冷轧管机电机故障检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了冷轧管机电机故障检测方法及系统，该方法主要包括：监控器连接冷轧管机的电控柜持续检测电机信号，并且定时将电机均值数据发送给管理器；管理器将根据接收到的电机均值数据计算确定电机均值阈值；在最近一次接收到的电机数据超出电机均值阈值时，认定检测到电机故障。相比传统冷轧管机电机故障产生停机，本发明专利技术缩短了故障的发现时间，降低了故障造成的生产损失。障造成的生产损失。障造成的生产损失。

【技术实现步骤摘要】
冷轧管机电机故障检测方法及系统


[0001]本专利技术属于故障检测领域，具体为冷轧管机电机故障检测方法及系统。

技术介绍

[0002]冷轧管材因其组织晶粒细密、机械性能优越、物理性能稳定等优越的特性在许多领域起着重要的作用，而冷轧管机轧制管材可以将那些管壁厚度差距较大的原始管坯轧制成精确度和光洁度都很高的冷轧管材；每一道次都有着较大的形变量，并且减少了许多的中间工序，减少各种人力物力的消耗，较大地提高了效率。当前新型高速冷轧管机使用了直流电机来实现回转送进驱动功能，这使得回转送进的控制更加的精准，并且可以保持长时间工作无需停机，获得了较好的效果。此种冷轧管机有着如下几个特点：伺服电机多点驱动实现了工作流程的自动化；双扇形块保证了冷轧管机不受惯性的严重影响；闭式机架结构和侧向换辊的操作提高了质量和工作效率；电子凸轮曲线和HMI调节实现了高可调精度；管坯头尾、管缝和芯棒断裂检测实现了全自动化作业。上述优势使得此冷轧管机的轧制效率是普通的2.5
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3倍，并且成品精度高，头尾公差性好，适合精密管材和超长管材的轧制。
[0003]但是，现阶段有部分冷轧管机效率非常低，机械故障率也比较高，甚至有效工作系数处于0.5左右，生产成本居高不下。虽然近些年的轧机有着相对较高的效率，但在轧制过程中，整体的故障率依旧很高，对轧机的维修工作量也十分巨大，提高了成本。另一方面，原先的工程设计并没有考虑到对回转送进电机数据的记录，导致数据无法获取，阻碍了对电机运行状态的分析研究，当冷轧管机出现趋向故障状况时，技术人员也并不能及时得知并采取措施，等到故障停机就会产生更大的设备损失，降低了生产效率和产品质量。

