CN105046375A - 无缝钢管生产重点设备物联网维修预测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无缝钢管生产重点设备物联维修预测系统，包括无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统，无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台，无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统采集设备电机和减速机的运行数据，通过无线传输及有线传输，将数据传送至无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统和无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台进行监测和诊断分析。本发明对无缝钢管生产重点工序设备采用预测维修，减少不必要的消耗，延长设备运行周期、提高生产率。提高无缝钢管生产线运行安全，实现生产智能化。

Description

无缝钢管生产重点设备物联网维修预测系统
技术领域
本发明涉及一种无缝钢管生产设备维修领域，尤其涉及一种无缝钢管生产重点设备物联维修预测系统。
背景技术
机械设备是现代企业的主要生产工具，也是企业现代化水平的重要标志。随着市场经济体制的建立和现代化设备的广泛应用，一切不适应于发展需要的管理方式都在发生着根本的变革。在现代企业制度下，选择什么样的设备管理方式，己经成为了一个重要的决策问题。
现代化的设备具有大型化或微型化、连续化和自动化、高速化、高精度化、综合化等特征，因此，设备投资巨大、设备维修费用巨大和停机损失巨大。
现代设备管理是以设备为研究对象，以提高设备综合效率、追求寿命周期费用经济性，实现企业生产经营目标为目的，运用现代科学技术、管理理论和管理方法，对设备寿命周期的全过程，从技术、经济、管理等方面进行综合研究和管理的一系列活动。
从技术侧面看：设备的维修是从“物”，的角度控制管理活动。从经济侧面看：是从“费用”角度控制管理活动，其要点是设备寿命周期经济费用的评价。
设备的维护方式经历了3个阶段：1)事后维护方式(CorrectiveMaintenance)；2)定期维护方式(PreventiveMaintenance)；3)基于状态的维护方式(Condition-BasedLaintenance，CBM)。基于状态的维护是一种全新的设备维护模式，它是以设备实际运行状态为维护基础的预防性维修方式，其核心思想是在有证据表明(即监测和分析预测结果)故障将要发生时才对设备进行维护，即这种维护方式是根据状态监测(或称状态预测)和诊断分析的结果(预知)，并结合设备运行的实际状况来确定检修时间。相对于前两种方式，这种方式可以节省人力、物力和财力，减少不必要的消耗，延长设备运行周期、提高生产率。
由于当前现代信息技术的发展，各种传感器可配合互联网、移动互联网、物联网、云计算、大数据的综合应用，大大支持了设备的预测维修。
无缝钢管生产线工艺流程见图1，其中穿孔、轧管、微张力减径和矫直吹灰四个工序为重点工序，对重点工序设备采用预测维修将提高无缝钢管生产线运行安全，实现生产智能化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，对无缝钢管生产线中穿孔、轧管、微张力减径和矫直吹灰工序提供一种无缝钢管生产重点设备物联网维修预测系统。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种无缝钢管生产重点设备物联维修预测系统，包括无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统，无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台，无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统采集设备电机和减速机的运行数据，通过无线传输及有线传输，将数据传送至无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统和无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台进行监测和诊断分析；
所述无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，通过电量计量装置、433M测温装置、433M测振装置及ZigBee油质监测装置，采集穿孔机、轧管机、减径装置及矫直机的电机参数：电流、温升，减速机参数：温升、振动及油质；
所述无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台，提供专家库、设备维修规程、设备管理规程、设备预测监测规程，整合设备数据、温升监测数据、电流监测数据、振动监测数据及油质监测数据；
所述无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统，接入互联网、移动互联网、云计算及GPRS物联网，进行预测诊断，提供备件库存管理，绩效管理，分析备件需求、技术需求、人员需求及设备外包维修服务。
