一种在线式轧机监测方法、装置、设备及介质与流程

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1.本发明涉及设备监测领域，具体涉及一种在线式轧机监测方法、装置、设备及介质。

背景技术：

2.轧机是每个轧钢厂必不可少的金属加工设备，轧钢生产工艺中除特殊的无头轧制外，多数为单坯轧制或者半无头轧制。对于单台轧机减速机而言，如轧制不是连续的轧制过程，则在钢坯刚进入轧辊以及钢坯完全脱硫轧辊时，轧辊和钢坯之间会产生较大的瞬时冲击，冲击力度之大足以能够引起轧机本体所有零部件的振动上升。另一方面，轧机减速机包括轧辊的在线监测系统，需要实时捕捉轧机减速机的运行状态，比如振动速度、振动加速度等，并通过趋势管理工具，在振动速度、振动加速度上升时，给出报警提醒，在实际应用时，轧辊过钢冲击将引起在线监测系统误报率的显著上升，也为轧机减速机的故障诊断带来了较大干扰和困难。

技术实现要素：

3.鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种在线式轧机监测方法、装置、设备及介质，以解决上述技术问题。
4.本发明提供的一种在线式轧机监测方法，所述方法包括：
5.获取振动信号，所述振动信号在设备运转部件工作时产生；
6.对所述振动信号进行积分，得到积分结果；
7.对所述积分结果按时间顺序进行排列，并将排序后的积分结果拟合成趋势线，所述趋势线用于表示设备状态的发展趋势；
8.根据所述趋势线对所述轧机进行监测。
9.于本发明一实施例中，所述对所述振动信号进行积分，包括：
10.将所述振动信号进行模数转换，得到时域信号值；
11.将所述时域信号值按时间先后顺序进行排列并拟合成曲线，得到拟合曲线；
12.以固定时间对所述拟合曲线进行分组，得到多个时域图；
13.对多个时域图分别进行积分，得到多个积分结果。
14.于本发明一实施例中，所述获取振动信号，包括：通过三轴加速度传感器采集振动信号，其中，所述三轴加速度传感器设置在轧机减速机轴承座或者轴承端盖上。
15.于本发明一实施例中，在将所述振动信号进行模数转换时通过边缘计算对振动信号进行模数转换。
16.于本发明一实施例中，所述方法还包括：将每个积分结果，以及对应每个积分结果的时域信号值上传至服务器。
17.于本发明一实施例中，所述方法还包括：将每一个积分结果进行傅里叶变换，得到相应的频谱图。
18.本发明提供的一种在线式轧机监测装置，所述监测装置包括：
19.信号获取模块，用于获取振动信号，所述振动信号在设备运转部件工作时产生；
20.积分模块，用于对所述振动信号进行积分，得到积分结果；
21.拟合模块，用于对所述积分结果按时间顺序进行排列，并将排序后的积分结果拟合成趋势线，所述趋势线用于表示设备状态的发展趋势；
22.监测模块，用于根据所述趋势线对所述轧机进行监测。
23.于本发明一实施例中，所述积分模块包括：
24.模数转换子模块，用于将所述振动信号进行模数转换，得到时域信号值；
25.拟合子模块，用于将所述时域信号值按时间先后顺序进行排列并拟合成曲线，得到拟合曲线；
26.划分子模块，用于以固定时间对所述拟合曲线进行分组，得到多个时域图；
27.积分子模块，用于对多个时域图分别进行积分，得到多个积分结果。
28.本发明提供的一种电子设备，所述电子设备包括：
29.一个或多个处理器；
30.存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现上述的在线式轧机监测方法的步骤。
31.本发明提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行上述的在线式轧机监测方法的步骤。
32.本发明的有益效果：本发明中的一种在线式轧机监测方法、装置、设备及介质，所述方法包括：获取振动信号，所述振动信号在设备运转部件工作时产生；对所述振动信号进行积分，得到积分结果；对所述积分结果按时间顺序进行排列，并将排序后的积分结果拟合成趋势线，所述趋势线用于表示设备状态的发展趋势；根据所述趋势线对所述轧机进行监测。本发明可以通过积分算法的运用，将轧钢冲击对设备状态趋势的影响降到很小，可忽略不计，从而系统不需要接入生产运行数据，不需要把控轧钢冲击的时间，也能够消除轧钢冲击对在线式状态监测系统报警准确率的影响。
33.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
34.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
35.图1为本技术的一示例性实施例示出的设备运转部件工作时产生的振动信号示意图；
36.图2为本技术的一示例性实施例示出的一种在线式轧机监测方法的实施环境示意图；
37.图3为本技术的一示例性实施例示出的一种在线式轧机监测方法的流程图；
38.图4为本技术一示例性实施例示出的对所述振动信号进行积分的流程图；
39.图5为本技术的一示例性实施例示出的在线式轧机监测装置的流程图；
40.图6示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
41.以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
42.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
43.在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
