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试验，检

冶金风机机组节能监测及网络化维修系统的开发*

□易建钢

江汉大学机电与建筑工程学院武汉430056

摘要：冶金风机机组能耗大，易出现故障。针对这一情况，分析了冶金风机机组节能调度算法，提出了机组节能监测系统结构和网络化模型。在此基础上，开发了冶金风机机组节能监测及网络化维修系统。应用表明，该系统不仅可以提高设备作业率，降低设备维修成本，还能促进设备的有效利用，大大提高设备的利用率，从而达到节能降耗的目的。

关键词：冶金风机机组节能监测网络化维修

中图分类号：TH7;TF31文献标识码：A文章编号：1000-4998(2012)05-0078-03

冶金风机机组在钢铁冶金企业应用得非常广泛，同时也是生产过程中的能耗大户，据不完全统计，各类冶金风机的耗电量占企业全年总耗电量的20%以上。另外，由于冶金风机机组工作在高温、高压、高金属粉尘的恶劣环境下，并且长期高负荷运行，非常容易出现故障。随着我国对冶炼环境综合治理及资源综合利用率要求的不断提高，对冶金风机机组开展节能监测工作是实现钢铁冶金企业绿色低碳生产的重要环节。然而，传统的现场仪器监测和点检维修机制已不适应这种复杂工况大规模机组设备的维修管理工作，因此，借助于计算机网络技术，对冶金风机机组节能监测及网络化维修系统开展深入研究，对于降低冶金风机的能耗，提高设备使用寿命和创造好的经济效益有重要的意义。

1系统设计

当多台冶金风机组成风机机组联网工作时，常会出现一些不合理的运行状况，比如，当工作人员设定每台风机工作压力一定时，经常可能出现多台设备连续运行，而某台风机却不加载的状况，也有可能会出现多台风机同时运行，而生产中一段时间内无需这样大的送风量，造成资源浪费。目前只能依靠人工操作控制风机起停，但是由于风机机组启动和停止有着严格的控制顺序，所以工作人员操作不当也会对风机的使用寿命带来很大影响。为了提高轻载运行时的工作效率，企业主要采用变频调节的方法来实现。但是仅仅依靠这一措施还不能完全挖掘出冶金风机机组的节能潜力还可以通过以下方法来达到节能的目的：合理配置冶金风机机组中每台设备的运行使用时间，在保证工艺条件要求的情况下降低单台设备的运行使用时间；合

*湖北省教育厅科研项目(编号：

武汉市科技攻关项目(编号：201150699189-09)收稿日期：2011年11月

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理设置工作参数，在保证实际用风量的同时尽可能地设定风机的排气压力，从而降低所消耗的功率；定期对风机进行维修保养，发挥机器的最佳性能。

为了能有效监测冶金风机机组的节能情况，需要对机组中每台风机不同部位测点的运行状态进行实时监控，包括电压、电流、温度、转速、振动等参数监测。为了便于系统状态的分析判断，有些参数还需要进行一些数学变换，如频谱分析、趋势分析等。根据这些要求，设计了如图1所示的冶金风机机组节能及网络化系统，从中可以看出，系统的核心模块主要包含三个方面：机组节能调度模块，机组状态监测模块，机组维修管理模块。机组节能调度模块的功能是根据当前生产需求、能够运行的设备台数和风机设备运行能力，采用合理的节能调度算法，对风机的运行方式进行控制。机组状态监测模块的功能是通过监测机组中各个风机的实时电压、电流、温度、转速、振动等参数，通过网络传输至车间层，技术人员根据这些信息能及时判断当前机组中各个设备运行是否正常工作。机组维修管理模块的功能是当机组状态监测中发现故障时，及时生成维修任务单，并确定维修时间、维修优先级别、维修负责人等，以指导现场维修人员的有效工作。这些数据同时需存入数据库，以备各个模块之间调用和分析。

运行台数

运行台数运行能力

故障分析

机组节能调度

机组状态监测

机组维修管理

维修实施

▲图1系统结构图

生产需求

检查分析

其它

振动

温度

电压

电流

突发故障

故障报告

机械制造50卷第573期

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试验检测

2系统实现

根据上述要求，采用现场总线技术和以太网技术实现了冶金风机机组的节能网络化监测，其模型如图2所示。风机机组的现场传感器通过PLC的AI、AO或DI、DO模块上传至网关(PLC为西门子公司的S7-300),然后通过Profibus现场总线与远程数据库服务器和其它远程工作站连接。数据库服