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工业智能(预检修系统)在带式输送机保护系统中的应用

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工业智能(预检修系统)在带式输送机保护系统中的应用

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【摘要】:
一、国内外带式输送机监控保护系统的发展现状目前国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC,开发了先进的程序软件与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。2013.5.3《第一财经周刊》报道了《全球最大的电气设备制造公司通用电气GE布局工业互联网》的文章,美国通用电气已经在硅谷成立了全新的GE软件中心。在过去1年多的时间里,它们与谷歌、甲骨文这样的传统软

 

一、国内外带式输送机监控保护系统的发展现状

目前国外输送机已采用高档可编程序控制器PLC,开发了先进的程序软件与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等完整自动监控系统。

2013.5.3《第一财经周刊》报道了《全球最大的电气设备制造公司通用电气GE布局工业互联网》的文章,美国通用电气已经在硅谷成立了全新的GE软件中心。在过去1年多的时间里,它们与谷歌、甲骨文这样的传统软件巨头一起,争夺着顶尖的软件工程师。他们计划把软件研发人员的数量增加到600人,并且在2015年之前为这个中心投资10亿美元。GE董事长兼首席执行官杰夫·伊梅尔特对此有一个阐述:通过智能机器间的连接,最终将人机连接,结合软件和大数据分析,我们可以突破物理和材料科学的限制。按照GE统计,目前每年在工业互联网领域的经济活动的产值,高达1万亿美元。物竞天择,适者生存!随着工业革命的过去,信息技术的到来。各行各业正面临着越来越严峻的市场考验,如何在竞争激烈的市场环境中生存、发展已成为企业共同面临的难题。GE做出了一份《工业互联网:突破智慧与机器的界限》的报告,认为各行业1%的效率提升就能带来显着的经济效益。比如以15年内的标准计算,能源行业节省1%的燃料意味着能够节约660亿美元,航空业节省1%的燃料将节约超过300亿美元;而如果医疗行业效率提高1%,就会帮助全球医疗行业节约630亿美元。

相比国外,我国输送机目前仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、正常运行、停机等工作过程。虽然能与可控启(制)支装置配合使用,达到可控启(制)动、带速同步、功率平衡等功能,但没有故障诊断与查询。

二、预检修的概念

    由于国内带式输送机监控保护系统没有故障诊断和查询功能,在实际使用中,一旦发生故障,用户需要投入大量的人力去排查、定位故障,再根据实际的故障情况选择相应的处理方案。由此可见,从故障的发生到故障最终的排除,用户处于被动中。企业也会因为这些故障的发生被迫停产,降低了生产效率,增加了生产成本,减少了企业的效益。目前国内针对这种情况只能采用巡检的方式,将故障扼杀在摇篮里。但是,该方法需要投入大量的人力和时间去各个生产线上巡检,而且多数情况下做的都是无用功,效率低下。鉴于此,我们提出预检修的概率。即通过预检修系统中各个传感器传回的数据,将用户巡检的经验编程融入到控制系统中,通过控制系统分析出当下各个生产线的工作状态。如有故障发生的可能,则提前报警提示用户某处可能要发生故障。

三、预检修的实施

预检修系统的实施需要经过三个步骤:集中控制、信号的采集、智能监控。

1、集中控制

为了能做到整个带式输送机现场的集中控制,需要用户或者皮带输送机生产厂家先对整个系统的每条皮带输送机进行编号,方便故障的定位。

2、信号的采集

信号的采集是预检修系统中原始数据的来源,它关系着该系统对故障预判断和定位的准确性。因此,信号的采集在该系统中处于极其重要的地位。

信号的采集需要各种稳定可靠的传感器来支撑。我公司针对整个皮带输送机生产线开发了多种稳定可靠的传感器。我公司现有的传感器有拉绳开关、跑偏开关、旋转探测仪、料位仪、纵向撕裂检测器、溜槽检测器等。其中拉绳开关的作用是:当设备出现故障及危害人身安全时,拉动绳索,向控制系统发出报警信号或者迫使运行中的电动机立即停车;跑偏开关的作用是皮带跑偏将导致严重挂边磨损甚至发生撕裂事故前就发出报警信号以及进一步的停车;旋转探测仪的作用是当设备发生卡转,堵转、皮带打滑、传动带脱落故障时,旋转探测仪将由闭合状态转为断开,在3~17秒内及时停机,可靠的保护设备;料位仪的作用是监控料仓的物位,当物料达到一定的物位后,料位仪输出一个开关量信号达到控制或者报警的目的;纵向撕裂检测器的作用是检测带式输送机胶带的纵向撕裂,当胶带发生纵向撕裂时,能及时发出停机信号以防止撕裂事故的扩大;溜槽检测器用于带式输送机系统中溜槽是否发生堵塞,如果发生堵塞,本检测器可以通过接入本机的检测线路发出故障信号。