44.请参阅图1，图1为本技术一示例性实施例示出的设备运转部件工作时产生的振动信号示意图。在图1中，当设备出现过钢冲击时，其冲击幅值大，但持续时间非常短，大概只有几毫秒，在冲击阶段，其幅值曲线对时间的积分结果可以用图1中的阴影区域2面积表示，但对于每一个swe设定的单次样本时间t(如2秒)而言，其幅值对时间的积分结果即ve为阴影区域1面积和阴影区域2面积的总和，即使一个样本时间内，有多个冲击，其对整个阴影区域的影响也较小，不会引起ve趋势有大的变化，即不会引起误报警。
45.图2是本技术一种示例性的一种在线式轧机监测方法实施环境的示意图。在该实施环境中，包括振动传感器210、数据采集箱220、软件服务器230，振动传感器210、数据采集箱220、软件服务器230之间进行数据交互。在该实施环境中，振动传感器可以获取振动信号，所述振动信号在设备运转部件工作时产生；然后将振动信号传输至数据采集箱进行数据处理，得到数据处理结果，再将数据处理结果发送至软件服务器，软件服务器对所述振动信号进行积分，得到积分结果；对所述积分结果按时间顺序进行排列，并将排序后的积分结果拟合成趋势线，所述趋势线用于表示设备状态的发展趋势；根据所述趋势线对所述轧机进行监测。本发明可以通过积分算法的运用，将轧钢冲击对设备状态趋势的影响降到很小，可忽略不计，从而系统不需要接入生产运行数据，不需要把控轧钢冲击的时间，也能够消除轧钢冲击对在线式状态监测系统报警准确率的影响。
46.本技术的实施例分别提出一种在线式轧机监测方法、一种在线式轧机监测装置、一种电子设备、一种计算机可读存储介质，以下将对这些实施例进行详细描述。
47.请参阅图3，图3是本技术的一示例性实施例示出的一种在线式轧机监测方法的流程图。该方法可以应用于图1所示的实施环境，并由该实施环境中的整车控制单元具体执行。应理解的是，该方法也可以适用于其它的示例性实施环境，并由其它实施环境中的设备具体执行，本实施例不对该方法所适用的实施环境进行限制。
48.请参阅图3，图3为本技术一示例性的一种在线式轧机监测方法的流程图，该扭振控制方法至少包括步骤s310至步骤s340，详细介绍如下：
49.步骤s310，获取振动信号，所述振动信号在设备运转部件工作时产生；
50.所述获取振动信号，包括：通过三轴加速度传感器采集振动信号，其中，所述三轴加速度传感器设置在轧机减速机轴承座或者轴承端盖上。
51.三轴加速度传感器为有源传感器，固定安装在轧机减速机轴承端盖上，安装方式可以为磁吸、螺纹孔安装或者夹持安装，三轴加速度传感器通过信号线与轧机减速机附近的数据采集箱相连，可以将所述传感器采集到的模拟量传输给数据采集箱进行边缘计算。数据采集箱根据灵活的程序设定进行模数转换，得到域信号值vt，域信号值vt即为目前常用的振动加速度瞬时值。
52.步骤s320，对所述振动信号进行积分，得到积分结果；
53.请参阅图4，图4为本技术一示例性实施例示出的对所述振动信号进行积分的流程图。在图4中，所述对所述振动信号进行积分包括：
54.步骤s410，将所述振动信号进行模数转换，得到时域信号值；
55.在本实施例中，用vt来表示振动信号的时域信号值，
56.步骤s420，将所述时域信号值按时间先后顺序进行排列并拟合成曲线，得到拟合曲线；
57.步骤s430，以固定时间对所述拟合曲线进行分组，得到多个时域图；
58.其中，固定时间可以是2s，即将2s内的拟合曲线作为一个分组，这样就可以将拟合曲线划分为多个分组，每一个分组为一个时域图。
59.步骤s440，对多个时域图分别进行积分，得到多个积分结果。
60.即将每一个时域图vt按时间t进行积分，得到积分结果，用ve来表示积分结果。
61.在一实施例中，在将所述振动信号进行模数转换时通过边缘计算对振动信号进行模数转换。
62.步骤s330，对所述积分结果按时间顺序进行排列，并将排序后的积分结果拟合成趋势线，所述趋势线用于表示设备状态的发展趋势；
63.在前述步骤中，将多个积分结果ve按计算完成时间先后顺利排列，并拟合成曲线，即能量图；然后将能量图发送至软件服务器上，通过服务器上的分析软件对ve进行绘图展示，得到设备状态趋势。
64.在一实施例中，所述方法还包括：将每个积分结果，以及对应每个积分结果的时域信号值上传至服务器。
65.在一实施例中，所述方法还包括：将每一个积分结果进行傅里叶变换，得到相应的频谱图。
66.分析软件可对每个长度为t时间的ve数据进行傅里叶变换得到该时域图对应的频谱图，供分析人员进行频谱分析。
67.步骤s340，根据所述趋势线对所述轧机进行监测。
68.需要说明的是，可以根据趋势图来监测数据，判断是否需要报警。分析软件中趋势报警通过计算数据采集箱提供的积分后的数据是否超过报警值来实现，所以能够避免系统在轧机钢坯进入轧辊以及脱离轧辊时报警。
69.分析软件可远程控制所述数据采集箱的增益，模数转换频率，固定时间t等，进而可远程控制vt和ve，以适应各种工况。
70.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
71.综上所述，本发明一种自动消除轧钢冲击影响的在线式轧机监测方法，可以通过积分算法的运用，将轧钢冲击对设备状态趋势的影响降到很小，可忽略不计，从而系统不需要接入生产运行数据，不需要把控轧钢冲击的时间，也能够消除轧钢冲击对在线式状态监测系统报警准确率的影响，所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