所述的无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，采集穿孔机、轧管机、减径装置及矫直机的电流、温升、振动数据，通过433发送器传输到数据转发器，油质监测数据通过ZigBee油质监测无线发送器传输到数据转发器，数据转发器将数据转送至互联网指定IP地址。
所述的数据转发器包括控制器，控制器连接433接收器、ZigBee接收器及GPRS无线收发器,控制器通过电力光纤局域网采用Profibus-DP和Modbus协议与穿孔机、轧管机、减径装置及矫直机连接。
所述的ZigBee油质监测无线发送器包括嵌入式微电脑，嵌入式微电脑连接ZigBee发送器、电源、LCD显示屏，嵌入式微电脑设有RS-485接口和USB接口，设置在油箱内的油质传感器与嵌入式微电脑的RS-485接口连接。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用“电量计量装置”，实时检测穿孔机、轧管机和矫直机等电机的电压，电流，有功、无功功率，视在功率，功率因数、频率，环境温度，时间等参数，通过近程、远程、有线和无线数据通讯，从电机的电流可看出电机的工作状态。
2、本发明采用“433M测温和测振动无线传感器”，对电机的温度和减速机郁振动进行实时监测，其件传感器体积小，功耗低，价格低。采用螺钉或磁铁固定，安装灵话，连线极少。这是设备在线监测的理想方法。
3、本发明采用“ZigBee油质监测无线发送器”，对润滑油的油质进行实时监测，这也是设备在线监测的理想方法。
4、本发明采用了自行设计的“数据转发器”，这是一项物联网技术创新转发器”，外部采用433M和ZigBee无线，内部采用Profibus-DP现场总线有线传递数据，实现了有线和无线“网络化”功能；
5、本发明通过，“数据转发器”的GPRS远程无线收发器传至互联网的指定IP地址，即构成了物联网中的数据，可供更多外部相关部门远程共享使用，这是一项物联网技术创新。
附图说明
图1是无缝钢管生产线工艺流程图。
图2是无缝钢管生产重点设备物联网维修预测系统图。
图3是无缝钢管生产设备物联网维修预测数据采集系统原理图。
图4是无缝钢管生产设备数据采集数据转发器原理图。
图5是GPRS无线收发器原理图。
图6是电量计量装置原理图。
图7是433M无线测温装置原理图。
图8是433M无线测温装置温度传感器螺钉固定结构图。
图9是433M无线测温装置温度传感器磁铁固定结构图。
图10是433M无线测振装置振动传感器螺钉固定结构图。
图11是ZigBee油质监测无线发送器原理图。
图12是GPRS无线收发器嵌入式微电脑原理电路图。
图13是GPRS无线收发器地址设置原理电路图。
图14是GPRS收发器原理电路图。
图中：1-被测物2-传热片3-传感器外壳4-电路器件及供电锂电池5-测温传感器检测元件6-传感器底板7-固定螺钉8-固定磁铁9-测振元件10-测振弹簧
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
如图2所示，一种无缝钢管生产重点设备物联维修预测系统，包括无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统，无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台，无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统采集设备电机和减速机的运行数据，通过近距离无线传输、中距离无线传输、远距离无线传输及有线传输，将数据传送至无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统和无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台进行监测和诊断分析。
所述无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，通过电量计量装置、433M测温装置、433M测振装置及ZigBee油质监测装置，采集穿孔机、轧管机、减径装置及矫直机的电机参数：电流、温升数据，减速机参数：温升、振动及油质数据。
所述无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台，提供专家库、设备维修规程、设备管理规程、设备预测监测规程，整合设备数据、温升监测数据、电流监测数据、振动监测数据及油质监测数据。
所述无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统，接入互联网、移动互联网、云计算及GPRS物联网，进行预测诊断，提供备件库存管理，绩效管理，分析备件需求、技术需求、人员需求及设备外包维修服务。
