ICS 77-010 YB CCS H 04 中华人民共和国黑色冶金行业标准 YB/T6131-2023 钢铁行业设备状态监测与故障 预警系统技术要求 Iron and steel industry-Technical requirements for equipment condition monitoring andfaultwarningsystem 2023-12-20发布 2024-07-01实施 中华人民共和国工业和信息化部发布
YB/T6131-2023 前言 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草.
请注意本文件的某些内容可能涉及专利.
本文件的发布机构不承担识别专利的责任.
本文件由中国钢铁工业协会提出.
本文件由全国钢标准化技术委员会（SAC/TC183）归口.
本文件起草单位：鞍山钢铁集团有限公司、北京科技大学、本溪钢铁（集团）信息自动化有限责任公 司、江苏永钢集团有限公司、河北天柱钢铁集团有限公司、冶金工业信息标准研究院、承德建龙特殊钢有 限公司、江阴华润制钢有限公司、中冶赛迪信息技术（重庆）有限公司、安徽容知日新科技股份有限公司、 宝武装备智能科技有限公司.
本文件主要起草人：阳建宏、黎敏、孟劲松、赵庆涛、刘斓冰、李静、王雪原、张可、施建忠、林西强、 罗显科、顾玉萍、何天庆、赵伟、赵俊杰、刘国栋、康立军、常莘东、陈士英、彭燕华、王兴、刘学功、石凤康、 姚结兵、荣守起、朱献忠、程本俊.
YB/T6131-2023 钢铁行业设备状态监测与故障预警系统技术要求 1范围 本文件规定了钢铁行业设备状态监测与故障预警系统的系统架构、数据采集、数据存储和系统功能 组成等技术要求.
本文件适用于钢铁行业工艺设备、主要辅助设备的状态监测与故障预警系统的建设和改造.
2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款.
其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本 文件.
GB/T6075.1机械振动在非旋转部件上测量评价机器的振动第1部分：总则 GB/T19873.1机器状态监测与诊断振动状态监测第1部分：总则 GB/T19873.2机器状态监测与诊断振动状态监测第2部分：振动数据处理、分析与描述 ISO/IECTR30166物联网-工业物联网 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件.
3.1 故障fault 当设备由于性能退化导致无法有效完成预定功能的设备状态.
3.2 状态监测condition monitoring 对设备运行中的振动、温度、压力、转速等物理状态数据和物料尺寸、生产计划、控制模型参数等影响 设备功能精度及寿命的工艺过程数据进行实时采集和分析，结合状态评价方法，对设备的实时工作状态 进行监测.
3.3 故障诊断fault diagnosis 通过设备的核心状态数据和相关重要数据，利用一系列分析方法，结合当前设备的异常现象，确定设 备的故障位置、故障类型、故障原因、故障程度等.
3.4 寿命预测lifetime prognosis 根据设备的当前状态和历史变化过程，在一定的时间范围内预测设备状态劣化趋势和设备剩余寿命 变化的可能性.
1
YB/T 6131-2023 4系统架构 4.1系统架构组成 钢铁行业设备状态监测与故障预警系统架构图见图1.
整个系统分为设备层、平台层和应用层，设 备层涵盖钢铁冶金领域全工序关键设备，通过与原有系统交互及新增数据感知设备的方式采集设备状态 相关的数据，并上传至平台层，在平台层对数据进行清洗降噪、特征提取和时空匹配，并分别存人各类设 备主题数据库，同时平台层提供信号分析方法库、故障诊断规则库、设备故障诊断模型、设备寿命预测模 型等多种分析工具及模型，以实现对数据的分析处理，形成相关结论，为构建状态监测和故障预警应用提 供基础.
应用层基于设备层和平台层的支撑，形成具备在线监测、数据分析、智能报警、故障诊断等多种 功能的设备状态监测与故障预警应用.
