摘要：介紹宣（xuān）龍（lóng）高速線材有限責任公司將狀（zhuàng）態監測、故障（zhàng）預知及（jí）遠程診斷技術應用於軸瓦的維護，通過對精軋機前後軸瓦溫度進行網絡化（huà）自動監測和在線診斷實現了（le）對軸瓦的事故預知與實時監控。

　　關鍵字：軋機，軸，,數據采集，實時監測，診斷（duàn），設計改造

　　宣龍（lóng）高線精（jīng）軋機采用國產頂交45°軋機，設計Z高速度為115m/s，保證速度90m/s。在高速運（yùn）轉的精軋機組中，軸承是關鍵部件之一，其中對電機軸承溫升（shēng）的實時監測能可靠（kào）地反映（yìng）其運行的穩定（dìng）性。但現有監測係（xì）統（tǒng）中（zhōng）沒有軸承溫度（dù）的實時監測，僅靠不定期的檢查，很難（nán）及（jí）早發現軸承故障隱患。將軸承溫度信號（hào）測取出來，通（tōng）過（guò）軋機生產線自動（dòng）化網絡係統，將其輸入（rù）到人機接口，以隨時掌握軸承溫（wēn）度變化情況，作（zuò）出適時判斷並采取必要（yào）措施，是確保精軋機安全穩定（dìng）運行的有效手段。

　　一、係統配置

　　宣龍高線的自（zì）動化係統由三級控製（zhì）係統和兩層通信網絡（luò）構成。二（èr）級控製係統由（yóu）人機接口（HMI）、基礎自動化係統和調速傳動（dòng）控製係統（tǒng）構成（chéng），分別完成不同的控製功（gōng）能在這項改造中（zhōng），充分利用到人機接口和基礎自動化係（xì）統。

　　1．人機接口（HMI）

　　由高性能微機（jī）組成，主要實現（xiàn）自動化係統的人機（jī）接口功能，將采集到的參數進行動態顯示（shì），進行故障報警（jǐng）並記錄，對生產報表進（jìn）行生成、存儲及打印等。

　　2．基礎自動化係統

　　采用西門子公司Z新型PLCS7-400和PLCS7-300係（xì）列產品。SIEMENSS7係列產品功能（néng）強大（dà），配置靈活，有如（rú）下突出特點：(1)高速（sù）。極短的指令執行時間使S7-400和S7-300在競爭中脫穎而出；(2)堅固（gù）。即使在惡劣、不穩定的工業環境下，全封（fēng）閉的模板依然可正常工作（zuò），無風扇操作降（jiàng）低了安裝費用；(3)功能完善、強大。允許多CPU配（pèi）置，功能更強、速度更快，同（tóng）時，配有品種齊全的功能模板，充分滿足現（xiàn）場需求（qiú）；(4)通信能力強。分布式（shì）的內部總（zǒng）線允許（xǔ）在CPU與中央I/O間進行快速（sù）的通信，P總線與輸入／輸出模板進行（háng）數據交換（huàn），K總線將大量數據傳送到功能模板和通信（xìn）模板。

　　本係統所選CPU裝備了ProfiBus-DP接口，保證了（le）對分布式I/O進行快速數據交換。強（qiáng）大的通信模板允（yǔn）許（xǔ）點對點通信，並可用工業以太網進行通信。

　　ET200M是一個（gè）模（mó）塊化（huà）的I/O站，具有IP20的（de）保護等級。它可以用S7-300可編程控（kòng）製器的信號模板（bǎn）和功能模板進行擴展。由於（yú）它可安裝的模板範圍很廣，因此，ET200M適合於特殊的（de）和複雜的自動化任務。ET200M是ProfiBus-DP現場（chǎng）總線上的一（yī）個從站，Z大的傳輸速率是（shì）12Mbps。

　　二、設計改造

　　1．溫度（dù）檢測

　　溫（wēn）度信號的測取通過放（fàng）置在精軋機軸瓦內部測溫孔中的鉑熱電阻PT100傳（chuán）感器完成。其測溫範圍可達一200~850℃，具有測量精度高、穩定性好的優點。

