一、水泥生產設備狀態監測行業背景

近年來，中國建材在水泥行業推進聯合重組、結構調整、節能減排，推動了全行業整合優化和轉型升級。通過大規模聯合重組，組建了中聯水泥、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余熱發電站，配套脫硫脫硝、袋式收塵等生產體系，全面建設無煙、無塵工廠，在發展高效、節能、低碳、環保等綠色生產方面發揮著示范作用。隨著現代化進程的發展，水泥企業在工業化世界中扮演著舉足輕重的角色，水泥行業在生產活動中的地位越來越高，水泥廠工藝過程的穩定和優質高效生產對設備可靠性提出非常高的要求。大型風機、破碎機、立磨、管磨、輥壓機、回轉窯等重要設備的運行狀況將直接決定水泥行業收益水平。選擇有效方式對設備進行全周期狀態監測管理，必將大大延長設備使用壽命，減少資源浪費，提升企業經濟效益。

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二、水泥生產設備狀態監測的目的

水泥作為重要的建筑材料，在樓宇、道路、水利、港口等基礎設施的建設中廣泛應用，水泥年產量是衡量國民經濟和社會發展的重要指標。國家統計數字顯示，“十一五"期間，水泥工業規模持續快速發展，年均增長率為11.9%。在長期的生產線過度投產和大型工程建設減少的雙重作用下，水泥市場呈現出供過于求的情況。為了應對利潤降低、市場惡化、競爭加劇的問題，水泥企業需要在生產設施、管理方式和經營模式等多方面進行升級改造。水泥生產的核心是煅燒技術，經歷了立窯、中空窯、濕法窯、預熱器窯和窯外分解的發展過程。新型干法水泥生產是目前的水泥生產技術，采用懸浮預熱和窯外分解的新工藝，硅酸鹽分解的過程在窯外完成，使反應更充分、窯吞吐率更高。干法生產工藝中生料的含水量低于1%，降低了由于水分蒸發造成的熱量損耗，并有利于縮短煅燒時間。目前，我國新型干法水泥生產線的比重超過80%，實現了優質、高效、低耗、環保生產。新型干法水泥生產線可分為四部分：生料制備系統、煤粉制備系統、熟料煅燒系統和水泥粉磨系統。生料制備系統將石灰質原料、硅鋁質原料、硅質原料和少量校正原料破碎后，經過預均化處理形成粒度合適、成分合理、混合均勻的生料。煤粉制備系統將原煤制備成煤粉，達到充分燃燒需要的粒度大小，以滿足燃燒反應能力的要求。熟料煅燒系統將生料煅燒至部分熔融狀態，得到硅酸鹽礦物為主要成分的水泥熟料。水泥粉磨系統向熟料中加入適量石膏和添加劑，再磨細為水泥并包裝出廠。

三、設備狀態在線診斷監控系統意義

機械設備的各零部件之間剛性連接，故障具有傳導性、蔓延性，如果發現的不及時，容易造成小故障引發大故障，原發性故障衍生成為繼發性故障。例如，減速機軸承內圈滾道發生點蝕，早期發現不僅維修費用低，停機造成的成本損失也較低。故障晚期，軸承點蝕擴散到軸、齒輪及前后級上的動力裝置和執行裝置，由此引發的維修成本是一般企業不能承受的。由于機械設備的性能衰減是一個緩慢變化的過程，性能狀況不佳時常常表現為狀態參數的超調，而不會造成突然停機，為基于狀態的故障診斷技術提供了可能。狀態監測與故障診斷技術，通過監測設備運行參數，分析設備當前的狀態，預測出設備的剩余壽命，以視情維修的方式，提高設備維修維護的精確化程度，防止過度維修或欠維修現象發生。有利于提高生產系統的效率、質量、成本、服務和環境等幾方面的目標

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四、水泥制造設備狀態監測所涉及的不同種類傳感器及儀器。

(1)單軸工業振動傳感器：采集設備振動波形樣本，生成設備的振動特性，電機運行負載狀態并結合傳感器的振動特性。

(2)單軸工業溫振一體傳感器：在采集設備振動波形樣本的基礎上加裝溫度芯片，采集設備表面溫度，結合振動波形做出預警判斷。

(3)三軸振動加速度傳感器：對設備進行三個方向的物理量測量，主要適合測試涉及x，y和z向量負載的應用。

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

(5)溫度傳感器：采集設備溫度樣本，對于關鍵部位進行溫度檢測。

(6)多通道數據采集器：處理得到后的振動指標、溫度指標和報警指標等數據，實時展示在智能監控平臺上，達到實時監控被監測設備 運行狀態和智能診斷的目的。

五、水泥制造設備狀態監測涉及到的森瑟科技傳感器產品

1單軸工業振動傳感器：森瑟型號：310A 性能特點： 堅固耐用 、 耐腐蝕封裝、 金屬焊接密封 、 外殼隔離 、 EMI/RFI屏蔽 、抗沖擊保護

2單軸工業溫振一體傳感器：森瑟型號：314AT 性能特點： 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

3三軸振動加速度傳感器：森瑟型號：530A 性能特點: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 、環形剪切模式 、寬頻帶響應

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

5溫度傳感器：森瑟型號：TH742 性能特點: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、穩定性

6多通道數據采集器：森瑟型號：IN-SDG 性能特點：能夠和各種系統進行數據交互、 本地HIM顯示系統（指征值，報警）、 PLC系統（指征值，報警，簡易診斷）、CMS系統（指征值，報警，原始數據， FFT分析，故障診斷）、 工廠內各種大數據處理分析系統（指征值，診斷結果）、 IN-SDG智能振動變送器具有強大的數據處理能力，滿足不同類型設備的監測需要、 ARM+DSP 雙CPU、RAM: 512M、內部存儲器：16G

設備在線監測的意義是減少生產線故障臨停次數和累計停機時間，實現設備巡檢、維護的智能化，保證設備良好的運行狀態，從而保證產品質量，提高生產效率，降低生產成本，減少能耗和排放，提高企業的綜合競爭力，是制造業實現可持續發展的重要課題。