一、项目实施背景：

随着工业技术的不断发展，液压传动因其独特的优势，成为现代传动与控制的重要技术手段和不可替代的关键技术之一。马钢股份液压润滑设备分布各个主要关键产线，为保障生产安全稳定运行提供有力支撑,但也存在以下问题：

1、由于钢铁企业环境恶劣，高温、粉尘、水汽等，液压润滑油液的污染、变质，导致液压阀突然卡塞、设备异常磨损，造成执行机构突然不动作、停机等现象；

2、关键产线应用大量的液压比例伺服阀，常常发生故障现象与电气控制扯不清，盲目更换诸多元件，造成时间、费用浪费，最终故障真实原因不明了；

3、设备干油润滑给油量普遍存在过多、过少现象，导致大量浪费、环境污染、设备异常损坏；

4、冶金系统液压润滑设备立体、水平分布在高空、地下以及各个角落，点检、维保人员用工成本不断增加，技术业务水平参差不齐，点检盲区、漏项时有发生；

5、随着生产节奏加快，产品质量精度不断提升，对液压设备运行数据可靠性、数据追溯性要求提高，并要求第一时间发送报警、诊断信息；同时要求维保人员快速定位问题，快速解决问题，甚至复杂问题跨专业合作，传统的运维方式已逐渐显得相形见绌。

二、项目实施思路：

近年来随着物联网、人工智能、大数据、计算机技术及数据采集混合智能故障诊断技术的飞速发展，为故障诊断的智能化提供了强大支持。将这些技术应用于液压润滑系统的在线监控及故障诊断是必然的发展趋势。

液压润滑系统主要组成：动力单元、控制单元、动作单元、介质、管路附件等。

介质单元：液压润滑油要求清洁、无水、极压抗磨等等，油品一旦发生问题，常发生阀卡不动作；水分含量高、粘度降低润滑性能差造成轴承、齿轮损坏；设备磨损等等。虽然平时进行定期检测，由于存在取样、运输、检测周期等等因素影响，不能及时反映设备状况。因此液压润滑油列为智能监控、故障诊断对象。

控制单元：由各类阀件组成，关键元件是比例伺服阀，该元件控制关键执行机构，要求响应速度灵敏、动作精度高，系统中往往是比例伺服阀的故障造成停机，常常因为故障难以判断花费大量时间、以及更换很多元件造成极大浪费。因此将比例伺服阀列为智能监控诊断对象。

冶金设备传动中各类传动轴承多数通过干油润滑，点多、面广，过润滑现象普遍存在，造成极大浪费和环境污染，甚至发生火灾隐患；也常常发生分配器、管路、接头等故障导致欠润滑，造成轴承损坏等现象，润滑效果不可控。因此点对点的智能润滑，并有效监控预警也是迫切需要解决的。

智能制造代表着未来先进企业的发展方向，在智能制造环境下，现有技术装备的运行维护管理将受到空前的挑战，作为智能制造重要保障的设备安全状态把握、设备维修、设备运维活该如何调整方向和发展，是设备维修系统研究和规划的重大课题。

三、项目方案确定、实施：

马钢股份设备管理部通过与国机集团广州机械科学研究院有限公司、江苏大学、中冶华润科技发展有限公司充分技术交流，确定以下方案：

1、液压润滑油液在线监测与故障诊断：选择在冷轧1720酸轧主减速机齿轮润滑系统、拉矫机齿轮润滑系统、2130酸轧主减速机齿轮润滑系统；车轮公司9000T油压机液压系统；一钢轧CSP轧机齿轮润滑系统实施对象。

在线液压润滑油液监控是指在系统不停止工作的情况下，通过系统或设备的在线传感器对在用油的理化、污染、磨损性能参数进行连续不间断的原位监测，根据所监测的油品参数常变化来判定或预测系统或设备的运行工况和状态，诊断系统或设备的异常部件，为开展针对性维护和修理提供依据，从而有效及时避免突发事故发生的监测技术。

由于在线监控技术是将传感器（或传感探头）直接安装在系统管路或油箱上，在系统工作过程中可以随时进行检测，省略了繁琐的操作程序，避免了外界的附加污染，因而检测速度快，成本低，测量结果更能代表系统油液的真实污染状况，为及时根据油液的污染程度，采取相应的控制、净化措施及实施按质换油提供依据。润滑油在线监控消除了人为不确定性因素，取样和检测几乎同时进行，及时反映设备的工作状态。