　　2．ET200M與PLC之間的信號傳輸

　　在精軋機附近（jìn）的遠程I/O站ET200M中增加一塊模擬量輸（shū）入模板，將鉑（bó）熱電阻連接到其（qí）任意通道中，以接收溫度信號。

　　宣龍高（gāo）線精軋（zhá）機采用國產頂交45°軋機，設計Z高速度為115m/s，保證速度90m/s。在高速（sù）運轉的精軋機組中，軸承是關（guān）鍵部件（jiàn）之一，其中對電機軸承溫升的實時監測能可（kě）靠地反（fǎn）映其運行的穩（wěn）定性。但現有監測係統中沒（méi）有軸承溫度的實時監測，僅靠（kào）不定（dìng）期（qī）的檢查，很難及早發現軸承（chéng）故障隱患（huàn）。將軸承溫度信號測取出來，通過軋機生產線自（zì）動化網絡係統，將其輸入到（dào）人機接口，以隨時掌握軸承溫度變化情況，作出（chū）適時判斷並采取必要措施，是確保精軋機安全穩定運行的有效手（shǒu）段。

　　由於PLC對遠程I/O站（zhàn）模板信號狀（zhuàng）態的實時讀（dú）取功能，能可靠的（de）保證信號的（de）快速傳輸，使溫度信（xìn）號（hào）實時不失真地（dì）傳輸（shū）到PLC中。

　　PLC與各自的遠程I/O站之間和一種實時、開放性工業現場總線網絡。其特（tè）點是使用數字傳輸，易於正確接收和差錯（cuò）檢（jiǎn）驗，保證了（le）數據的可靠性和準確性，有利於降低工廠低層設備之間的電纜（lǎn）連接成（chéng）本。易於安裝、維修和擴充，能及（jí）時發現（xiàn）故（gù）障，便（biàn）於及早處（chù）理，Z大優（yōu）點是能充分利用（yòng）智能設備的能力。

　　ProfiBus網網卡的通信協議（yì）允許少量數據（jù）的高速循環通信，因（yīn）而總線（xiàn）的循（xún）環掃描時間極短，在特定環境下可（kě）小於2ms。

　　3．PLC與人機接口之間的信號傳輸

　　PLC將從遠程站讀到的模擬量信號進行編程和處理，得到所需要的精軋機軸瓦溫度的實際（jì）值，送到人機接口的顯示屏。

　　人（rén）機接口與（yǔ）PLC之間用以太網（wǎng）通信，實現彼此的信息（xī）交換。

　　 三、軟件功能實現

　　本係統對精軋機軸瓦溫度進（jìn）行24h在線監測，並對數據進行有效管理，具有故障報警和（hé）初步自動應急處理功能。

　　 l．實時（shí）信號采集、處理、報警及故障輔助處理功能

　　圖形軟件（jiàn）采用ifix監（jiān）控軟件，具有實時監控，提供曆史趨（qū）勢圖、報表、故障信息，人機（jī）界麵良好，圖（tú）形庫（kù）豐富，還有過程（chéng）控製及數學函數等功能。

　　軸瓦（wǎ）溫（wēn）度（dù）的實際值用（yòng）數字顯示，並用大字體便於觀看。在溫度不正（zhèng）常（cháng）的情況下，主畫麵的顯著位置將出現溫度報警和故障（zhàng）報警。當溫度達到級報警值的設定溫度時（報警溫度可根（gēn）據溫度變化進行調節），畫麵中彈出黃色報警閃爍燈；當溫度達到第（dì）二級報警值（zhí）的設定溫度時，畫麵中彈出紅色報警閃爍燈，並發出聲音報警在（zài）溫升極快，操作人員來不及反應的情況下，自（zì）動控製程序將聯鎖，實時啟動精軋機高壓油頂設備，使潤滑油及時供給，冷（lěng）卻軸瓦，保護設（shè）備（bèi）。

　　2．趨勢分析功能

　　通過FIX畫麵係統（tǒng），對實時反饋的溫度值進行曆史（shǐ）趨勢記錄（lù）、分析。

　　實時采集的（de）在（zài）線監測數據除即（jí）時顯示外並自動進行趨勢記錄，保存（cún）大約1個月的時間，根據（jù）其運行周期（qī）對每天（tiān）的（de）趨勢（shì）數據及動態曲（qǔ）線存檔保留，作為曆史數據以便於今後進行分析比較。

　　趨勢曲線可以較好地反映溫升狀態，畫麵還提供了對時間坐標（biāo）軸的修改功能，可以在任意一個時（shí）間（jiān）段內顯示趨（qū）勢曲線，便（biàn）於（yú）分析比較。