CN108663082A - 一种回转窑动态运行数据采集装置及采集方法 - Google Patents

一种回转窑动态运行数据采集装置及采集方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种回转窑动态运行数据采集装置及采集方法，数据采集点布置位置安装在窑头罩处的窑头GPS定位装置、安装在窑头密封和窑尾密封处的粉尘探测器、安装在窑头罩和轮带处的视频监测装置、安装在拖轮轴承轴承座中心轴向推力检测仪、安装在拖轮轴承内部的轴承座内温度传感器、安装在小齿轮装置处的震动检测仪、安装在减速器内部的减速器内部温度传感器、安装在档轮装置上的筒体窜动位移检测装置、安装在窑筒体处的筒体表面温度检测仪、安装在窑筒体前端的窑筒体前端噪声检测仪，各类传感器及探测仪与窑头控制室中设备动态数据采集转化模块连接。解决回转窑工作过程中各项指标数据实时采集的问题，从而对设备故障进行预判和及时处理。

Description

一种回转窑动态运行数据采集装置及采集方法
技术领域
本发明属于数据采集技术领域，涉及回转窑动态数据采集，尤其是对传统冶金、化工、建材等使用回转型煅烧窑、冷却窑及烘干窑设备的一种动态运行数据采集装置及采集方法。
背景技术
回转型窑类设备在长期的生产过程中因零部件不同程度的老化磨损和失效，其设备的性能会出现一定程度的降低，而设备性能的变化就导致其生产过程中出现故障，导致回转型窑类设备的跑冒漏滴以及粉尘噪声等对环境的污染，给企业造成较大经济损失，严重的还会导致重大安全生产事故发生。
回转型窑类设备的运行监测是确保设备正常运行生产的一个重要手段，在线回转型窑类设备进行安全、环保、运行等各项数据进行监测。传统的回转型窑类设备故障排查均是采用有经验的设备维护人员进行巡检发现，并且一般都是在出现故障后再进行事故排查处理。目前均没有任何的手段能在设备运行过程中来判断检查监测解决该问题。根据国家相应政策，目前国家对各企业的安全和环保监管越来越重视，已经严重影响到企业能否进行存活的主要指标。安全和环保的各项实时监控数据在对企业的安全环保判定上就显得极为主要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种回转窑动态运行数据采集装置及采集方法，解决回转窑工作过程中各项指标数据实时采集的问题，从而对设备故障进行预判和及时处理。
本发明的技术方案如下：
一种回转窑动态运行数据采集装置，回转窑包括窑头罩、窑头密封、轮带、拖轮轴承、窑筒体、减速器、大齿轮装置、小齿轮装置、档轮装置、窑尾密封、窑尾下料装置，数据采集点布置位置安装在窑头罩处的窑头GPS定位装置、安装在窑头密封和窑尾密封处的粉尘探测器、安装在窑头罩和轮带处的视频监测装置、安装在拖轮轴承轴承座中心轴向推力检测仪、安装在拖轮轴承内部的轴承座内温度传感器、安装在小齿轮装置处的震动检测仪、安装在减速器内部的减速器内部温度传感器、安装在档轮装置上的筒体窜动位移检测装置、安装在窑筒体处的筒体表面温度检测仪、安装在窑筒体前端的窑筒体前端噪声检测仪，各类传感器及探测仪与窑头控制室中设备动态数据采集转化模块连接，窑头控制室中生产设备主机系统（DCS）与回转窑动力装置连接控制窑转速、窑主电流、窑产量。
利用粉尘探测器、轴承座中心轴向推力检测仪、温度检测仪、温度传感器、筒体窜动位移检测装置等各类传感器及探测仪进行模块化布置，全天候实时对设备的各项运行所产生的相关数据及时进行统计分析，并将所统计分析的各项数据进行计算处理，通过网络将数据结论实时传输到一个综合服务平台，供企业和政务机构实施监控。其能够有效的预防和避免因设备故障引起的停机，减少企业损失，对企业的生产和政务监管起到积极的指导作用。
