[实用新型]镁合金板材轧制参数监测与故障诊断系统

说明书

技术领域

本实用新型属于轧制设备监测技术领域，具体涉及一种镁合金板材轧制参数监测与故障诊断系统。

背景技术

镁合金以其比强度高，比弹性模量大，散热性和抗震减噪性好等特点，广泛应用于航空航天领域。近年来，随着材料科学方面的技术进步，镁合金成形工艺不断改进，促进了镁合金在汽车、数码产品等民用领域应用日益广泛。

镁合金板材轧制参数涉及机械、液压、电气等多学科，包括温度、压力、扭矩、长度、功率、振动、噪音等多物理量。参数的波动必将对板材的组织、性能和产量等产生影响。因此，需要对轧制参数进行在线实时监测，并根据监测结果，向操作人员提供当前设备的运行状态。其中一些直观的设备参数，如轧制力、电机电流等，可从传感器测得的数据中直接观测。而轧机振动数据，则需进行一定的数据处理，并结合人工智能技术（如人工神经网络），才能形成可供操作人员理解的结论性提示。

镁合金在室温下塑性变形能力较差，因此镁合金轧制中道次压下量较钢和铝等小很多。镁合金体积热容小，散热快，在轧制过程中需要进行多次退火，且退火温度范围较窄。这也成为镁合金轧制区别于钢等合金的重要特点。因此，需要对镁合金轧制过程中的温度，进行严格控制，才能为产品质量控制提供保证。目前对镁合金板材及轧辊温度的监测主要还停留在工人现场手动测量并根据经验进行决策的水平上，自动化水平低，降低了产品生产效率，且决策过程涉及人为因素，决策的科学性有待提高。

发明内容

本实用新型提供一种镁合金板材轧制参数监测与故障诊断系统，旨在针对镁合金板材散热快且轧制过程温度范围窄的特点，建立一套具有针对性的镁合金板材轧制参数监测与故障诊断系统，同时监测轧制力、轧件温度等工艺参数和电机电流等设备参数，并根据参数提供设备运行状态，进行温度预测和故障诊断。记录设备运行数据，完善温度监测与故障诊断模型，建立具有自学习能力的智能监测与诊断系统。

本实用新型为解决上述技术问题，通过以下技术方案实现：

一种镁合金板材轧制参数监测与故障诊断系统，由工作辊监测模块Ⅰ、主电机监测模块Ⅱ、振动和噪声监测模块Ⅲ、轧制压力监测模块Ⅳ、轧制温度监测模块Ⅴ、辊缝间隙监测模块Ⅵ、轧件速度监测模块Ⅶ、工作辊道转速监测模块Ⅷ、数据处理模块Ⅸ和轧机z组成。所述的工作辊监测模块Ⅰ、主电机监测模块Ⅱ、振动和噪声监测模块Ⅲ、轧制压力监测模块Ⅳ、轧制温度监测模块Ⅴ、辊缝间隙监测模块Ⅵ、轧件速度监测模块Ⅶ和工作辊道转速监测模块Ⅷ安装在轧机z对应位置，并通过数据线与置于设备控制室内的数据处理模块Ⅸ相连。

所述的工作辊监测模块Ⅰ由上工作辊扭矩传感器1、上工作辊转速传感器2、下工作辊扭矩传感器3、下工作辊转速传感器4和A/D转换器A5组成。工作辊监测模块Ⅰ用以监测上工作辊d和下工作辊g工作状态下的扭矩和转速，并转换为数字信号，输送入数据处理模块Ⅸ。所述的上工作辊扭矩传感器1和上工作辊转速传感器2集成在一起，为盘式结构。上工作辊扭矩传感器1、上工作辊转速传感器2安装在上工作辊d与上万向联轴器e之间。下工作辊g的传感器布置与上工作辊d类似。

所述的主电机监测模块Ⅱ由上主电机电流传感器6、上主电机功率传感器7、上主电机转速传感器8、下主电机电流传感器9、下主电机功率传感器10、下主电机转速传感器11和A/D转换器B12组成。主电机监测模块Ⅱ用以监测上工作辊主电机f和下工作辊主电机p工作状态下的电流、功率和转速，并转换为数字信号，输送入数据处理模块Ⅸ。上主电机电流传感器6和上主电机功率传感器7为钳形互感器，直接夹住主电机输电线母线或母排上，无须截线停电。上主电机转速传感器8采用光电编码器，安装于上工作辊主电机f轴头。下工作辊主电机p的传感器布置与上工作辊主电机f类似。

所述的振动和噪声监测模块Ⅲ由工作辊振动测量仪13、噪声频谱仪14和A/D转换器C15组成。振动和噪声监测模块Ⅲ用以监测轧机z工作状态下的振动和噪声，并转换为数字信号，输送入数据处理模块Ⅸ。工作辊振动测量仪13的磁吸座置于上工作辊轴承座c处，测量上工作辊d的位移、速度和加速度。噪声频谱仪14参照工人实际工作距离置于轧机z操作侧。

所述的轧制压力监测模块Ⅳ由传动侧压力传感器16、操作侧压力传感器17和A/D转换器D18组成。轧制压力监测模块Ⅳ用以监测轧机z工作状态下的轧制压力，并转换为数字信号，输送入数据处理模块Ⅸ。传动侧压力传感器16、操作侧压力传感器17分别安装于液压推上装置w的传动侧和操作侧，对两侧轧制力分别进行监测，并计算压力差。