72.图5是本技术的一示例性实施例示出的在线式轧机监测装置的框图。该装置可以应用于图2所示的实施环境，并具体配置在软件服务器中。该装置也可以适用于其它的示例性实施环境，并具体配置在其它设备中，本实施例不对该装置所适用的实施环境进行限制。
73.如图5所示，本技术提供一种在线式轧机监测装置，该装置包括：
74.信号获取模块510，用于获取振动信号，所述振动信号在设备运转部件工作时产生；
75.积分模块520，用于对所述振动信号进行积分，得到积分结果；
76.拟合模块530，用于对所述积分结果按时间顺序进行排列，并将排序后的积分结果拟合成趋势线，所述趋势线用于表示设备状态的发展趋势；
77.监测模块540，用于根据所述趋势线对所述轧机进行监测。
78.在一实施例中，所述积分模块包括：
79.模数转换子模块，用于将所述振动信号进行模数转换，得到时域信号值；
80.拟合子模块，用于将所述时域信号值按时间先后顺序进行排列并拟合成曲线，得到拟合曲线；
81.划分子模块，用于以固定时间对所述拟合曲线进行分组，得到多个时域图；
82.积分子模块，用于对多个时域图分别进行积分，得到多个积分结果。
83.需要说明的是，上述实施例所提供的在线式轧机监测装置与上述实施例所提供的在线式轧机监测方法属于同一构思，其中各个模块和单元执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的在线式轧机监测装置在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。
84.本技术的实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现上述各个实施例中提供的在线式轧机监测方法。
85.图6示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。需要说明的是，图6示出的电子设备的计算机系统仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
86.如图6所示，计算机系统包括中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，其可以根据存储在只读存储器(read-onlymemory，rom)中的程序或者从储存部分加载到随机访
问存储器(randomaccessmemory，ram)中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在ram中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu、rom以及ram通过总线彼此相连。输入/输出(input/output，i/o)接口也连接至总线。
87.以下部件连接至i/o接口：包括键盘、鼠标等的输入部分；包括诸如阴极射线管(cathoderaytube，crt)、液晶显示器(liquidcrystaldisplay，lcd)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的储存部分；以及包括诸如lan(local areanetwork，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至i/o接口。可拆卸介质，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分。
88.特别地，根据本技术的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本技术的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图2所示的在线式轧机监测方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)执行时，执行本技术的系统中限定的各种功能。
89.需要说明的是，本技术实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(erasableprogrammablereadonly memory，eprom)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compactdisc read-onlymemory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
90.附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
91.描述于本技术实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬
件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
92.本技术的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如前所述的在线式轧机监测方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
93.本技术的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的在线式轧机监测方法。
94.上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