粉尘探测器、筒体表面温度检测仪、筒体前端噪声检测仪、轴承座中心轴向推力检测仪、轴承座内温度传感器、震动检测仪、减速器内部温度传感器、筒体窜动位移检测装置均选型为输出4~20mA模拟信号。
回转窑动态运行数据采集装置的检测方法如下：
（1）先对设备正常运行时各位置传感器进行数据检测。例如：使用轴承座中心轴向推力检测仪检查各轴端在正常运行下的压力值，轴承座内温度传感器、减速器内部温度传感器检查各零部件的温度，利用震动检测仪检测传动部件都振动值，并将所有的数据进行记录，作为设备调试的标准值。
（2）将所有传感器采集到的模拟信号通过信号线传递给PLC控制柜，将所有的模拟信号全部转化成所需要的数据矢量信号。
（3）将PLC控制柜输出的数据矢量信号传递到生产设备主机系统（DCS）电脑模型上进行实时显示。
（4）设定采集频率，在电脑模型上进行实时显示，并对数据通过建设的平台进行远程记录和储存。
（5）设定安全阈值，对高于或低于设备调试的标准值20%的测量值进行安全报警。
（6）将一个周期内采集存储的数据采用加权平均法进行计算，计算出整个周期内的各项指标的平均值，并将相关指标反馈给设备方。
（7）结合生产设备主机系统（DCS）设备运行的时间、产量等各项产能和能耗指标，统计出该设备的运行时间、设备运行状态、产量、能耗等相关指标，并将该指标的各项数据在电脑平台上进行储存和调用。
本发明的效果和益处是：利用各类传感器的模块定量化进行监测，并将所有的模块监测数据进行统计储存对比，其能够为各企业提供准确的实时依据，也极大的降低了人工成本、降低了人工劳动强度。
附图说明
图1 回转窑结构示意图。
图2数据采集点布置位置主视图。
图3数据采集点布置位置俯视图。
图中：1 窑头罩；2 窑头密封；3 轮带；4 拖轮轴承；5 窑筒体；6 减速器；7 大齿轮装置；8 小齿轮装置；9 档轮装置；10 窑尾密封；11 窑尾下料装置；A 窑头GPS定位装置；B粉尘探测器；C 视频监测装置；D 筒体表面温度检测仪；E 筒体前端噪声检测仪；F 轴承座中心轴向推力检测仪；G 轴承座内温度传感器；H 震动检测仪；I 减速器内部温度传感器；J筒体窜动位移检测装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种回转窑动态运行数据采集装置，回转窑如说明书附图1所示，包括窑头罩1、窑头密封2、轮带3、拖轮轴承4、窑筒体5、减速器6、大齿轮装置7、小齿轮装置8、档轮装置9、窑尾密封10、窑尾下料装置11；数据采集点布置位置如说明书附图2和说明书附图3所示，安装在窑头罩处的窑头GPS定位装置A、安装在窑头密封和窑尾密封处的粉尘探测器B、安装在窑头罩和轮带处的视频监测装置C、安装在拖轮轴承轴承座中心轴向推力检测仪F、安装在拖轮轴承内部的轴承座内温度传感器G、安装在小齿轮装置处的震动检测仪H、安装在减速器内部的减速器内部温度传感器I、安装在档轮装置上的筒体窜动位移检测装置J、安装在窑筒体处的筒体表面温度检测仪D、安装在窑筒体前的窑筒体前端噪声检测仪E，各类传感器及探测仪与窑头控制室中设备动态数据采集转化模块连接，窑头控制室中生产设备主机系统（DCS）与回转窑动力装置连接控制窑转速、窑主电流、窑产量。
实施例
根据回转型窑类设备的实际制造及施工图纸，确定各监测仪、传感器、监控器等在实际设计中的各位置安装和装配尺寸，并对各监测仪、传感器、监控器等模块进行位置布置和安装。
