燒結是現代鋼廠生產中的重要環(huán)節(jié)。為了能讓鐵礦石充分反應盡可能多地煉出鋼鐵,入廠后要進行粉碎篩選,而粉碎后的礦粉不容易裝爐冶煉,因此需要燒結成塊狀、球狀。燒結生產的過程就是把鐵礦粉燒結成塊狀或球狀,便于高爐煉鐵。
燒結過程中需要用到抽風系統進行強制抽風產生負壓。整個抽風系統的核心是主抽風機,它直接影響燒結機的產量、質量和能耗,是燒結生產的“心臟”。主要作用是通過煙道進行抽風,產生負壓,使燒結料中的固體燃料點火并充分燃燒,為燒結提供能量,同時將燒結過程中產生的各種氣體通過煙道,經過電除塵器凈化后由煙囪排出。
作為燒結過程中的重要設備,主抽風機的日常維護和安全生產尤為重要。主抽風機作為典型的旋轉機械,對振動的監(jiān)測是設備運轉狀態(tài)監(jiān)測的重要組成部分。其中驅動軸與軸承是旋轉機械的核心部件。主抽風機能否可靠地工作主要取決于驅動軸及軸承的運轉是否良好。
△西人馬傳感器部署圖
其次是數據采集與分析系統,將原始信號進行放大、濾波后經A/D轉換成為數字信號,從而為設備狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷等提供數據支持。
△西人馬邊緣計算模組
然后是中控服務器,接收由數據采集器預處理之后的敏感數據信息,通過運行專業(yè)軟件進一步處理和分析被測結構的信息,根據不同算法判斷出設備運行情況,如出現異常將及時反饋至設備維保人員。
接下來是云端數據中心,主要用來接收各個子系統上傳的工況數據,建立設備狀態(tài)故障數據庫,指導本地工控機進行故障診斷。
△西人馬現代化數據密集型應用使能平臺-塔斯云
最后是手機APP,利用APP連接到云端數據中心,可實現多人遠程實時在線監(jiān)測主抽風機的運行參數和工作狀況。
西人馬的這套系統通過監(jiān)測軸溫、軸轉速、軸的軸向/徑向/豎向振動、風機的滑油品質,可對軸質量不平衡、轉軸的彎曲或熱變形、軸線不對中、油膜渦動及振蕩、潤滑油中斷、推力軸承損壞、軸裂紋或葉片斷裂、徑向軸承磨損、部件脫落、動靜部件接觸、不均勻氣隙、軸向竄動、軸溫過高、轉速異常、滑油鐵屑流量過高等故障進監(jiān)測。
除了在燒結機主抽風機中的應用,這套系統還能應用在水泵機組的監(jiān)控當中。通過監(jiān)測軸溫、軸位移、水泵前/后軸、電機前軸軸向和徑向振動、電機的輸入電壓和輸出電流,系統可對軸質量不平衡、轉軸的彎曲或熱變形、軸線不對中、油膜渦動及振蕩、潤滑油中斷、推力軸承損壞、軸裂紋或葉片斷裂、徑向軸承磨損、部件脫落、動靜部件接觸、不均勻氣隙、軸向竄動、軸溫過高、電機功耗異常等故障進行監(jiān)測。
△西人馬旋轉機械類智能監(jiān)測系統-低壓水泵機組監(jiān)控
△西人馬旋轉機械類智能監(jiān)測系統-高壓水泵機組監(jiān)控
目前系統已經在多個客戶現場實現了成功安裝并正常運轉,進行24小時全天候智能監(jiān)管,實現故障早期預警,提前制定維修決策并做好維修準備,減少停機損失和多次維修帶來的費用。通過精確定位故障,提高維修效率、減少維修損失。另外,基于傳感器端邊緣計算以及云端大數據統計與分析,為故障模式判定與管理過程優(yōu)化提供量化決策依據,實現真正意義上的智慧機組。
西人馬“端-邊-管-云-用”
一體化解決方案
西人馬是一家依托于IDM(芯片設計與制造和封測)模式的芯片公司。眾所周知,當前我國芯片因為種種原因有著大量國產化替代的機會,西人馬除了關注存量市場外,更關注增量市場。
西人馬擁有MEMS芯片及其ASIC設計能力,西人馬芯片制造和先進封測中心有著完整的芯片流片、先進感知封裝、材料生產以及可靠性測試等一系列能力。本著建立生態(tài)和給客戶提供交鑰匙服務的態(tài)度,西人馬打通了邊緣計算端、以及基于感知芯片和場景應用的云(塔斯云),這種垂直整合可以為客戶提供一站式智能化解決方案服務,因此更加容易構建生態(tài)。
