CN114653784A - 一种矫直机辊系在线故障诊断系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于辊系故障诊断技术领域，公开了一种矫直机辊系在线故障诊断系统及方法，包括：信息采集模块采集辊表面图像以及旋转接头处的温度数据；信息处理模块将采集的图像信息及温度数据处理为故障诊断模块可识别的信息；故障诊断模块利用专家系统对处理后的信息进行分析与故障判断，并输出被检测的辊系是否可以继续工作的决策以及相应的解决故障策略；预警模块将故障诊断模块判断的结果通过编程选择以字符串或十六进制形式进行转换显示；当出现故障时利用预警装置进行预警；人机交互模块进行故障原因及故障部位的显示；同时进行更新升级。本发明可以对辊系进行在线监测与故障诊断，不仅能及时准确地识别辊系故障，还能提前对故障进行预防。
Description
技术领域
本发明属于辊系故障诊断技术领域，尤其涉及一种矫直机辊系在线故障诊断系统及方法。
背景技术
目前，冷轧带材广泛用于汽车、家电、轻工业及建筑等领域。近几年来，中国带材产量占世界比重显著增长，市场竞争愈发激烈，目前每年的钢材产量居世界前列。拉矫机是生产带材的重要设备，而辊盒是拉矫机的核心部件，其包括有支撑辊、中间辊以及工作辊。其中，由于工作辊比较细，其表面容易产生裂纹，会导致产品质量不合格；支撑辊则容易产生夹杂、疲劳损坏等会导致传动抱死故障，最终造成轴承焊合，旋转接头温度升高。如果发生上述问题，会使钢带被拉断或者导致产品质量不合格，同时还会造成停机时间，直接影响钢带的成材率和生产时间，最终会造成严重的经济损失。
由于辊系故障具有随机性且难以预判等特点，一旦发生，其处理难度较大，会给整个精整线带来不可逆的损失。传统的辊系故障监测，通常采用人工检查，或者是采用定期换辊的方式来进行预防，人工检查需要的时间过长，容易出现视觉疲劳，检查容易出错，定期换辊的方式不能充分利用辊系，造成浪费。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：传统的辊系故障监测检测时间过长，容易出现视觉疲劳，检查容易出错，定期换辊的方式不能充分利用辊系，造成浪费。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种矫直机辊系在线故障诊断系统及方法。
本发明是这样实现的，一种矫直机辊系在线故障诊断系统，所述矫直机辊系在线故障诊断系统包括：
信息采集模块，用于采集辊子表面图像以及旋转接头处的温度数据；并将采集的图像与数据传输至信息处理模块；
信息处理模块，用于将采集的图像信息以及温度数据处理为故障诊断模块可识别的信息；并将处理后的信息传输至故障诊断模块；
故障诊断模块，用于利用专家系统对处理后的信息进行分析与故障判断，并输出被检测的辊系是否可以继续工作的决策以及相应的解决故障策略；
预警模块，用于将故障诊断模块判断的结果通过编程选择以字符串或十六进制形式进行转换显示；用于当出现故障时利用预警装置进行预警；
人机交互模块，用于进行故障原因以及故障部位的显示；同时用于进行更新升级。
进一步，所述信息采集模块包括：
图像采集单元，用于利用工艺相机采集辊的表面图像；
温度数据采集单元，用于利用温度传感器采集旋转接头处的温度信息。
进一步，所述预警装置包括：预警铃。
本发明的另一目的在于提供一种应用于所述矫直机辊系在线故障诊断系统的矫直机辊系在线故障诊断方法，所述矫直机辊系在线故障诊断方法包括：
步骤一，利用工业相机采集辊子表面图像；并利用温度传感器采集旋转接头处的温度数据；
步骤二，对采集的图像以及温度数据进行处理；利用专家系统基于处理后的图像以及温度数据进行故障诊断；
步骤三，当诊断结果未存在故障时，进行故障报警，并进行停机检查。
进一步，所述利用专家系统基于处理后的图像以及温度数据进行故障诊断包括：
基于采集的图像判断辊子表面是否存在表面缺陷，若存在则判断存在故障；
判断采集的温度数据是否超出预设阈值，若超出预设阈值，则判断存在故障。
进一步，所述矫直机辊系在线故障诊断方法还包括：
将实时监测数据与解决策略保存并输入专家系统，对专家系统中的决策阀值不断的完善更新。
进一步，所述进行故障报警包括：
利用预警铃发出铃声进行故障报警；同时利用页面显示红灯进行故障报警。
进一步，所述进行故障报警之后还需进行：显示故障原因以及故障位置。
本发明的另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行所述矫直机辊系在线故障诊断方法，包括下列步骤：
