一、水泥生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測行業(yè)背景

近年來，中國建材在水泥行業(yè)推進(jìn)聯(lián)合重組、結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能減排，推動(dòng)了全行業(yè)整合優(yōu)化和轉(zhuǎn)型升級。通過大規(guī)模聯(lián)合重組，組建了中聯(lián)水泥、南方水泥、北方水泥、西南水泥4大水泥公司，使全國水泥行業(yè)集中度大大提高，從2008年的16％提升至目前的53％。此外，在所有符合條件的水泥廠建設(shè)余熱發(fā)電站，配套脫硫脫硝、袋式收塵等生產(chǎn)體系，全面建設(shè)無煙、無塵工廠，在發(fā)展高效、節(jié)能、低碳、環(huán)保等綠色生產(chǎn)方面發(fā)揮著示范作用。隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展，水泥企業(yè)在工業(yè)化世界中扮演著舉足輕重的角色，水泥行業(yè)在生產(chǎn)活動(dòng)中的地位越來越高，水泥廠工藝過程的穩(wěn)定和優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)對設(shè)備可靠性提出非常高的要求。大型風(fēng)機(jī)、破碎機(jī)、立磨、管磨、輥壓機(jī)、回轉(zhuǎn)窯等重要設(shè)備的運(yùn)行狀況將直接決定水泥行業(yè)收益水平。選擇有效方式對設(shè)備進(jìn)行全周期狀態(tài)監(jiān)測管理，必將大大延長設(shè)備使用壽命，減少資源浪費(fèi)，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

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二、水泥生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的目的

水泥作為重要的建筑材料，在樓宇、道路、水利、港口等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中廣泛應(yīng)用，水泥年產(chǎn)量是衡量國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要指標(biāo)。國家統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，“十一五"期間，水泥工業(yè)規(guī)模持續(xù)快速發(fā)展，年均增長率為11.9%。在長期的生產(chǎn)線過度投產(chǎn)和大型工程建設(shè)減少的雙重作用下，水泥市場呈現(xiàn)出供過于求的情況。為了應(yīng)對利潤降低、市場惡化、競爭加劇的問題，水泥企業(yè)需要在生產(chǎn)設(shè)施、管理方式和經(jīng)營模式等多方面進(jìn)行升級改造。水泥生產(chǎn)的核心是煅燒技術(shù)，經(jīng)歷了立窯、中空窯、濕法窯、預(yù)熱器窯和窯外分解的發(fā)展過程。新型干法水泥生產(chǎn)是目前的水泥生產(chǎn)技術(shù)，采用懸浮預(yù)熱和窯外分解的新工藝，硅酸鹽分解的過程在窯外完成，使反應(yīng)更充分、窯吞吐率更高。干法生產(chǎn)工藝中生料的含水量低于1%，降低了由于水分蒸發(fā)造成的熱量損耗，并有利于縮短煅燒時(shí)間。目前，我國新型干法水泥生產(chǎn)線的比重超過80%，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、環(huán)保生產(chǎn)。新型干法水泥生產(chǎn)線可分為四部分：生料制備系統(tǒng)、煤粉制備系統(tǒng)、熟料煅燒系統(tǒng)和水泥粉磨系統(tǒng)。生料制備系統(tǒng)將石灰質(zhì)原料、硅鋁質(zhì)原料、硅質(zhì)原料和少量校正原料破碎后，經(jīng)過預(yù)均化處理形成粒度合適、成分合理、混合均勻的生料。煤粉制備系統(tǒng)將原煤制備成煤粉，達(dá)到充分燃燒需要的粒度大小，以滿足燃燒反應(yīng)能力的要求。熟料煅燒系統(tǒng)將生料煅燒至部分熔融狀態(tài)，得到硅酸鹽礦物為主要成分的水泥熟料。水泥粉磨系統(tǒng)向熟料中加入適量石膏和添加劑，再磨細(xì)為水泥并包裝出廠。

