，并且输入一些新的知识，这样才能够在判断的时候更加准确，制定规则，也能够更加合理，全面。
结束语
这一系统在进行投入运行来，为轧钢机械以及电气设备的管理和使用，以及对于设备的维护都带来了很大的价值，做出了积极的影响。在轧钢生产线进行运行的过程当中，为其提供了更加稳定可靠的理论依据，直流大电机监测诊断系统能够有效地为硅钢厂带来更加大量的经济效益，也做出了很多积极的社会影响。因为使用起来比较合理科学，因此在系统投入运行的几年之内，被其检测的机组在检测范围内很大程度上缓解了因为故障而导致的损失，并且压缩了因为故障而停机的时间，通过按时按量按照规则进行解体检修，在机器投入运行以来，提升了很高的经济效益。所以这一技术对于大型冶金企业需要推广。
参考文献：
[1] 李应江.无取向硅钢脱氧工艺优化及效果研究[J].金属材料与冶金工程，2019，47（03）：60-64.
（作者单位：迁安首信自动化信息技术有限公司）
关键词：数据采集；故障诊断；专家系统
武钢硅钢厂森吉米尔轧机生产线是一个使用时间较长的生产线，为了能够让其在生产过程中更加可靠，并且能够在运转的时候效率更高，实时控制电器机械设备的工作情况，并且能够及时的发掘潜在的事故隐患，就需要建立振动和电量参数作为主要监测部分的在线监测系统。
一、系统主要功能
这一系统主要是在设备上设置加速传感器以及电量测量传感器，将收集到的一些设备的振动和电量情况转换成数据，将这些数据使用先进的计算机系统和诊断软件进行总结和分析，这一系统的主要功能是为了能够更加直观的观察界面使用的环境，并且能够用中文显示。对于所有的测点能够进行巡回检测和定时检测，并对数值进行相关计算。超出了范围就可以激发报警系统，在使用这一系统的时候也可以实时进行打印，将并不正常的数值及时打印出来后分析，对于系统的参数也可以进行设定，包括对于使用标准的范围以及速率等。也可以更加简洁的进行相关操作，使用户在对参数进行设定的时候更加方便。而图形的界面对于操作观察来说也有着很大的用处。所有显示的表格已经打印表格都可以在用户编辑之后打印下来，而对于不同的检测数据曲线，也可以进行拟合。对电度参数可以根据不同的要求统计造表，而且能够进行不同途径实时数据的采集和处理，可以将这些数据存下来建档。而在故障分析方面也可以及时了解设备运行的情况，并且能够找出发生故障的可能性[1] 。
二、数据采集系统
数据采集系统结构如图1所示。PLC主要安装配置了松下这一品牌的产品，共有三个部分。一部分主要用来收取有功和无功功率，分为不同路，数据主要通过周围的控制柜里面的有功和无功电度表提供。有功电度每kw·h发4800个幅度12V的电脉冲，无功功率每Var发3500个幅度为12V的电脉冲[2] 。远程数据使用的模块一般来说主要是利用一二号主电室的室温，和变压器温度等进行采集。总共分为很多不同的信号。而这些模块儿也分布在很多具有差异的控制柜里，用RS一485总线联接组成局域网络，在信号采集计算机周围用AD一AM4520模块把RS一85总线变成SR一232接入计算机。机房的一台机器一般是上位机，一二号主电室的一般作为下位机。RS一485通信口将不同的机器进行相连。特别是对于多级通信网和上位机进行有效的连接，而两台下位机和上位机之间也使用局域网进行结合使用。两台下位机一般来说会安装高速灯D卡，收取振动信号，电机参数和跳闸开关量信号。根据这些信号，可以在一定的范围之内设置相关的模拟及数字量，并且构成数据采集系统。这一数据采集系统一般来说使用先进的编程分成三个主要部分。
1、过渡过程的跟踪与存储
为了能够全方位的让轧机电动机在运行的时候更加稳定合理，因此需要采集因为一些原因而跳闸的时候周围电动机的电压等部分的动态过程，并且需要找出事故发生的原因以及跳闸的起点，这样才能够全方位的将跳闸的隐患排除，找到故障点，缓解因为停产造成的损失，压缩停产时间。
2、故障分析
