ZigBee在高炉炉顶齿轮箱的测温应用

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高炉无料钟炉顶传动齿轮箱是高炉布料的关键设备，对高炉的运行有很大影响l1l。在生产过程中，高炉炉顶齿轮箱在运行时不断发热，温度不断上升，当温度上升到-定程度 ，高温环境会导致轴承处的润滑油老化甚至烧干，使轴承迅速磨损，引发轴承、齿轮等零部件连锁故障，造成电机负荷过载、电流过高，甚至齿轮箱无法布料，迫使高炉休风停产I21。所以，在工业生产中，常需要用到温度监测系统来在线监测高炉炉顶齿轮箱内部的温度分布及变化趋势，以保证设备的正常运行。但是，由于齿轮箱在-个密闭的金属壳内旋转运行，传统的测温方法由于传感器布线及数据传输的不方便，无法进行温度监测。因此，需要应用无线传感器网络实现其温度的监测。

2高炉无料钟炉顶传动齿轮箱传动系统结构概述高炉布料溜槽传动系统的原理，如图 1所示日。它可以根据布料溜槽的旋转和倾动的不同组合形式，实现环形布料、螺旋布料、点式布料和扇形布料。为了实现多种形式布料，采用了较复杂的驱动装置。如图 1所示，传动系统主要由旋转电机，倾动电机，行星减速箱，齿轮箱组成，既可以单独运转又可以同时运转 ，以满足不同的布料方式的需要 。

温度传感器布置在倾动结构位置，如图 1所示。布置在该位置的传感器并不会影响齿轮箱布料时的倾动和转动。传感器与温度数据接收器连接在-起，获得齿轮箱箱体内的温度，温度数据接收器布置在齿轮箱的外部。温度数据接收器是-个 ZigBee终端设备，它将接收到的温度数据通过无线网络的方式发送给无线路由中继站。

3温度采集系统的总体设计基于 ZigBee无线传感器网络的温度采集监测系统的硬件系统主要由温度传感器 、ZigBee终端设备、路由器、和ZigBee协调器及工控机等组成。软件系统由ZigBee三种设备间所需编写的组网程序和 VB编写的数据采集分析软件两部分组成。

3.1硬件系统设计在硬件系统中，ZigBee组网所用到的的三种 ZigBee设备为武汉某公司的产品，温度传感器与ZigBee终端设备连接成-体来稿 日期：2012-06-14基金项目：国家高技术研究发展计戈J(863计划)(2009AAo4z4l7)；北京市自然科学基金(3112004)作者简介：唐翔龙，(1986-)，男，山西人，硕士研究生，主要研究方向：ZigBee数据采集系统的设计与研究；高立新，(1953-)男，江苏溧阳人，教授，硕士生导师，主要研究方向：设备故障诊断与状态监测No.4Apr.2013 机 械设 计 与 制 造 61表 1齿轮箱温度监测情况Tab.1 Gear Box Temperature Monitoring Situation在数据分析软件内调用历史数据，查看炉顶齿轮箱内部两个测点的温度历史变化趋势。其结果如图4、图5所示。

图 4测点 1历史温度趋势Fig.4 The Point 1 Historical Temperature Trend图5测点 2历史温度趋势Fig.5 The Point 2 Historical Temperature Trend5结束语基于ZigBee的无线测温技术具有组网灵活、布线方便的特点 ，能够很好的传输数据，将其应用于高炉炉顶齿轮箱温度数据的采集与监测中，为高炉的状态监测和故障诊断带来了方便，为企业安全生产提供了保证181。