技术实现思路

[0004]为了解决以上问题，本专利技术提出冷轧管机电机故障检测方法及系统，能解决上述现有的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：本专利技术提供冷轧管机电机故障检测系统，所述冷轧管机电机故障检测系统包括：监控器和管理器，所述监控器连接冷轧管机的电控柜，定时根据检测到的电机信号计算电机均值数据并发送给所述管理器；所述管理器连接所述监控器，持续接收电机均值数据，根据电机均值数据确定电机均值阈值，在最近一次接收到的电机数据超出电机均值阈值时，认定电机故障；所述监控器包括：电机信号测量模块，设置为将实时电机信号转换为电机数据；通信模块，设置为将电机均值数据发送给所述管理器；定时模块，设置为定时将电机数据计算为电机均值数据；所述管理器包括：通信模块，设置为接收所述监控器发送的电机均值数据；
检测模块，设置为计算电机均值阈值，判断电机数据是否超出阈值。
[0006]作为本专利技术系统进一步改进，所述电机信号包括：主电机励磁电流信号、主电机电枢电压信号、主电机电枢电流信号、回转电机励磁电流信号、回转电机电枢电压信号、回转电机电枢电流信号、送进电机励磁电流信号、送进电机电枢电压信号以及送进电机电枢电流信号。
[0007]作为本专利技术系统进一步改进，所述监控器和所述管理器的通信帧数据段结构由首位到末位依次为：轧机编号、数据类型以及有效数据。
[0008]作为本专利技术系统进一步改进，所述有效数据包括：励磁电流均值数据、电枢电压均值数据以及电枢电流均值数据。
[0009]本专利技术提供冷轧管机电机故障检测系统的检测方法，包括以下步骤：步骤a：监控器电机信号测量模块、通信模块、定时模块初始化，管理器通信模块、检测模块初始化；步骤b：定时中断发生时，监控器获取电机信号并记录电机数据，当累计定时达到预定时间，将电机数据求平均值获得电机均值；步骤c：监控器判断是否存在运行信号，如果存在执行下述步骤d，否则执行上述步骤b；步骤d：监控器将电机均值数据按预定格式写入通信帧中，发送给管理器；步骤e：当接收到通信帧时，管理器根据预定格式获取到电机数据均值；步骤f：管理器计算电机均值的滑动平均值作为基准值；步骤g：管理器判断是否确定了电机均值阈值，如果是执行下述步骤j，否则执行下述步骤h；步骤h：在冷轧管机一次回转送进期间，管理器将电机均值的最大值与基准值的差值获得电机均值幅度值；步骤i：管理器根据最先几次回转送进得到的电机均值幅度值计算确定电机均值阈值，执行上述步骤e；步骤j：管理器判断最近一次接收到的电机均值与基准值的差值是否超出电机均值阈值，如果超出阈值则执行下述步骤k，否则执行上述步骤e；步骤k：管理器判断电机故障，发出故障信号，执行上述步骤e。
有益效果
[0010]与现有技术比较本专利技术的有益效果在于，冷轧管机电机故障检测系统实现了对电机运行状态的实时监控，利用故障检测方法对电机均值数据进行分析，能够尽早地发现电机的异常状态并通知技术人员，相关电机数据也有利于技术人员快速地进行故障定位和维修，极大降低生产成本。
附图说明
[0011]图1为本专利技术冷轧管机电机故障检测方法及系统的连接结构示意图；图2为本专利技术冷轧管机电机故障检测方法及系统中，所述监控器的结构示意图；图3为本专利技术冷轧管机电机故障检测方法及系统中，所述管理器的结构示意图；
图4为本专利技术冷轧管机电机故障检测方法及系统中，所述监控器的运行流程图；图5为本专利技术冷轧管机电机故障检测方法及系统中，所述管理器的运行流程图；图6为本专利技术冷轧管机电机故障检测方法及系统中，所述通信数据帧的帧结构示意图。
实施方式
[0012]下面结合附图和实施例对本专利技术冷轧管机电机故障检测方法及系统作进一步的详述。本专利技术实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。
[0013]图1所示为冷轧管机电机故障检测系统的连接结构，其中冷轧管机11
……
1n分别受到对应电控柜21
……
2n的控制，监控器31
……
3n通过分别连接电控柜可以获取到冷轧管机的实时电机信号，监控器通过电机信号计算得到电机均值数据，管理器4通过特定通信接口与所有监控器相连，接收监控器发送的电机均值数据，计算电机均值阈值，检测电机故障状况。本实施例中，监控器运行裸机程序，管理器运行嵌入式Linux应用程序，通信接口采用CAN总线，其他的类似形式对本领域普通技术人员而言，在本专利技术思想的基础之上，是可以进行等效替换的，这里就不再赘述。
[0014]其中，所述电机信号包括：主电机励磁电流信号、主电机电枢电压信号、主电机电枢电流信号、回转电机励磁电流信号、回转电机电枢电压信号、回转电机电枢电流信号、送进电机励磁电流信号、送进电机电枢电压信号以及送进电机电枢电流信号。
[0015]本专利技术提供的冷轧管机电机故障检测系统的监控器，如图2所示，主要包括电机信号测量模块51、通信模块52、定时模块53。
[0016]电机信号测量模块51，设置为将实时电机信号转换为电机数据。本实施例中，采用双ADC对9路电机信号进行连续转换，转换结果通过DMA保存到指定内存数组。
[0017]通信模块52，设置为将电机均值数据发送给所述管理器。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.冷轧管机电机故障检测系统，所述冷轧管机电机故障检测系统包括：监控器和管理器，其特征在于，所述监控器连接冷轧管机的电控柜，定时根据检测到的电机信号计算电机均值数据并发送给所述管理器；所述管理器连接所述监控器，持续接收电机均值数据，根据电机均值数据确定电机均值阈值，在最近一次接收到的电机数据超出电机均值阈值时，认定电机故障；所述监控器包括：电机信号测量模块，设置为将实时电机信号转换为电机数据；通信模块，设置为将电机均值数据发送给所述管理器；定时模块，设置为定时将电机数据计算为电机均值数据；所述管理器包括：通信模块，设置为接收所述监控器发送的电机均值数据；检测模块，设置为计算电机均值阈值，判断电机数据是否超出阈值。2.根据权利要求1所述的冷轧管机电机故障检测系统，其特征在于，所述电机信号包括：主电机励磁电流信号、主电机电枢电压信号、主电机电枢电流信号、回转电机励磁电流信号、回转电机电枢电压信号、回转电机电枢电流信号、送进电机励磁电流信号、送进电机电枢电压信号以及送进电机电枢电流信号。3.根据权利要求1所述的冷轧管机电机故障检测系统，其特征在于，所述监控器和所述管理器的通信帧数据段结构由首位到末位依次为：轧机编号、数据类型以及有效数据。4.根据权利要求3所述的冷轧管机电机故障检测系统，其特征在于，所述有效数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：符影杰，傅天羽，陈许，李启亮，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：