一种空压机在线监控系统的制作方法

本实用新型涉及空气压机领域，特别是一种空压机在线监控系统。

背景技术：

空气压机主要是产生压缩空气供给需要压缩空气的设备和需要压缩空气的场所，在空气压机运行过程中，必然要产生高温、高压、噪音和震动，当温度、压力、震动、电量等参数达到一定值时，就有发生危险的可能性，严重时甚至酿成事故；另外，拖动电动机工作过程中如果过流、过压或超温势必会降低电动机和空气压缩机的使用寿命或引发其它危险。为避免危险和事故的发生，对空压机的温度、压力、流量、环境噪音、震动量和电动机电量等参数进行检测和保护，可有效降低危险、事故的发生率。

现有空气压机的在线监控系统多用简单的数字电路来实现，对温度、压力等空气压缩机运行参数检测精度低且检测范围窄，对震动、电流、功率、环境噪音、有害气体成分等参数无检测；现有的空气压机在线监控系统的保护输出信号一般都没有，而现有的空气压机有相当大一部分同时要求执行软件急停和硬件急停控制，如果没有输出信号控制急停，保护效果大打折扣，对于有些比较特殊品牌的空气机，当保护信号片面作用时甚至会造成设备故障，严重时甚至损坏；在空气压缩站中，由于有多台空气压机联机运行，而且留有备用机组，这就要求具有灵活的控制方式。由于空压机工作条件恶劣，排出的气体成分比较复杂，严重威胁到井下工作人员的生命安全，现有的空气压机在线监控系统不能实现对排出气体进行有害气体成分检测。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种空压机在线监控系统，用于解决现有技术对空压机在线监控系统的局限性问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种空压机在线监控系统，包括外围传感器件、工控机和主监控台；所述外围传感器件通过连接器件和所述主监控台相连，用于采集外围信号，并将采集到的外围信号传递给所述主监控台；所述主监控台通过连接器件与所述外围传感器件相连，用于分析和处理所述外围传感器件传递的外围信号，并控制所述空压机在线监控系统的功能运行；所述工控机通过数据通讯和主监控台相连，用于实时查询、打印空压机运行情况数据。

本实用新型提供的空压机在线监控系统还具有以下技术特征：

进一步地，所述主监控台上集成有可编程逻辑控制器PLC，还包括分别与所述PLC连接的上位通讯、继电器、系统电源、指示灯、控制按钮、报警器和打印机；所述PLC与所述外围传感器件连接，用于处理所述外围传感器件采集的外围信号，并控制所述空压机在线监控系统的功能实现；所述上位通讯与所述PLC的通讯口连接，用于实现监控数据显示；所述继电器与所述PLC连接，用于控制主机停机；所述系统电源与所述PLC连接，用于为所述主监控台供电；所述指示灯与所述PLC连接，用于指示所述空压机在线监控系统的实时状态；所述控制按键与所述PLC连接，用于选择控制功能；所述报警器与所述PLC连接，用于故障发生时实现报警功能；所述工控机与所述PLC通过以太网通讯，用于实时查询、处理、打印空压机运行状态数据；所述打印机与所述工控机连接，用于对打印空压机运行数据。

进一步地，所述外围传感器件包括各自独立的温度传感器、压力传感器、震动传感器、电量传感器、流量传感器、噪音传感器、气体检测传感器等，所述温度传感器用于检测空压机温度信号，所述压力传感器用于检测空压机压力信号，所述震动传感器用于检测空压机的电机震动量，所述电量传感器用于检测空压机电动机的电量，所述流量传感器检测管道流量信号，所述噪声传感器用于检测机房内环境噪音，所述气体检测传感器用于检测排出气体中含有的有害气体成分。