对设备正常运行时各位置传感器进行数据检测，将其设为标准值；所有传感器采集到的模拟信号通过信号线传递给PLC控制柜，将所有的模拟信号全部转化成所需要的数据矢量信号；将PLC控制柜输出的数据矢量信号传递到生产设备主机系统（DCS）电脑模型上进行实时显示；设定采集频率，在电脑模型上进行实时显示，并对数据通过建设的平台进行远程记录和储存；设定安全阈值，对高于或低于设备调试的标准值20%的测量值进行安全报警；将一个周期内采集存储的数据采用加权平均法进行计算，计算出整个周期内的各项指标的平均值，并将相关指标反馈给设备方。
窑头GPS定位装置A将设备进行定位，视频监测装置C监控设备运行视频，粉尘探测器B、筒体表面温度检测仪D、筒体前端噪声检测仪E、轴承座中心轴向推力检测仪
F、轴承座内温度传感器G、震动检测仪H、减速器内部温度传感器I、筒体窜动位移检测装置J各监测模块就得到设备运行的监控数据，其得到的各项数据和指标通过与标准值的对比进行设备预警和实时处理意见反馈，并将相关预警、数据和处理意见通过互联网反馈给个生产企业和政务监管部门
上面所述的实施例仅仅是对本发明的实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (3)

1.一种回转窑动态运行数据采集装置，回转窑包括窑头罩（1）、窑头密封（2）、轮带（3）、拖轮轴承（4）、窑筒体（5）、减速器（6）、大齿轮装置（7）、小齿轮装置（8）、档轮装置（9）、窑尾密封（10）、窑尾下料装置（11），其特征在于：数据采集点布置位置安装在窑头罩（1）处的窑头GPS定位装置（A）、安装在窑头密封（2）和窑尾密封（10）处的粉尘探测器（B）、安装在窑头罩（1）和轮带（3）处的视频监测装置（C）、安装在拖轮轴承（4）轴承座中心轴向推力检测仪（F）、安装在拖轮轴承（4）内部的轴承座内温度传感器（G）、安装在小齿轮装置（8）处的震动检测仪（H）、安装在减速器（6）内部的减速器内部温度传感器（I）、安装在档轮装置（9）上的筒体窜动位移检测装置（J）、安装在窑筒体（5）处的筒体表面温度检测仪（D）、安装在窑筒体（5）前端的筒体前端噪声检测仪（E），各类传感器及探测仪与窑头控制室中设备动态数据采集转化模块连接，窑头控制室中生产设备主机系统（DCS）与回转窑动力装置连接控制窑转速、窑主电流、窑产量。
2.根据权利要求1所述的一种回转窑动态运行数据采集装置，其特征在于：粉尘探测器（B）、筒体表面温度检测仪（D）、筒体前端噪声检测仪（E）、轴承座中心轴向推力检测仪（F）、轴承座内温度传感器（G）、震动检测仪（H）、减速器内部温度传感器（I）、筒体窜动位移检测装置（J）均选型为输出4~20mA模拟信号。
3.根据权利要求1所述的一种回转窑动态运行数据采集装置的检测方法如下，其特征在于：
第一步，先对设备正常运行时各位置传感器进行数据检测，并将所有的数据进行记录，作为设备调试的标准值；
第二步，将所有传感器采集到的模拟信号通过信号线传递给PLC控制柜，将所有的模拟信号全部转化成所需要的数据矢量信号；
第三步，将PLC控制柜输出的数据矢量信号传递到生产设备主机系统（DCS）电脑模型上进行实时显示；
第四步，设定采集频率，在电脑模型上进行实时显示，并对数据通过建设的平台进行远程记录和储存；
第五步，设定安全阈值，对高于或低于设备调试的标准值20%的测量值进行安全报警；
第六步，将一个周期内采集存储的数据采用加权平均法进行计算，计算出整个周期内的各项指标的平均值，并将相关指标反馈给设备方；
第七步，结合生产设备主机系统（DCS）设备运行的时间、产量等各项产能和能耗指标，统计出该设备的运行时间、设备运行状态、产量、能耗等相关指标，并将该指标的各项数据在电脑平台上进行储存和调用。
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