步骤一，利用工业相机采集辊子表面图像；并利用温度传感器采集旋转接头处的温度数据；
步骤二，对采集的图像以及温度数据进行处理；利用专家系统基于处理后的图像以及温度数据进行故障诊断；
步骤三，当诊断结果未存在故障时，进行故障报警，并进行停机检查。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述矫直机辊系在线故障诊断方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
本发明提出了一种辊系在线故障诊断系统及方法，不仅能准确识别辊系故障，还能提前对故障进行预防的在线诊断方法，保证设备在将有故障或已有故障时能及时诊断出来，正确地加以维修以及预防，以减少停工时间，提高维修质量，节约维修费用。
本发明可以对辊系进行在线监测与故障诊断，不仅能及时准确地识别辊系故障，还能提前对故障进行预防。
附图说明
图1是本发明实施例提供的故障诊断系统图原理图。
图2是本发明实施例提供的故障诊断系统图结构示意图。
图3是本发明实施例提供的故障诊断原理图。
图4是本发明实施例提供的矫直机辊系在线故障诊断方法流程图。
图5是本发明实施例提供的矫直机示意图。
图6是本发明实施例提供的上辊盒(2)的示意图示意图。
图7是本发明实施例提供的支撑辊(5)的剖面图。
图中：1-工业相机；2-矫直机；3工作辊；4-中间辊；5-支撑辊；6-轴承；7-温度传感器；8、信息采集模块；9、信息处理模块；10、故障诊断模块；11、预警模块；12、人机交互模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种矫直机辊系在线故障诊断系统及方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1-图2所示，本发明实施例提供的矫直机辊系在线故障诊断系统包括：
信息采集模块8，用于采集辊子表面图像以及旋转接头处的温度数据；并将采集的图像与数据传输至信息处理模块；
信息处理模块9，用于将采集的图像信息以及温度数据处理为故障诊断模块可识别的信息；并将处理后的信息传输至故障诊断模块；
故障诊断模块10，用于利用专家系统对处理后的信息进行分析与故障判断，并输出被检测的辊系是否可以继续工作的决策以及相应的解决故障策略；
预警模块11，用于将故障诊断模块判断的结果通过编程选择以字符串或十六进制形式进行转换显示；用于当出现故障时利用预警装置进行预警；
人机交互模块12，用于进行故障原因以及故障部位的显示；同时用于进行更新升级。
本发明实施例提供的信息采集模块包括：
图像采集单元，用于利用工艺相机采集辊的表面图像；
温度数据采集单元，用于利用温度传感器采集旋转接头处的温度信息。
本发明实施例提供的预警装置包括：预警铃。
如图3-图4所示，本发明实施例提供的矫直机辊系在线故障诊断方法包括：
S101，利用工业相机采集辊子表面图像；并利用温度传感器采集旋转接头处的温度数据；
S102，对采集的图像以及温度数据进行处理；利用专家系统基于处理后的图像以及温度数据进行故障诊断；
S103，当诊断结果未存在故障时，利用预警铃发出铃声进行故障报警；同时利用页面显示红灯进行故障报警；并进行停机检查。
本发明实施例提供的利用专家系统基于处理后的图像以及温度数据进行故障诊断包括：
基于采集的图像判断辊子表面是否存在表面缺陷，若存在则判断存在故障；
判断采集的温度数据是否超出预设阈值，若超出预设阈值，则判断存在故障。
本发明实施例提供的矫直机辊系在线故障诊断方法还包括：
将实时监测数据与解决策略保存并输入专家系统，对专家系统中的决策阀值不断的完善更新。
本发明实施例提供的进行故障报警之后还需进行：显示故障原因以及故障位置。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1：
为实现上述功能和方法，结合实例来介绍信息采集模块、信息处理模块、故障诊断模块、预警模块、人机交互模块。
信息采集模块中的SNR200-05GMP工业相机(1)位于矫直机机架上，支撑辊(5)位于辊盒(2)上，K型热电偶(7)则安装在支撑辊(5)内部，测量轴承(6)处旋转接头的温度，图示是示范作用，可以在需测量位置都安装温度传感器，他们可以通过以太网连接信息处理模块。
信息处理模块如图2对信息采集模块的SNR200-05GMP工业相机(1)采集的实时信息进行转化；K型热电偶(7)温度传感器输出的信号是电压，要使用MAX6674数模转换器转换变成数字信号。