如图3所示，无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，采集穿孔机、轧管机、减径装置及矫直机的电流、温升、振动数据，通过433发送器传输到数据转发器，油质监测数据通过ZigBee油质监测无线发送器传输到数据转发器，数据转发器内设433接收器和ZigBee接收器，433接收器和ZigBee接收器与控制器连接，控制器同时连接GPRS远程无线收发器。数据通过GPRS远程无线收发器传至互联网指定IP地址。
如图4所示，数据转发器的控制器通过电力光纤局域网采用Profibus-DP和Modbus协议与穿孔机、轧管机、减径装置及矫直机连接。
如图5所示，GPRS无线收发器，包括嵌入式微电脑，微电脑连接GPRS收发器、电源及LCD显示屏，微电脑设有USB通讯接口和RS-485通讯接口。
如图6所示，电量计量装置包括，包括微电脑89C58，微电脑89C58与ASLC电量测量芯片ATT7026A、LCD显示屏、时钟电路、看门狗电路、测温元件DS18B20、键盘、报警电路连接，微电脑89C58设有RS-485MAX485通讯接口，开关量输入端口，开关量输出端口及USB通信接口。三相电流输入部分CT和三相电压输入部分PT与ASLC电量测量芯片ATT7026A连接。电量计量装置实时检测电压，电流，有功、无功功率，视在功率，功率因数、频率、环境温度、时间参数，不正常状态下报警，脉冲输出，控制，近程远程数据通讯。
如图7所示，433M无线测温装置，包括嵌入式微电脑，微电脑连接锂电池电源、温度传感器DS18B20、433M无线模块。
433M无线测温装置的温度传感器与被测物采用螺钉或磁铁连接。
433M无线测振装置的振动传感器与被测物采用螺钉连接。
如图8所示，433M无线测温装置温度传感器螺钉固定结构，传感器外壳3内设有电路器件及锂电池4、测温传感器监测元件5，传感器底板6与下部的传热片2与被测物1通过固定螺钉7连接。
如图9所示，433M无线测温装置温度传感器磁铁固定结构，传感器底板6与下部的传热片2与被测物1通过固定磁铁连接。
如图10所示，433M无线测振装置振动传感器螺钉固定结构，传感器外壳3内设有电路器件及锂电池4、测振元件9、测振弹簧10，传感器底板6与下部的传热片2与被测物1通过固定螺钉7连接。
如图11所示，ZigBee油质监测无线发送器包括嵌入式微电脑，嵌入式微电脑连接ZigBee发送器、电源、LCD显示屏，嵌入式微电脑设有RS-485接口和USB接口，设置在油箱内的油质传感器与嵌入式微电脑的RS-485接口连接。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (4)

1.一种无缝钢管生产重点设备物联维修预测系统，其特征在于，包括无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统，无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台，无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统采集设备电机和减速机的运行数据，通过无线传输及有线传输，将数据传送至无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统和无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台进行监测和诊断分析；
所述无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，通过电量计量装置、433M测温装置、433M测振装置及ZigBee油质监测装置，采集穿孔机、轧管机、减径装置及矫直机的电机参数：电流、温升，减速机参数：温升、振动及油质；
所述无缝钢管生产线设备物联网智能预测系统信息平台，提供专家库、设备维修规程、设备管理规程、设备预测监测规程，整合设备数据、温升监测数据、电流监测数据、振动监测数据及油质监测数据；
所述无缝钢管生产线设备物联网智能预测应用系统，接入互联网、移动互联网、云计算及GPRS物联网，进行预测诊断，提供备件库存管理，绩效管理，分析备件需求、技术需求、人员需求及设备外包维修服务。
2.根据权利要求1所述的一种无缝钢管生产重点设备物联维修预测系统，其特征在于，所述的无缝钢管生产线设备物联网智能预测数据采集系统，采集穿孔机、轧管机、减径装置及矫直机的电流、温升、振动数据，通过433发送器传输到数据转发器，油质监测数据通过ZigBee油质监测无线发送器传输到数据转发器，数据转发器将数据转送至互联网指定IP地址。
3.根据权利要求2所述的一种无缝钢管生产重点设备物联维修预测系统，其特征在于，所述的数据转发器包括控制器，控制器连接433接收器、ZigBee接收器及GPRS无线收发器,控制器通过电力光纤局域网采用Profibus-DP和Modbus协议与穿孔机、轧管机、减径装置及矫直机连接。
4.根据权利要求2所述的一种无缝钢管生产重点设备物联维修预测系统，其特征在于，所述的ZigBee油质监测无线发送器包括嵌入式微电脑，嵌入式微电脑连接ZigBee发送器、电源、LCD显示屏，嵌入式微电脑设有RS-485接口和USB接口，设置在油箱内的油质传感器与嵌入式微电脑的RS-485接口连接。
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