您所在的位置: 成果库 基于无线传感网络的连退炉区轴承温度监测系统

基于无线传感网络的连退炉区轴承温度监测系统

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-10-27 10:58:13

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 董欢欢 | 2022-10-27 10:58:13

       系统硬件由三部分组成:测温节点、簇头节点、汇聚节点。测温节点按照系统设定的工作间隔时间,周期性完成轴承等位置温度数据的采集,采集到的数据将发送给簇头节点。测温节点是分簇进行数据传输,每簇设有2个簇头节点(冗余备份)、1个报警节点(冗余备份)。簇头节点完成在常规状态下接收簇内测温节点发来的数据,并将数据发送到汇聚节点。当簇内的测温节点出现报警时,由报警节点负责对相应节点采用特定的通讯信道和采样频率进行温度监测与数据传输。汇聚节点负责将簇头节点的数据发送至应用程序服务器。软件包括:前端数据采集程序、数据库服务、分布式应用服务器程序、Web服务程序、报警服务程序(含手机短信报警功能)等。客户端按照实现的方式和功能分为C/S客户端和B/S客户端两种,主要功能包括:实时监测、实时曲线、统计分析、报警列表、系统管理、程序更新、系统帮助等功能模块。

        无线传感网络为兼备通信与计算功能的多跳自组织网络系统,在环境监测预报、智能家居、国防军事等诸多领域被广泛应用。无线传感网络是由大量布设于监测区域的无线传感器节点组成的智能化测控网络系统,具有成本低、功耗小和网络结构灵活等优势。

性能指标:工作电压:3.6V(电池供电)最大工作电流:200mA通信距离:800米(空旷地带)最大发射功率:20dBm测量范围:-40~120℃温度测量精度:±1℃工作频段:410∽470MHz防护等级:IP53。

技术先进性:属于国内先进,先进技术如下:①传感器技术的先进性:传感器采用电池供电和无线网络通讯,使用寿命长、传输距离远、安装维护方便。②远程监测系统的先进性:可扩展框架编程技术,组态式定制界面技术,跨平台应用技术以及动态数据管理技术、统一的方法调用接口、可重构可扩展的方法库、可扩展的通讯协议。

      钢铁冶金用连续退火炉中通常使用辐射管对工件进行间接加热,这不仅保证被加热工件受热均匀,还能不影响其表面质量。但同时,由于辐射管内燃烧空间有限,极易产生局部高温区,这会影响被加热产品质量,而且高温会导致NOx大量生成,此外,较大的壁温差异所产生的热应力会使管壁遭到蠕变破坏,缩短其使用寿命。连退炉是钢铁生产线上的关键设备,连退炉区有多根炉辊和导向辊,每根炉辊/导向辊都有2个轴承,分布在连退炉的操作侧和传动侧。连退炉区还有排烟风机、预热风机等几十台风机。整个连退炉区的炉辊轴承、导向辊轴承、风机轴承等都需要进行实时监测。这些轴承的工作状态直接关系到整条生产线的正常运行。轴承的故障可以通过温度的变化表现。因而对轴承的温度状态进行在线监测,可以及时监测轴承的工作状态,科学指导维修,预防重大事故发生。 钢铁企业为技术转移重点行业,也可以应用有色金属、石油、化工、煤炭等行业。

阳建宏,教授,博导,金属冶炼重大事故防控技术支撑基地副主任,机械工程学院机械电子工程系副主任兼大安全科学研究院副院长,主持或参与多项国家级或省部级项目,长期从事激光诱导击穿光谱的相关科研工作,入选北京市高等学校青年英才计划,2018获全国冶金先进青年科技工作者。

技术优势:

硬件和软件均为定制化开发,具有完全自主知识产权,可以满足客户多样化需求。

传感器采用电池供电,无线通讯,具有传输距离远、穿透性强、使用寿命长(2年以上)、性能稳定、数据真实可靠。

软件具有一定的功能可扩展性,可实现的进一步功能扩展主要包括以下几个方面:

1. 软件架构设计

可扩展框架编程技术:弹性伸缩、免编译;组态式定制界面技术:快速配置、灵活;跨平台应用技术:高兼容性;动态数据管理技术:高效率、易维护

2. 可扩展的分析方法库

统一的方法调用接口;可重构可扩展的方法库;可远程跨平台调用

3. 通讯技术:有线/无线

基于TCP/IP协议;可扩展的通讯协议;智能无线传感器网络。

经济效益分析:

经济社会效益:通过降低设备故障率、减少设备停机时间、提高生产效率和产品质量,年均累计经济效益1000万以上。


合作方式:整体转让、技术许可、作价入股、合作开发

目前处于何种研发阶段:产业化

样机:

已投入成本:100

推广应用情况:本系统于2007年成功运行在鞍钢冷轧3#线连退炉区,测点数量为406个,经过多年运行,系统稳定可靠、数据准确,并于2014年在鞍钢冷轧4#线连退炉区进行推广应用,测点数量为470个;于2019年在鞍钢冷轧13#镀锌线连退炉区应用,测点数量为157个。本系统不仅可以进行连退炉区的轴承温度监测,2018年还应用于首钢迁钢一冷轧连退线的电机抱闸的温度监测,测点数量为84个,2010年应用于鞍钢热轧170017502050线的煤气管道测温,测点数量为20个。

期望技术转移成交价格(大概金额):面议