齿轮润滑系统在线油液监测系统结构原理如下图

2、比例伺服阀监测与故障诊断：由于冷轧要求精度高，比例伺服阀品种多，因此作为实施对象。

设计比例伺服阀性能检测、故障智能诊断及维修中心，该中心获得了大量的伺服阀故障特性曲线，不同类型的伺服阀故障特征样本十分丰富，在此基础上探索性地提出一种基于云平台的电液伺服阀远程智能故障诊断方法：以仿真及测试数据为基础简历伺服阀故障特征数据库，以便携式伺服阀测试系统作为伺服阀故障采集终端，以专家系统或神经网络等AI算法实现故障特征对比匹配，利用物联网通信技术实现故障特征数据库与故障采集终端之间的信息互通，完成跨空间远程采集和记录不同电液伺服阀的运行参数和故障信息，达到不同终端、不同地点对电液伺服阀的信息管理查询与故障智能诊断。

下位机PLC通过D/A转换模块输出模拟电压，再通过变送器转换成主流电液伺服阀常用控制信号（如±10V，±10mA，4~20mA）；另外，PLC还通过其数字I/O口实现对液压站电磁阀的算术逻辑控制。上位机通过内置数据采集卡实现A/D转换，完成系统模拟量（如压力、流量、温度）的高速、高精度采集，并通过专门开发的测试软件实现伺服阀静态性能的测试。触摸屏主要完成PLC的操作人机界面功能。

3、干油智能润滑与故障诊断：炼铁总厂球团、烧结机滑道高温、点多，定为实施对象。

智能润滑是以完成设备的精细化、可视化、人性化润滑为目的，智能润滑云端平台同时也是设备运行信息及故障预警机制的理想信息化平台。

智能润滑工作原理：在自动运行状态，主控系统按照设定程序运行，启动电动高压润滑泵，并控制电磁给油器的启闭，润滑脂过滤后被输送到各润滑点的电磁给油器，流量传感器实时检测每点是否供油，监测系统远程显示该点的润滑状态，如有故障及时报警。

智能润滑系统特点：自由排序、按需加油：逐点监测、实时反馈：故障查询、智能判断：人机对话，远程监控。

四、创新亮点

本项目将通过物联网、大数据技术，实现跨空间远程记录、采集、监控生产过程液压润滑系统关键部件（油液、比例伺服阀、干油润滑）的运行参数和故障信息，达到不同终端、不同地点的在线监控与信息管理；充分利用历史报警数据挖掘隐藏在其背后的故障诊断知识，预测液压润滑设备关键参数未来的状态变化，为系统早期故障判断，提前预警以及异常状态的辨识提供科学依据。

五：项目实施效果：（管理水平、经济效益、社会效益、生态效益）

马钢股份公司通过对油液在线监控、液压润滑设备比例伺服阀、以及智能润滑诊断与远程运维创新运用，保障设备安全状态把控、做到智能诊断、精准维护、改变了传统设备管理模式，体现了设备智能制造先进的发展方向，对提升马钢产品品牌及竞争力具有显著的社会效益，同时提高马钢品牌和市场形象。

同时创造的价值如下：

节省费用、降低成本 ：减少停机时间, 减少维修次数，减少用工，提高生产效率，节约关键元件备件消耗及维修的费用，降低油品消耗。

降低设备风险 ： 实时了解设备运行状态，减少设备磨损，延长设备使用寿命，避免突发事故的发生。

提供安全保障 ： 降低维修工人劳动强度，确保安全。

减少环境污染 ： 减少油脂污染，改善环境质量，创造社会效益。

经济效益：实施前后故障降低49%；检修维修费用减少84万/年；油品消耗、备件费用减少161万/年

投入资金（万）=设备费用182（80+60+42）+施工费用12万+材料费7.8万=201.8万元

实施前后同比效益增加额：

时间

故障次数

检修维修费用（万）

备件消耗（万）

油品消耗（万）

合计（万）

2018年

37

218

181

72

2019年

19

134

57

35

减少18

减少84

减少124

减少37

245