水泥磨多参数智能集成监控系统的制作方法

[0001]
本发明涉及工业监控技术领域，特别是水泥磨多参数智能集成监控系统。


背景技术：

[0002]
水泥磨是主要的水泥设备之一，是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，在水泥生产线、水泥生产工艺流程中起着至关重要的作用。水泥磨广泛应用于水泥、硅酸盐制品、新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。为了解水泥磨是否处于正常运行状态及何种运行状况中，现有技术中一般为针对某一部分进行监控，例如水泥磨的运行系统就包含诸多电气参数，针对主轴承运行设置轴承运行监控系统，针对油品情况等设置润滑油状态监控系统等。这些系统分散、不能集合大大加大了及时全面对水泥磨整体运行状况了解的难度。
[0003]
cn103837666b矿用设备润滑油状态在线监测系统及其监测方法包括传感器、油液分析仪、can总线、通信主机、监控中心服务器和用户端计算机；传感器在矿用设备的每个润滑油待测点分别各设置1台；油液分析仪设置的数量与传感器相同；传感器通过can总线与油液分析仪电连接；油液分析仪通过can总线与通信主机双向信号电连接；通信主机与监控中心服务器双向信号电连接；用户端计算机与监控中心服务器双向信号电连接。监测方法主要包括油液分析仪中设定和存储参数初值和报警阈值、传感器采集参数、油液分析仪分析处理和判断是否需要报警。
[0004]
上述专利公开了现有技术中对油液监测的系统，但该系统也是只是针对润滑油进行监控。但是水泥磨中不单单需要对多处轴承、润滑站等进行监控，还需要对各种电气参数、各种振动、温度等进行监控；监控不应该局限于某一个独立系统，而应该包含整个水泥磨。因此，需要一种可以对水泥磨进行电气、油品等整体在线监控的集成化系统。


技术实现要素：

[0005]
本发明的发明目的是，针对上述问题，提供水泥磨多参数智能集成监控系统，可以对水泥磨进行电气、油品等整体在线监控，解决现有技术中对水泥磨监控分散、不能整体全面监控的不足。
[0006]
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0007]
水泥磨多参数智能集成监控系统，包括监控中心、设置在水泥磨旁的主控箱、对应水泥磨多个监控部位分别设置监控点，所述监控点与主控箱电连接，所述主控箱通过数据总线或无线通信与监控中心连接；
[0008]
所述监控点包括安装支架和监测箱，所述监测箱设置在安装支架上，所述安装支架设置在地面或固定在水泥磨上；所述监测箱内根据监控点的不同设置有油液检测模块、数据检测模块或润滑油箱检测模块中一个或多个，所述监测箱顶部设有对应监测箱的监测数据的警示灯；所述油液检测模块对水泥磨轴承润滑油采样并检测润滑油的黏度、油质、磨粒、水分、温度数据并发送到主控箱；所述数据检测模块连接采集水泥磨需检测部位的振
动、温度、速度或电气参数的数据并发送到主控箱；所述润滑油箱检测模块对润滑油箱进行采样检测润滑油的油质、水分、温度数据并发送到主控箱；
[0009]
所述主控箱一侧设有对应监测箱连接的数据接头，主控箱内设有与所述数据接头相连的控制主板，所述控制主板电连接主控箱顶部的天线及警示灯杆；所述控制主板将接收的数据进行处理并发送监控中心；
[0010]
所述监控中心建立且显示水泥磨三维模型，并根据监控点实际数据采集位置在水泥磨三维模型中标记数据采集点，所述数据采集点链接对应数据图表，并且监控中心通过不同颜色表示数据采集点中数据是否在设定阈值内。
[0011]
优选的，所述油液检测模块包括第一进油管、第一回油管、第一黏度检测模块、第一油质检测模块、磨粒检测模块、过滤模块、第一水分检测模块、第一温度传感器、第一油泵和第一电磁阀，所述第一进油管一端连接需监测的轴承，所述第一进油管另一端连接黏度检测模块，所述第一黏度检测模块、第一油质检测模块、第一磨粒检测模块、过滤模块、第一水分检测模块、第一油泵和第一电磁阀依次连通并设置在监测箱内，所述第一电磁阀通过第一回油管连通所述轴承，所述第一温度传感器设置在黏度检测模块的油路中；
[0012]
所述水分检测模块包括检测箱，所述检测箱设有依次由第一进油接口、第一介电常数模块、第一出油接口组成的第一监测通道，第一进油接口在检测箱的侧端面，所述第一出油接口位于在检测箱上端面；
[0013]