為了創(chuàng)建自己的芯片生態(tài),西人馬為客戶提供從感知層的芯片、傳感器,到邊緣計算和云的解決方案,并以解決客戶痛點為驅動。這些解決方案更加關注如何利用芯片驅動IoT、AI、大數據等的落地,因此西人馬打造了“端-邊-管-云-用”一體化解決方案,為民用航空、能源、醫(yī)療、交通及工業(yè)領域提供服務。
△西人馬“端-邊-管-云-用”一體化解決方案
目前,西人馬“端-邊-管-云-用”一體化解決方案已在多個行業(yè)成功應用,上文中提到的西人馬旋轉機械類智能監(jiān)測系統只是這套方案在鋼鐵行業(yè)中的一個應用,西人馬還提出了鋼包紅外測溫解決方案、高壓開關柜無線測溫方案和AR智能監(jiān)控系統解決方案,以解決鋼包溫度和高壓開關柜溫度的智能化監(jiān)測,并進行AR智能監(jiān)測,實現鋼鐵企業(yè)生產的全周期智能管理。
在國家大力提倡產業(yè)互聯網的重大機遇面前,西人馬提出“端-邊-管-云-用”一體化解決方案,該方案利用西人馬的芯片、傳感器、邊緣計算和塔斯云,不斷開發(fā)新的應用場景,賦能各個傳統行業(yè),推動經濟社會的數字化轉型。
鋼鐵行業(yè)推動智能制造勢在必行
近兩年來,鋼鐵行業(yè)在供給側改革持續(xù)推進、去產能和防范“地條鋼”死灰復燃、嚴防已化解的過剩產能復產以及取暖季限產不搞“一刀切”等因素的影響下,整體市場呈現震蕩運行格局。
2019年,受國內需求拉動,鋼鐵產量增長較快。而價格方面整體呈現回落趨勢,且下跌幅度較大。2019年以來,國內鋼材價格長期低于上年同期。從中國鋼材價格指數(CSPI)走勢看,2019年平均108點,同比下降6.8點,降幅達5.9%。
△CSPI中國鋼材價格指數變化,數據來源:中國鋼鐵工業(yè)協會
受鋼材價格回落和原材料價格上漲的影響,鋼鐵企業(yè)經濟效益自2019年以來大幅下滑。2019年全年,中國鋼鐵工業(yè)協會會員鋼鐵企業(yè)實現銷售收入42663.1億元,同比增長10.1%,實現利潤1889.9億元,同比下降30.9%;平均銷售利潤率僅為4.4%,同比下降2.6個百分點。
△會員鋼鐵企業(yè)銷售利潤率,數據來源:中國鋼鐵工業(yè)協會
經濟效益的不斷下降促使鋼鐵企業(yè)進行生產改革,由之前資源和人員密集型的傳統生產模式逐漸轉向智能化生產。
作為工業(yè)互聯網的底層技術,芯片及傳感器在智能制造方面起著至關重要的作用。以芯片為基礎的“端-邊-管-云-用”是鋼鐵行業(yè)智能化道路上的關鍵鑰匙。
2020年中央經濟工作會議將強化國家戰(zhàn)略科技力量置于八大任務之首。會議同時提出實施好關鍵核心技術攻關工程,盡快解決一批“卡脖子”問題,在產業(yè)優(yōu)勢領域精耕細作,搞出更多獨門絕技。
芯片產業(yè)是被國外嚴重“卡脖子”的產業(yè),芯片產業(yè)的技術突破關系著眾多傳統產業(yè)的智能化革新之路。以鋼鐵產業(yè)為代表的傳統工業(yè),智能制造勢在必行。如果堅守傳統生產方式,必將在未來被科技淘汰、被效益拋棄,被時代遺忘。
“我消滅你,與你無關。”《三體》里闡述的宇宙定律,在現今這個快速發(fā)展的時代同樣適用。“時代拋棄你時,連一聲再見都不會說”道盡了這個科技高速發(fā)展時代下殘酷的生存規(guī)律。
當智能化成為時代主流,如果傳統產業(yè)再不升級和變革,等待自己的只有潰不成軍的命運。
畢竟,“時代淘汰你,與你無關。”
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