设备状态监测与故障预警应用 应 用 多层次监测 历史查询 数据分析 智能报警 故障诊新 设备过程 决策支持 能力评价 运程诊断 系统管理 层 ↑ 信号分析方法库 故障诊断规则库 设备故障诊断模型 设备寿命预测模型 设备状态与工艺 质量联动分析模型 设备状态监测核心数据 设备状态监测辅助支撑数据 平 层 状态数据库 设备运行 设备基础 统计数据库 产品质量 工艺数据库 生产过程 备件仓储 设备维修 设备相关 信息数据库 物流数提库 历史数据库 标准数据库 1 数据汇集、数据清洗、数据转换、数据重整 新增数据感知设备 原有系统数据交互 设 钢铁行业工艺设备、主要辅助设备等 机械类设备 液压类设备 电气类设备 温度 振动 位移液位 压力 该量电流 地缘 过 图1钢铁行业设备状态监测与故障预警系统架构图 用于建立设备状态主题数据库的设备状态数据应进行清洗、转换、时空匹配、预处理等操作.
宜开发基于大数据分析的故障特征提取、设备故障诊断、设备寿命预测等多种模型，提供时域分析、 频域分析、精密分析、趋势分析、过程监测、状态报警、故障诊断和规则推理等各类分析工具，支撑应用层 对设备状态数据进行统计、分析、综合、归纳和诊断，为设备管理系统中功能精度管理、维修维护管理、备 件采购管理等提供有效的决策支持.
网络架构应符合ISO/IECTR30166要求，应具有远程访间接口，授权用户可以根据相应权限通过 企业内部网远程登录和访问本系统的功能.
用户访问形式支持移动终端、PC机、工程师站等多种访问 方式.
2
YB/T 6131-2023 4.2基本要求 4.2.1设备对象 钢铁行业设备状态监测与故障预警系统中的设备对象覆盖钢铁冶金生产行业涉及的各类冶炼设备、 铸造设备、轧制设备和精整设备等工艺设备和主要辅助设备.
其中冶炼设备主要包括高炉、转炉、电炉， 以及原料存储和转运设备，烧结、球团和焦炉设备，铁液预处理和钢液炉外精炼设备等；铸造设备主要包 括板坏、方坯、管坯、异型坯连铸成套设备等：轧制设备主要包括板材、管材、型材和线材各类热轧机、冷轧 机成套设备等；精整设备主要包括各种轧材的后步处理和深加工成套设备，如纵、横剪切线成套设备、连 续酸洗机组、连续退火机组、热镀锌、电镀锌、电镀锡、有机涂层等涂镀层和复合材料生产成套设备，以及 拉丝制绳设备等.
4.2.2设备状态感知 传感器类型可包括振动传感器、位移传感器、位置传感器、温度传感器、转速传感器、扭矩传感器、电 流传感器、绝缘传感器、流量传感器、压力传感器、液位传感器、声音传感器、图像传感器等.
传感器可检 测的物理参数和测量精度应能准确反映钢铁行业设备的工作状况及其控制系统的效果.
4.2.3数据通讯 设备状态监测与故障预警系统与外部系统的通讯应能支持多种主流协议的接人，可识别多种数据交 换格式，实现相关系统和设备数据的采集，实现向工单系统、设备管理系统等系统的数据交互.
4.2.4数据分析流程 钢铁行业设备状态监测与故障预警系统数据分析应按照以下流程： a）设置合理的数据采集参数和通讯接口，完成设备状态数据与工艺过程数据、内外在质量数据的 数据获取； b）对数据进行清洗、转换、特征提取、时空匹配，并存人数据库； c）应对单一特征值进行分析，对特征值变化趋势进行分析，对同类设备的状态监测数值进行比对 分析，对设备不同工况下数据进行比对分析，进行设备状态预警； d）应开发专用模型对设备的状态进行分析、仿真、诊断等； e）应结合设备状态数据与工艺过程数据、内外在质量数据，分析设备状态对产品质量的影响； f）应结合故障与维修履历，根据设备当前状态给出维修建议.
4.2.5系统安全性 设备状态监测与故障预警系统的设计应当考虑数据访问的安全性，并保障在与外部系统的通讯时， 不对外部原有系统造成不良影响.
5数据采集技术要求 5.1基本要求 数据采集系统基础架构及功能宜参照GB/T38619要求设计，且针对钢铁行业的行业特点，系统应 通过数据采集软件或平台，获取钢铁冶金生产过程的设备状态数据、生产工艺数据、产品质量等数据信 3