所述第一介电常数模块包括第一外组块、第二外组块、内球块和接口柱，所述第一外组块、第二外组块均呈矩形结构且第一外组块、第二外组块能够对合形成密封球状腔室，所述第一外组块、第二外组块对应球状腔室的弧面上设有对应球面外电极，所述内球块呈球状结构并且同心设置在球状腔室内，内球块上球面上设有两球面内电极，所述球面外电极和球面内电极一一对应并能够形成介电常数测量区域；所述接口柱夹固在第一外组块和第二外组块轮廓对称形成的通孔中，接口柱外侧设有绝缘层并分别与所述第一外组块和第二外组块形成密封；所述接口柱一端位于球状腔室内并与内球块固定连接，所述内电极分别连接设置在位于接口柱内的内电极导线，所述外电极连接位于接口柱内的外电极导线；所述内电极导线和外电极导线电连接所述控制模块；所述第一外组块对应球状腔室一侧的中间设有对应第一进油接口连通的第一进液口，所述第二外组上对应所述第一进液口处设有对应第一出油接口连通的第一出液口。
[0014]
优选的，所述第一进油接口通过第一电磁三通阀连通所述第一进液口。
[0015]
优选的，所述水分检测模块还包括冲洗组件，冲洗组件包括冲洗管、冲洗泵、第二电磁三通阀、冲洗液罐和废液罐，冲洗液罐内填充有冲洗液；所述冲洗管一端设置在冲洗液罐内并连接冲洗泵，所述冲洗管另一端通过所述第一电磁三通阀连通所述第一进液口；所述第一出液口通过第二电磁三通阀连通所述第一出油接口，第二电磁三通阀的一出口连通废液罐。
[0016]
优选的，所述接口柱为横截面为矩形的长条形杆，所述内球块对应所述接口柱的另一侧设有支撑杆，所述支撑杆一端能够水平放置在第一外组块对应的卡槽上。
[0017]
优选的，所述第一外组块通过弹性块与检测箱内底部连接，所述第一外组块底部设有微型振动器。
[0018]
优选的，所述第一进油管设有辅助油泵。
[0019]
优选的，所述第一回油管上设有方向朝向润滑站油箱的单向阀。
[0020]
优选的，所述数据图表为监控中心根据监控点采集的数据进行分析后得到的数据与时间曲线、以及与设定阈值偏差的数值与时间曲线。
[0021]
优选的，所述润滑油箱检测模块包括第二进油管、第而回油管、第二油质检测模块、第二水分检测模块、第二温度传感器、第二油泵和第二电磁阀，所述第二进油管一端连接润滑站油箱，所述第二进油管另一端连接黏度检测模块，所述第二油质检测模块、第二水分检测模块、第二油泵和第二电磁阀依次连通并设置在监测箱内，所述第二电磁阀通过第二回油管连通润滑站油箱，所述第二温度传感器设置在第二油质检测模块的油路中。
[0022]
由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
[0023]
1.本发明设置多个监控点对水泥磨上电气参数、设备运行参数、润滑油油质数据进行分别采集，并将收集到的数据发送到主控箱中；主控箱汇总所有数据并通过通讯网络连通监控中心；监控中心建立且显示水泥磨三维模型，并根据监控点实际数据采集位置在水泥磨三维模型中标记数据采集点，所述数据采集点链接对应数据图表，并且监控中心通过不同颜色表示数据采集点中数据是否在设定阈值内。数据图表为单独的电气参数、油液参数等，通过监控中心可以直观地可视化地观察水泥磨各种参数，从而更加全面及时掌握水泥磨的运行状况。
[0024]
2.本发明油液监测通过传感器将润滑油理化特征参数的原始特征电平信号进行解码与调制，校验位进行有效电平信号的转换，得到需要的润滑油理化参数。
[0025]
3.本发明中检测箱设置里了新的水分监测结构，利用介电常数原理构建了由内电极和外电极构成的结构，内电极和外电极均是球面结构，球面结构可以使得第一监测通道形成向上流动的球面监测通道，具体是内球块起到对进入油液缓冲减速，并使得进入油液均匀流过；同时在同一个介电常数模块中分为上下测量，这一是避免了油液进入造成的影响，二是两组监测更加准确，监测效果更好
附图说明
[0026]
图1是本发明系统功能模块架构示意图。
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图2是本发明系统功能模块移动示意图。
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图3是本发明主控箱结构示意图。
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图4是本发明油液检测模块结构示意图。
