[发明专利]镁合金板材轧制参数监测与故障诊断系统及方法

摘要

本发明公开了一种镁合金板材轧制参数监测与故障诊断系统及方法，由工作辊监测模块、主电机监测模块、振动和噪声监测模块、轧制压力监测模块、轧制温度监测模块、辊缝间隙监测模块、轧件速度监测模块、工作辊道转速监测模块、数据处理模块和轧机组成，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。为镁合金轧制设备设计提供依据，对于轧制设备设计具有指导意义。工业实用性强，具有很好的应用前景。

主权项

一种镁合金板材轧制参数监测与故障诊断系统，其特征在于：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A(5)组成；工作辊监测模块(Ⅰ)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)；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)相同；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B(12)组成；主电机监测模块(Ⅱ)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)相同；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C(15)组成；振动和噪声监测模块(Ⅲ)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D(18)组成；轧制压力监测模块(Ⅳ)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；所述的轧制温度监测模块(Ⅴ)由入口处轧件温度传感器(19)、出口处轧件温度传感器(20)、上工作辊温度传感器(21)、下工作辊温度传感器(22)和A/D转换器E(23)组成；轧制温度监测模块(Ⅴ)监测轧机(z)工作状态下的轧件(s)、上工作辊(d)和下工作辊(g)的温度，并转换为数字信号，输送入数据处理模块(Ⅸ)；温度检测采用红外测温仪，分别安装于机前工作辊道(q)轧件入口处、上工作辊(d)处和下工作辊(g)处，监测轧件(s)、上工作辊(d)和下工作辊(g)的实际温度；所述的辊缝间隙监测模块(Ⅵ)由电动压下装置传动侧位移传感器(24)、电动压下装置操作侧位移传感器(25)、液压推上系统传动侧位移传感器(26)、液压推上系统操作侧位移传感器(27)和A/D转换器F(28)组成；辊缝间隙监测模块(Ⅵ)监测轧机(z)工作状态下的传动侧和操作侧的实际辊缝间隙和辊缝差，并转换为数字信号，输送入数据处理模块(Ⅸ)；电动压下装置传动侧位移传感器(24)安装于电动压下装置(u)传动侧压下螺丝上端；电动压下装置操作侧 位移传感器(25)安装于电动压下装置(u)操作侧压下螺丝上端；液压推上系统传动侧位移传感器(27)安装于液压推上装置(w)传动侧液压缸缸体与缸杆之间；液压推上系统操作侧位移传感器(28)安装于液压推上装置(w)操作侧液压缸缸体与缸杆之间；所述的轧件速度监测模块(Ⅶ)由入口处轧件速度传感器(29)，出口处轧件速度传感器(30)和A/D转换器G(31)组成；入口处轧件速度传感器(29)和出口处轧件速度传感器(30)分别安装于机前工作辊道(q)和机后工作辊道(v)靠近机架y处；轧件速度监测模块监测轧件(s)在轧制前和轧制后的运动速度，并转换为数字信号，输送入数据处理模块(Ⅸ)；所述的工作辊道转速监测模块(Ⅷ)由机前工作辊道转速传感器(32)和机前工作辊道转速传感器(33)组成；转速传感器安装于机前工作辊道(q)和机后工作辊道(v)的输送辊侧面；工作辊道转速监测模块(Ⅷ)监测轧机(z)机前工作辊道(q)和机后工作辊道(v)的输送辊转速，并输出数字信号，输送入数据处理模块(Ⅸ)；所述的数据处理模块(Ⅸ)由数据采集卡(34)、计算机(35)和显示器(36)组成；数据采集卡(34)为多路高频数据采集卡，对多路传感器输入信号进行快速处理；计算机(35)进行数据分析与存取；显示器(36)供技术人员观察监测系统的数据；数据处理模块(Ⅸ)安装于设备控制室内，以供技术人员观察监测系统的数据。