一般来说，故障分析主要分成机械传动以及电动机两个部分，机械传动一般是使用加速器和传感器测量机械振动，在收取到一定的振动信号之后进行总结和分析，再输入给A/D卡采样，工控机需要对于采样数据进行以下几方面的处理。第一，简易诊断分析。在使用的过程中其包含的时域指标主要有最大值、峰峰值等几方面。第二，精密诊断分析。进行这方面诊断分析的时候主要包括时域波形记录、频谱分析等；第三，图形功能。这一功能主要是为了对于不同的数值进行总结分析和比较的过程当中更加直观。进行单幅显示、双幅显示等
3、系统数据管理
对于系统中通过采集分析所得来的数据，在管理的时候需要注意的是，对于所有采集出来的数据，需要按照相关的规定进行填表，并且妥善打印出来再进行存放。
三、故障诊断专家系统
对于这方面的系统，主要是为机器在运行的过程当中，如果出现了问题，对故障进行全方位的分析和总结，并且找出故障的原因。故障诊断专家系统是一个相对而言较为简洁有效的工具，对这一工具的结构，以及具体使用功能和操作原理，主要有以下几个方面。
1、层次结构
对于故障诊断增加系统来说，其层次结构主要有，第一，特征频率的相关计算以及对数据的储存。第二，绘制较为典型的故障谱图。第三，全方位的建立相关的知识库，并且在使用的过程当中，对于知识库进行维护。第四，对于设备已经出现或可能出现的故障进行具体的分析。
2、功能描述
故障诊断专家系统主要是用来计算需要诊断的电动机组，并且能够对于其各种不同的特征和频率进行相关的分析，其中包括机械以及电机等几个部分。在机械部分中主要有轴承各部分的特征频率等，而在电机部分分成直流電机及交流电机两种，直流电机主要包括槽频率等，交流电机主要包括固有频率以及槽频率等，在通过故障诊断专家系统，对于相关的特征频率进行分析和计算之后，将得出的结论储存在相关的数据库中进行保管，以便在之后使用的过程当中随时可以调取使用。
这个系统中配置有经过仔细的审查而符合规格的齿轮断齿，轴承组件剥落等典型故障谱图。按照模糊数学原理，能够更加有效准确的判断故障症状和故障原因的数学模型Y=XoR式中：Y—故障原因向量；X—故障症状向量；R—模糊关系矩阵；根据这一公式可以计算出很多故障，并且对于故障诊断也能够更加准确。
第一，将故障症状的具体情况输入，使用先进的计算机系统自动的对故障信号进行F盯和倒谱分析，按照幅值谱使用这一系统自动的对故障进行症状向量的计算分析。
第二，将诊断的数据输出，按照故障诊断知识库，使用模糊逻辑诊断法就可以有效的全方位得出诊断的结果。在轧制不同规格的钢材的时候，齿轮箱上的一些载荷谱以及对应的振动信号和故障症状向量就会产生差异，而反映出的零部件的故障类型，以及故障的具体程度也有很大的不同，一些初期投入运行的故障诊断知识库，因为在实际操作的现场周围情况并不稳定，而数据统计也并不全面，实验条件有一定的约束，这些原因有可能将一些并不那么重要的故障被漏诊，因此，这一设备在使用过程中需要不断的补充，并且输入一些新的知识，这样才能够在判断的时候更加准确，制定规则，也能够更加合理，全面。
结束语
这一系统在进行投入运行来，为轧钢机械以及电气设备的管理和使用，以及对于设备的维护都带来了很大的价值，做出了积极的影响。在轧钢生产线进行运行的过程当中，为其提供了更加稳定可靠的理论依据，直流大电机监测诊断系统能够有效地为硅钢厂带来更加大量的经济效益，也做出了很多积极的社会影响。因为使用起来比较合理科学，因此在系统投入运行的几年之内，被其检测的机组在检测范围内很大程度上缓解了因为故障而导致的损失，并且压缩了因为故障而停机的时间，通过按时按量按照规则进行解体检修，在机器投入运行以来，提升了很高的经济效益。所以这一技术对于大型冶金企业需要推广。
参考文献：
[1] 李应江.无取向硅钢脱氧工艺优化及效果研究[J].金属材料与冶金工程，2019，47（03）：60-64.
（作者单位：迁安首信自动化信息技术有限公司）