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图5是本发明水分检测模块结构示意图。
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图6是本发明第一介电常数模块结构示意图。
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附图中，1-油液检测模块、2-第一黏度检测模块、3-第一油质检测模块、4-磨粒检测模块、5-过滤模块、6-第一水分检测模块、7-第一油泵、8-第一电磁阀、9-轴承、61-检测箱、62-第一进油接口、63-第一介电常数模块、64-第一出油接口组、65-第一电磁三通阀、66-冲洗液罐、67-废液罐、68-第二电磁三通阀、631-第一外组块、632-第二外组块、633-内球块、634-外电极、635-内电极、636-接口柱、637-第一进液口、638-第一出液口。
具体实施方式
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以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。
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本发明中水泥磨为水泥生产中球磨机，球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备，是控制水泥质量最后也是最重要的关键性一环。因此，需要对水泥磨进行全方位多参数的监控。目前，有各种对水泥磨数据监控方式，但多是针对某一部分，如单纯电气参数监控、润滑参数监控或某一局部监控。
[0035]
如图1所示，为系统整体功能架构，本发明系统包括监控中心、设置在水泥磨旁的主控箱、对应水泥磨多个监控部位分别设置监控点，监控点与主控箱电连接，主控箱通过数据总线或无线通信与监控中心连接。
[0036]
其中，监控点包括安装支架和监测箱，所述监测箱设置在安装支架上，所述安装支架设置在地面或固定在水泥磨上。监测箱内根据监控点的不同设置有油液检测模块1、数据检测模块或润滑油箱检测模块中一个或多个，所述监测箱顶部设有对应监测箱的监测数据的警示灯。监控点可以分为多种类型，例如单一电气、油液监测，也可以是组合。在监测箱中设有有控制单元，该控制单元用于控制监测箱的电气设备或功能设备，并将收集到的数据发送到主控箱中。这里，油液检测模块1对水泥磨轴承9润滑油采样并检测润滑油的黏度、油质、磨粒、水分、温度数据并发送到主控箱。数据检测模块连接采集水泥磨需检测部位的振动、温度、速度或电气参数的数据并发送到主控箱。润滑油箱检测模块对润滑油箱进行采样检测润滑油的油质、水分、温度数据并发送到主控箱。
[0037]
如图3所示，主控箱一侧设有对应监测箱连接的数据接头，主控箱内设有与所述数据接头相连的控制主板，所述控制主板电连接主控箱顶部的天线及警示灯杆。所述控制主板将接收的数据进行处理并发送监控中心。警示灯杆上同样设置有警示灯，这里警示灯和监测箱上的警示灯均用于起到警示作用，如数据结果超出预定值、数据无法采集、数据采集错乱等。
[0038]
监控中心建立且显示水泥磨三维模型，并根据监控点实际数据采集位置在水泥磨三维模型中标记数据采集点，所述数据采集点链接对应数据图表，并且监控中心通过不同颜色表示数据采集点中数据是否在设定阈值内。数据图表为监控中心根据监控点采集的数据进行分析后得到的数据与时间曲线、以及与设定阈值偏差的数值与时间曲线。数据图表为单独的电气参数、油液参数等。通过监控中心可以直观地可视化地观察水泥磨各种参数，从而更加全面及时掌握水泥磨的运行状况。
[0039]
监控中心在分析发现某一参数超出设定阈值后，可以将该结果反馈回监测箱中，监测箱中控制单元从而根据该结果控制警示灯闪亮。
[0040]
本系统还可以开发移动端，移动端用于运行人员、维修人员、监控人员等方便及时掌握各种运行状况。具体如图2所示，移动端设置在手机中，即手机app形式呈现。监控中心数据通过通讯网络或5g网络等将数据同步到移动端上。
[0041]
如图4所示，油液检测模块1包括第一进油管、第一回油管、第一黏度检测模块2、第一油质检测模块3、磨粒检测模块4、过滤模块5、第一水分检测模块6、第一温度传感器、第一油泵7和第一电磁阀8，所述第一进油管一端连接需监测的轴承9，所述第一进油管另一端连接黏度检测模块；所述第一黏度检测模块2、第一油质检测模块3、第一磨粒检测模块4、过滤模块5、第一水分检测模块6、第一油泵7和第一电磁阀8依次连通并设置在监测箱内，所述第一电磁阀8通过第一回油管连通所述轴承9，所述第一温度传感器设置在黏度检测模块的油路中。