故障诊断模块由专家系统组成，人机交互模块可以通过知识获取器扩充诊断知识库，由推理机结合信息处理模块和诊断知识库进行故障诊断。
预警模块由预警铃组成，预警铃位于车间；根据故障诊断模块的指令对现场工作人员进行警报。
本发明实施例提供的辊系在线故障诊断方法步骤：
1、将SNR200-05GMP工业相机和K型热电偶采集的信息输入信息处理模块；
2、由信息处理模块处理后的信息传递到到故障诊断模块，输入的信息分别为辊子实时表面信息和轴承处的实时温度信息；
3、故障诊断模块中的专家系统根据辊子表面信息，查找缺陷，如有明显缺陷(如裂纹等)，计算机控制中心将预警命令传达到预警模块，预警模块的预警铃发出鸣声且显示界面预警灯闪红，然后进行停机检查；
4、故障诊断模块中的专家系统根据历史数据，给温度出阀值数(T)，如果轴承处温度实时信息(t)超过阀值(T)，计算机控制中心将预警命令传达到预警模块，预警模块的预警铃发出鸣声且显示界面预警灯闪红，然后进行停机检查；
5、最后将实时监测数据与解决策略保存并输入专家系统，对专家系统中的决策阀值不断的完善更新。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种矫直机辊系在线故障诊断系统，其特征在于，所述矫直机辊系在线故障诊断系统包括：
信息采集模块，用于采集辊子表面图像以及旋转接头处的温度数据；并将采集的图像与数据传输至信息处理模块；
信息处理模块，用于将采集的图像信息以及温度数据处理为故障诊断模块可识别的信息；并将处理后的信息传输至故障诊断模块；
故障诊断模块，用于利用专家系统对处理后的信息进行分析与故障判断，并输出被检测的辊系是否可以继续工作的决策以及相应的解决故障策略；
预警模块，用于将故障诊断模块判断的结果通过编程选择以字符串或十六进制形式进行转换显示；用于当出现故障时利用预警装置进行预警；
人机交互模块，用于进行故障原因以及故障部位的显示；同时用于进行更新升级。
2.如权利要求1所述矫直机辊系在线故障诊断系统，其特征在于，所述信息采集模块包括：
图像采集单元，用于利用工艺相机采集辊的表面图像；
温度数据采集单元，用于利用温度传感器采集旋转接头处的温度信息。
3.如权利要求1所述矫直机辊系在线故障诊断系统，其特征在于，所述预警装置包括：预警铃。
4.一种应用于如权利要求1-3任意一项所述矫直机辊系在线故障诊断系统的矫直机辊系在线故障诊断方法，其特征在于，所述矫直机辊系在线故障诊断方法包括：
步骤一，利用工业相机采集辊子表面图像；并利用温度传感器采集旋转接头处的温度数据；
步骤二，对采集的图像以及温度数据进行处理；利用专家系统基于处理后的图像以及温度数据进行故障诊断；
步骤三，当诊断结果未存在故障时，进行故障报警，并进行停机检查。
5.如权利要求4所述矫直机辊系在线故障诊断方法，其特征在于，所述利用专家系统基于处理后的图像以及温度数据进行故障诊断包括：
基于采集的图像判断辊子表面是否存在表面缺陷，若存在则判断存在故障；
判断采集的温度数据是否超出预设阈值，若超出预设阈值，则判断存在故障。
6.如权利要求4所述矫直机辊系在线故障诊断方法，其特征在于，所述矫直机辊系在线故障诊断方法还包括：
将实时监测数据与解决策略保存并输入专家系统，对专家系统中的决策阀值不断的完善更新。
7.如权利要求4所述矫直机辊系在线故障诊断方法，其特征在于，所述进行故障报警包括：
利用预警铃发出铃声进行故障报警；同时利用页面显示红灯进行故障报警。
8.如权利要求4所述矫直机辊系在线故障诊断方法，其特征在于，所述进行故障报警之后还需进行：显示故障原因以及故障位置。
9.一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行如权利要求4-8任意一项所述矫直机辊系在线故障诊断方法，包括下列步骤：
步骤一，利用工业相机采集辊子表面图像；并利用温度传感器采集旋转接头处的温度数据；
步骤二，对采集的图像以及温度数据进行处理；利用专家系统基于处理后的图像以及温度数据进行故障诊断；
步骤三，当诊断结果未存在故障时，进行故障报警，并进行停机检查。
10.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求4-8任意一项所述矫直机辊系在线故障诊断方法。
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