技术特征：

1.一种在线式轧机监测方法，其特征在于，所述方法包括：获取振动信号，所述振动信号在设备运转部件工作时产生；对所述振动信号进行积分，得到积分结果；对所述积分结果按时间顺序进行排列，并将排序后的积分结果拟合成趋势线，所述趋势线用于表示设备状态的发展趋势；根据所述趋势线对所述轧机进行监测。2.根据权利要求1所述的在线式轧机监测方法，其特征在于，所述对所述振动信号进行积分，包括：将所述振动信号进行模数转换，得到时域信号值；将所述时域信号值按时间先后顺序进行排列并拟合成曲线，得到拟合曲线；以固定时间对所述拟合曲线进行分组，得到多个时域图；对多个时域图分别进行积分，得到多个积分结果。3.根据权利要求1所述的在线式轧机监测方法，其特征在于，所述获取振动信号，包括：通过三轴加速度传感器采集振动信号，其中，所述三轴加速度传感器设置在轧机减速机轴承座或者轴承端盖上。4.根据权利要求2所述的在线式轧机监测方法，其特征在于，在将所述振动信号进行模数转换时通过边缘计算对振动信号进行模数转换。5.根据权利要求1所述的在线式轧机监测方法，其特征在于，所述方法还包括：将每个积分结果，以及对应每个积分结果的时域信号值上传至服务器。6.根据权利要求2所述的在线式轧机监测方法，其特征在于，所述方法还包括：将每一个积分结果进行傅里叶变换，得到相应的频谱图。7.一种在线式轧机监测装置，其特征在于，所述监测装置包括：信号获取模块，用于获取振动信号，所述振动信号在设备运转部件工作时产生；积分模块，用于对所述振动信号进行积分，得到积分结果；拟合模块，用于对所述积分结果按时间顺序进行排列，并将排序后的积分结果拟合成趋势线，所述趋势线用于表示设备状态的发展趋势；监测模块，用于根据所述趋势线对所述轧机进行监测。8.根据权利要求7所述的在线式轧机监测装置，其特征在于，所述积分模块包括：模数转换子模块，用于将所述振动信号进行模数转换，得到时域信号值；拟合子模块，用于将所述时域信号值按时间先后顺序进行排列并拟合成曲线，得到拟合曲线；划分子模块，用于以固定时间对所述拟合曲线进行分组，得到多个时域图；积分子模块，用于对多个时域图分别进行积分，得到多个积分结果。9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1～6任意一项所述的在线式轧机监测方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，当所述计算机程
序被计算机的处理器执行时，使计算机执行如权利要求1～6任意一项所述的在线式轧机监测方法的步骤。

技术总结

本发明公开了一种在线式轧机监测方法，所述方法包括：获取振动信号，所述振动信号在设备运转部件工作时产生；对所述振动信号进行积分，得到积分结果；对所述积分结果按时间顺序进行排列，并将排序后的积分结果拟合成趋势线，所述趋势线用于表示设备状态的发展趋势；根据所述趋势线对所述轧机进行监测。本发明可以通过积分算法的运用，将轧钢冲击对设备状态趋势的影响降到很小，可忽略不计，从而系统不需要接入生产运行数据，不需要把控轧钢冲击的时间，也能够消除轧钢冲击对在线式状态监测系统报警准确率的影响。统报警准确率的影响。统报警准确率的影响。