[0042]
如图5所示，为水分检测模块结构示意图；水分检测模块包括检测箱61，所述检测箱61设有依次由第一进油接口62、第一介电常数模块63、第一出油接口组64成的第一监测通道，第一进油接口62在检测箱61的侧端面，所述第一出油接口位于在检测箱61上端面。
[0043]
如图6所示，第一介电常数模块63包括第一外组块631、第二外组块632、内球块633和接口柱636，所述第一外组块631、第二外组块632均呈矩形结构且第一外组块631、第二外组块632能够对合形成密封球状腔室，所述第一外组块631、第二外组块632对应球状腔室的弧面上设有对应球面外电极634，所述内球块633呈球状结构并且同心设置在球状腔室内，内球块633上球面上设有两球面内电极635，所述球面外电极634和球面内电极635一一对应并能够形成介电常数测量区域。所述接口柱636夹固在第一外组块631和第二外组块632轮廓对称形成的通孔中，接口柱636外侧设有绝缘层并分别与所述第一外组块631和第二外组块632形成密封。接口柱636一端位于球状腔室内并与内球块633固定连接，所述内电极635分别连接设置在位于接口柱636内的内电极635导线，所述外电极634连接位于接口柱636内的外电极634导线。内电极635导线和外电极634导线电连接所述控制模块。所述第一外组块631对应球状腔室一侧的中间设有对应第一进油接口62连通的第一进液口637，所述第二外组上对应所述第一进液口637处设有对应第一出油接口连通的第一出液口638。这里，第一进油接口62通过第一电磁三通阀65连通所述第一进液口637。
[0044]
水分检测模块还包括冲洗组件，冲洗组件包括冲洗管、冲洗泵、第二电磁三通阀68、冲洗液罐66和废液罐67，冲洗液罐66内填充有冲洗液。所述冲洗管一端设置在冲洗液罐66内并连接冲洗泵，所述冲洗管另一端通过所述第一电磁三通阀65连通所述第一进液口637；所述第一出液口638通过第二电磁三通阀68连通所述第一出油接口，第二电磁三通阀68的一出口连通废液罐67。
[0045]
上述方案中，监测箱中仅设置有油液检测模块1，油液检测模块1的控制由对应的监测箱控制单元完成；油液检测模块1用于对水泥磨的主轴承和副轴承等进行取样检测，以及时了解轴承磨损情况及油液情况。这里第一黏度检测模块2、第一油质检测模块3、第一磨粒检测模块4等均是采用现有技术的监测模块，主要是将上述功能模块集合组成油液检测模块1。
[0046]
上述方案中，水分监测模块工作流程为：控制模块连接并控制第一电磁三通阀65、第二电磁三通阀68，使得第一监测通道贯通，启动齿轮泵并开始检测工作，所述控制单元将第一介电常数模块63、第二介电常数模块监测到的数据通过控制单元发送到主控箱。停止监控工作时，控制单元连接并控制第一电磁三通阀65、第二电磁三通阀68使得冲洗管分别连通所述第一进液口637贯通废液罐67，并启动冲洗泵，冲洗泵启动1-2s后停止，重复上述冲洗冲洗操作2-3次。
[0047]
这里，接口柱636为横截面为矩形的长条形杆，所述内球块633对应所述接口柱636的另一侧设有支撑杆，所述支撑杆一端能够水平放置在第一外组块631对应的卡槽上。第一外组块631通过弹性块与检测箱61内底部连接，所述第一外组块631底部设有微型振动器。第一进油管设有辅助油泵。第一回油管上设有方向朝向润滑站油箱的单向阀。这里，第一进油管设有辅助油泵，辅助油泵电连接所述控制单元；监控工作时前，所述控制单元控制第一电磁三通阀65、第二电磁三通阀68使得第一进油管贯通废液室，并启动辅助油泵用于对冲洗液残留进行冲洗。
[0048]
这里，润滑油箱检测模块包括第二进油管、第而回油管、第二油质检测模块、第二水分检测模块、第二温度传感器、第二油泵和第二电磁阀，所述第二进油管一端连接润滑站油箱，所述第二进油管另一端连接黏度检测模块，所述第二油质检测模块、第二水分检测模块、第二油泵和第二电磁阀依次连通并设置在监测箱内，所述第二电磁阀通过第二回油管连通润滑站油箱，所述第二温度传感器设置在第二油质检测模块的油路中。
[0049]
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。