进一步地，所述主监控台设置有独立的输出控制，分别用于对空压机的软件急停和硬件急停进行同步控制，还可以远程控制空压机启停。其中，两路输出完全电气隔离，使空压机的保护更为合理和完善；输出控制是指外围传感器件在空压机运行中检测到各运行参数超出标准要求时，空压机在线监控系统将发出停止空压机的信号；该信号通过驱动安装在空压机在线监控系统主监控台内的继电器来控制空压机停机。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的空压机在线监控系统是一种采用全数字控制技术的高性能空压机在线监控系统，具有控制安全可靠、控制精度高、保护范围广等显著特点；该空压机在线监控系统的输出控制是多路的,这样一台主监控台就能实现对多台空压机的软件和硬件保护，完全兼容不同厂家不同品牌的空压机，并且对空压机的震动、机房内环境噪音、排出气体的有害气体成分进行监控，大大提高了空压机的安全性能；所述空压机在线监控系统采用先进的可编程序控制器作为控制核心，上位通讯实现实时数据监测，结合了现代电力电子学和自动控制领域的多项最新科技成果，以高可靠性，高安全性，易操作性为设计理念，满足现代矿山、非矿山、化工、制造等行业对螺杆式空气压机、活塞式空气压机及空气压缩站在线监控系统的需要。

附图说明

图1为本实用新型所述空压机在线监控系统的结构图；

图2为本实用新型所述主监控台的结构图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、外围传感器件，2、主监控台，3、工控机4、PLC，5、系统电源，6、上位通讯，7、继电器，8、报警器，9、指示灯，10、控制按键。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实施例提供的一种空压机在线监控系统，包括外围传感器件1、主监控台2和工控机3：外围传感器件1通过连接器件和所述主监控台2相连，用于采集外围信号，并将采集到的外围信号传递给所述主监控台2；所主监控台2通过连接器件与外围传感器件1相连，用于分析和处理所述外围传感器件1传递的外围信号，并控制所述空压机在线监控系统的功能运行；工控机3通过数据通讯和主监控台2相连，用于实时查询、打印空压机运行情况数据。

如图2所示，主监控台2上集成了PLC 4，还包括分别与所述PLC 4连接的系统电源5、上位通讯6、继电器7、报警器8、指示灯9和控制按钮10；PLC 4是所述空压机在线监控系统的核心，PLC 4与所述外围传感器件1连接，用于处理外围传感器件1采集的外围信号，并控制该空压机在线监控系统的功能实现；系统电源5与PLC 4连接，用于为所述主监控台2供电；上位通讯6与所述PLC 4的通讯口连接，用于监控数据显示；继电器7与所述PLC 4连接，用于控制主机停机；报警器8与所述PLC 4连接，用于故障发生时实现报警功能；所述指示灯9与所述PLC 4连接，用于指示所述空压机在线监控系统的实时状态；控制按键10，其与所述PLC 4连接，用于选择控制功能。

在上述实施例中，主监控台２设置有独立的输出控制，分别用于对空压机的软件急停和硬件急停进行同步控制，且两路输出完全电气隔离，使空压机的保护更为合理和完善。具体地，空压机的停机操作（此操作是空压机管理过程中正常的停机操作，不是空压机在线监控系统作用下的停机操作）是通过空压机管理员操作空压机操作面板上的停止按钮来完成的，停止按钮有常闭（正常时电路接通，执行停机操作时电路断开）、常开（正常时电路断开，执行停机操作时电路接通）及常闭常开组合等几种形式。空压机在线监控系统驱动继电器发出的停止空压机的操作（此操作是空压机在线监控系统检测到空压机运行参数异常时，空压机在线监控系统对空压机实施的停机操作），此操作也将作用在空压机操作面板上的停机按钮上（此作用是通过电气连线实现的，是当空压机在线监控系统发出停止信号时，等效于空压机管理员操作了空压机操作面板上的停机按钮），从而完成空压机保护装置对空压机的停机操作。