三、設(shè)備狀態(tài)在線診斷監(jiān)控系統(tǒng)意義

機(jī)械設(shè)備的各零部件之間剛性連接，故障具有傳導(dǎo)性、蔓延性，如果發(fā)現(xiàn)的不及時(shí)，容易造成小故障引發(fā)大故障，原發(fā)性故障衍生成為繼發(fā)性故障。例如，減速機(jī)軸承內(nèi)圈滾道發(fā)生點(diǎn)蝕，早期發(fā)現(xiàn)不僅維修費(fèi)用低，停機(jī)造成的成本損失也較低。故障晚期，軸承點(diǎn)蝕擴(kuò)散到軸、齒輪及前后級上的動(dòng)力裝置和執(zhí)行裝置，由此引發(fā)的維修成本是一般企業(yè)不能承受的。由于機(jī)械設(shè)備的性能衰減是一個(gè)緩慢變化的過程，性能狀況不佳時(shí)常常表現(xiàn)為狀態(tài)參數(shù)的超調(diào)，而不會(huì)造成突然停機(jī)，為基于狀態(tài)的故障診斷技術(shù)提供了可能。狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)，通過監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，分析設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)，預(yù)測出設(shè)備的剩余壽命，以視情維修的方式，提高設(shè)備維修維護(hù)的精確化程度，防止過度維修或欠維修現(xiàn)象發(fā)生。有利于提高生產(chǎn)系統(tǒng)的效率、質(zhì)量、成本、服務(wù)和環(huán)境等幾方面的目標(biāo)

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四、水泥制造設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測所涉及的不同種類傳感器及儀器。

(1)單軸工業(yè)振動(dòng)傳感器：采集設(shè)備振動(dòng)波形樣本，生成設(shè)備的振動(dòng)特性，電機(jī)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)并結(jié)合傳感器的振動(dòng)特性。

(2)單軸工業(yè)溫振一體傳感器：在采集設(shè)備振動(dòng)波形樣本的基礎(chǔ)上加裝溫度芯片，采集設(shè)備表面溫度，結(jié)合振動(dòng)波形做出預(yù)警判斷。

(3)三軸振動(dòng)加速度傳感器：對設(shè)備進(jìn)行三個(gè)方向的物理量測量，主要適合測試涉及x，y和z向量負(fù)載的應(yīng)用。

(4)防爆振動(dòng)傳感器：對于一些設(shè)備工作環(huán)境有防爆要求，可配備防爆振動(dòng)傳感器，采集設(shè)備振動(dòng)波形樣本，生成設(shè)備的振動(dòng)特性。

(5)溫度傳感器：采集設(shè)備溫度樣本，對于關(guān)鍵部位進(jìn)行溫度檢測。

(6)多通道數(shù)據(jù)采集器：處理得到后的振動(dòng)指標(biāo)、溫度指標(biāo)和報(bào)警指標(biāo)等數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)展示在智能監(jiān)控平臺上，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)控被監(jiān)測設(shè)備 運(yùn)行狀態(tài)和智能診斷的目的。

五、水泥制造設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測涉及到的森瑟科技傳感器產(chǎn)品

1單軸工業(yè)振動(dòng)傳感器：森瑟型號：310A 性能特點(diǎn)： 堅(jiān)固耐用 、 耐腐蝕封裝、 金屬焊接密封 、 外殼隔離 、 EMI/RFI屏蔽 、抗沖擊保護(hù)

2單軸工業(yè)溫振一體傳感器：森瑟型號：314AT 性能特點(diǎn)： 溫振一體、耐腐蝕封裝 、 金屬焊接密封 、外殼隔離、 EMI/RFI屏蔽、抗沖擊保護(hù)

3三軸振動(dòng)加速度傳感器：森瑟型號：530A 性能特點(diǎn):三軸向測量 、4針連接器輸出 、粘合劑或螺柱安裝 、金屬焊接密封 、環(huán)形剪切模式 、寬頻帶響應(yīng)

4防爆振動(dòng)傳感器：森瑟型號：311A 性能特點(diǎn)： 帶溫度信號輸出 、本安認(rèn)證 、耐腐蝕封裝 、 金屬焊接密封 、外殼隔離 、 EMI/RFI屏蔽 、 抗沖擊保護(hù)

5溫度傳感器：森瑟型號：TH742 性能特點(diǎn):紅外線非接觸測量、耐腐蝕封裝 寬溫度測量 、的一致性、一級防雷保護(hù)、穩(wěn)定性

6多通道數(shù)據(jù)采集器：森瑟型號：IN-SDG 性能特點(diǎn)：能夠和各種系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、 本地HIM顯示系統(tǒng)（指征值，報(bào)警）、 PLC系統(tǒng)（指征值，報(bào)警，簡易診斷）、CMS系統(tǒng)（指征值，報(bào)警，原始數(shù)據(jù)， FFT分析，故障診斷）、 工廠內(nèi)各種大數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)（指征值，診斷結(jié)果）、 IN-SDG智能振動(dòng)變送器具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，滿足不同類型設(shè)備的監(jiān)測需要、 ARM+DSP 雙CPU、RAM: 512M、內(nèi)部存儲(chǔ)器：16G

設(shè)備在線監(jiān)測的意義是減少生產(chǎn)線故障臨停次數(shù)和累計(jì)停機(jī)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)設(shè)備巡檢、維護(hù)的智能化，保證設(shè)備良好的運(yùn)行狀態(tài)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，減少能耗和排放，提高企業(yè)的綜合競爭力，是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。