3、智能监控

通过我公司提供的传感器,可以有效全面的把握带式输送机的工作状态。再整理出用户使用的经验,结合传感器输出的信号或者工作的时间等,将其做成智能预检修系统,成为工业物联网的重要组成部分。

4、预检修的优点

①思想创新

药王孙思邈在《千金要方·卷一·诊候》曾曰:上医医未病之病,下医医已病之病。目前国外带式输送机的监控保护系统只能故障诊断和查询,即只能在故障发生后诊断出故障发生的地点和原因,而国内该领域尚处于空白。纵观国内国外,输送机保护系统的供应厂商目前最多只能在故障发生后才能反应起来,即只能治已病之病。而预检修系统的核心思想则是在故障发生前即向用户发出警示,提醒用户将要发生的故障点和故障现象,用户即可在未造成损失前排除故障,达到治疗未病之病的效果。

②创造效益

有了该系统就可以减少日常的人工巡检,并且能在输送机系统出故障前警示用户,用户可在不影响生产计划的情况下停机检修。这样,用户既节省了日常巡检的人力,又可避免因故障被迫停机造成的经济损失,还可以减少带式输送机厂家维护费用,一举多得。

用户:降低故障率,提高生产率,进而增加利润。以水泥企业为例,一次皮带机输送系统故障导致的停产,直接间接损失可能几万、十几万甚至高达百万。如果每年多次发生,其产生的损失将非常巨大。

皮带机生产企业:在产品同质化日益突出、市场竞争日益激烈的市场中,提供其它同类厂家没有的优质产品和服务,将提高自身市场竞争力。因为你的产品最终比其它同类产品更能得到客户的青睐,高性价比的产品更能得到市场的认可。未来只会打价格战的皮带机厂家市场生存空间日渐狭小,人工成本增加、材料成本增加、资金成本增加等等,每一项都可能是压垮企业的最后一根稻草。在国家提倡企业提高技术水平大形势下,如果我们顺势而为,积极提高皮带机科技(智能化)水平,争取政府科技政策支持,我们必能在激烈的市场竞争中如鱼得水,开疆拓土。

 

四、我司开发皮带机智能控制系统的技术保障能力

1、传感器:我司自1993开始从事皮带输送系统的保护开关开发,20多年来积累了丰富的产品开发、应用经验。

2、电气控制:我司自2000年成立成套公司以来承接大量南京水泥设计院、天津院、南方水泥集团、中联水泥集团等客户电气控制系统订单,积累了丰富的电气控制系统设计、编程、生产、调试经验。

3、软件程序:作为工业物联网产品的核心技术,软件程序非常重要,我司自2000开始与东南大学、林业大学、武汉理工大学合作多笔软件开发项目,积累了软件设计、编程、调试的丰富经验。

4、整合应用:以上三项最终需要整合为一体化工业物联网产品才能得到实际应用,并产生巨大市场价值。所以除了以上三项技术外,更重要的还需要整合皮带机生产企业长期积累的产品寿命、常见故障、维修周期、关键指标等实际应用经验,保障最终产品可以解决实际问题,帮助用户降低成本、提高生产率。

 

五、未来发展

1、集中控制:对整个厂区全部皮带机信息整合,定期提供检修建议;故障发生后第一时间提供故障信息及发生地点,减少排查故障导致的损失;减少不必要的人员及检修成本。

2、无线信号:通过无线信号技术,向用户总部或皮带机生产企业提供现场皮带机使用信息。方便总部了解生产设备状况及处理问题,方便生产企业客服、技术人员及时了解设备使用情况,提高客服水平,提升客户满意度。

3、无线终端产品:提供无线产品,由于不需要布线,大幅减少现场安装成本(线缆、穿线辅材、线槽、安装人工等),提高皮带机生产企业竞争力,降低用户企业建设成本。