在上述实施例中，外围传感器件1包括各自独立的温度传感器、压力传感器、流量传感器、震动传感器、电量传感器、环境噪音传感器和气体成分检测传感器，所述温度传感器用于检测空压机温度信号，所述压力传感器用于检测空压机压力信号，所述流量传感器检测管道流量信号，所述震动传感器用于检测空压机震动量，所述电量传感器用于检测空压机电动机的电量，所述噪声传感器用于检测机房内环境噪音，所述气体检测传感器用于检测排出气体中含有的有害气体成分。

本实施例所述的空压机在线监控系统由主监控台、外围传感器和工控机组成，通过对外围输入信号的处理，各个检测量如果超出安全范围，系统将发出停机信号对空压机进行保护，同时发出声音报警，相应的指示灯亮起，指示故障状态。空压机在工作过程中要产生高温高压气体，如果温度和压力达到一定值，就有发生爆炸的危险，因此对空压机的排气压力，风包压力和排气温度、风包温度进行保护就十分的必要，同时高的温度对空压机的运行十分的不利，轻则缩短空压机的使用寿命，重则造成设备的损毁，而冷却水和润滑油是保护设备正常工作的必须条件，所以要对空压机的润滑油压和冷却水进行保护，同时空压机振动过大也是引起空压机主要危害之一，空压机由于吸排气过程具有间歇性,因此管道内气流的压力和速度呈脉动性和周期性变化。气体压力时大时小,气流速度时快时慢。这种脉动气流经过管道的弯管、阀门或异径管时,会产生激振力,惹起管路振动,脉动压力的不平均越大,振动也越大;保送压气的压力越高、管道的直径越大,激振力也越大;脉动气流惹起管路振动的频率,若与管道构造系统的固有频率相同或相近,会惹起管道机械共振,即便激振力不大,管道的振动也会特别激烈。管道振动的结果是使管与管之间或管与风包、阀门、冷却器之间的连续部位禁受重复的振动应力,使管路系统遭到附加疲倦载荷,会呈现松动致使开裂现象,轻则产生泄露,重则惹起爆炸,酿成事故，并且空压机排出气体的成分复杂，井下空气流动空间有限，对排出气体进行有害气体的检测也尤为重要。空压机电动机的电量（电压、电流等电气数据）直接反映出空压机多个部分的工作状态，对空压机电机电量的检测保护也非常必要。针对这一问题，本实施例所述的空压机在线监控系统，具体对空压机的以下几个方面进行保护：

一是对于排气温度、风包温度检测与控制，这是通过对排气温度传感器和风包温度传感器的数据处理，排气温度和风包温度实时显示来进行，如果温度超出安全范围，装置将报警和发出停机信号；

二是对于空压机排气压力、储气罐压力、润滑油压力和冷却水压力的监测与控制，这是通过对相应的压力传感器的数据处理来分析的，如果压力传感超出安全范围，对应指示灯亮，声光报警，且自动停止空压机；

三是对震动的检测与控制，主要包括对空压机机头震动和驱动电机震动的检测与控制，这是通过对震动传感器的数据处理结果来分析的，如果震动超出安全范围，对应指示灯亮；

四是对驱动主电机电量的检测与控制，这是通过对电量传感器的数据处理结果来分析的，如果电动机电量超出安全范围，对应指示灯亮，声光报警；

五是对排出气体的气体成分进行检测，这是通过气体浓度传感器对排出气体的管道的气体成分进行监测，排出的气体的成分、浓度实时显示出来，如果超出安全浓度范围，声光报警，且自动停止空压机；

六是对环境噪音的检测与控制，这是通过环境噪音传感器对机房内的环境噪音进行监控，如果超出安全浓度范围，声光报警，且自动停止空压机；

七是对空压机的远程监控控制，系统采用PC机作为上位机远程监控站。可以实时查看压力、温度、运行时间、电机电压、电机电流、输出功率等实时数据，记录并存储历史数据，提供数据的查询和打印功能。当现场设备有动作或者出现故障时能够弹出提示消息并记录存储下来；在远程控制允许的情况下，值班人员还可以远程控制空压机。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。