礦井空壓機(jī)冷卻水泵遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)研究

　　空壓機(jī)(compressor)冷卻水泵是整個(gè)空壓機(jī)系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，是保證空壓機(jī)安全(security)、穩(wěn)定運(yùn)行的重要冷卻設(shè)備，通過冷卻水的循環(huán)（continue)來降低排氣(Exhaust)溫度，冷卻潤滑(lubricating)油從而達(dá)到冷卻空壓機(jī)的目的?？諌簷C(jī)的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括蓄水池(Reservoir)、水箱（組成部分：高水箱、存水箱、低水箱）、電動(dòng)水泵、管道、水過濾器和閥門(功能：截止、導(dǎo)流、穩(wěn)壓、分流等)等。啟動(dòng)(start up)空壓機(jī)前必須先啟動(dòng)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，空壓機(jī)自身的斷水保護(hù)功能沒有辦法啟動(dòng)。因此，實(shí)現(xiàn)對空壓機(jī)冷卻水泵的遠(yuǎn)程控制和自動(dòng)控制，是整個(gè)空壓機(jī)系統(tǒng)長期、穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障。每2臺空壓機(jī)由一個(gè)水箱提供冷卻水，水泵冷卻系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)和循環(huán)模式如所示，每個(gè)水箱出口連接2個(gè)冷卻水泵，正常情況(Condition)下，2臺水泵中有一臺處于工作狀態(tài)(status)，另一臺作為備用，當(dāng)運(yùn)行水泵發(fā)生故障時(shí)，切換到備用水泵，保證空壓機(jī)冷卻水的供應(yīng)。
　　1控制系統(tǒng)(system)整體結(jié)構(gòu)空壓機(jī)冷卻水泵控制系統(tǒng)以現(xiàn)場控制柜為控制核心，通過傳感器實(shí)現(xiàn)對冷卻水泵各監(jiān)測（Food Monitor)參數(shù)的采集，并通過PLC編寫程序進(jìn)行數(shù)據(jù)集中處理，上位機(jī)采用組態(tài)軟件對冷卻水泵的控制及數(shù)據(jù)顯示畫面進(jìn)行開發(fā)、設(shè)計(jì)；上位機(jī)與現(xiàn)場控制柜通過以太環(huán)網(wǎng)進(jìn)行通訊和數(shù)據(jù)交互，同時(shí)采用視頻監(jiān)控?cái)z像頭實(shí)現(xiàn)對冷卻水泵機(jī)組的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控。
　　水泵冷卻系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)(和循環(huán)模式(pattern)2數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)空壓機(jī)冷卻水泵機(jī)組(unit)的數(shù)據(jù)采集與處理(chǔ lǐ)系統(tǒng)由采集冷卻水泵各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)(parameter)的傳感器件和現(xiàn)場控制柜組成，其結(jié)構(gòu)如所示，采用西門子可編程序控制器224XP型號PLC作為數(shù)據(jù)采集與處理的重要，在冷卻水泵的控制柜、電機(jī)機(jī)組及其輸出管道上安裝(installation)壓力傳感器、溫度（temperature)傳感器、振動(dòng)(vibration)傳感器以及電參數(shù)采集模塊，系統(tǒng)對壓力、溫度、振動(dòng)信號(signal)的采集采用EM231模擬量采集模塊，對冷卻水泵各項(xiàng)電參數(shù)的采集通過EDA9033A電參數(shù)采集模塊和互感器來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)電參數(shù)采集模塊以及對應(yīng)的外置互感器分別安裝在冷卻水泵的防爆配電柜中，多個(gè)電參數(shù)采集模塊通過RS485總線與CPU的通訊端口相連。224 XP型號PLC的CPU含有2個(gè)數(shù)據(jù)通訊端口，另一個(gè)數(shù)據(jù)通訊端口實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的遠(yuǎn)程(Remotely)通訊和數(shù)據(jù)交互。
　　數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)空壓機(jī)冷卻水泵的控制分為手動(dòng)控制和自動(dòng)控制2種方式，在上位機(jī)組態(tài)換面可實(shí)現(xiàn)2種模式的轉(zhuǎn)換，手動(dòng)控制狀態(tài)(status)下，操作員可直接在調(diào)度室通過(tōng guò)組態(tài)控制畫面(Picture)對冷卻水泵執(zhí)行啟停操作；當(dāng)系統(tǒng)需要無人值守時(shí)，則可切換到自動(dòng)控制狀態(tài)，系統(tǒng)根據(jù)水泵管道(Conduit)壓力的大小進(jìn)行系統(tǒng)故障判定。
　　空壓機(jī)冷卻水泵控制流程圖如所示，水箱注滿水后，開啟進(jìn)水閥，同時(shí)啟動(dòng)水泵電機(jī)，延時(shí)時(shí)間(time)到后，開啟出水閥，水泵開始向管道內(nèi)注水，管道內(nèi)水壓開始上升，控制系統(tǒng)對判斷管道水壓進(jìn)行了延時(shí)設(shè)定，延時(shí)時(shí)間到后，將壓力(pressure)傳感器采集到管道水壓與設(shè)定壓力值（0.2MPa）進(jìn)行比較，如果管道水壓大于設(shè)定壓力值，設(shè)備(shèbèi)正常；如果管道水壓小于0.2MPa，說明冷卻水泵系統(tǒng)存在故障（fault），可能（maybe)由于水箱缺水或水泵運(yùn)行異常引起，系統(tǒng)控制電機(jī)和水閥關(guān)閉，開始向水箱注水，待水箱注滿水后，系統(tǒng)再次順序啟動(dòng)，若延時(shí)時(shí)間到后管道水壓達(dá)到設(shè)定值，則說明是水箱缺水故障，水泵電機(jī)運(yùn)行正常，否則系統(tǒng)判定為系統(tǒng)故障，切換到備機(jī)運(yùn)行。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)主要噪聲源是進(jìn)、排氣口，應(yīng)選用適宜的進(jìn)排氣消聲器。空壓機(jī)進(jìn)氣噪聲的頻譜呈低頻特性，進(jìn)氣消聲器應(yīng)選用抗性結(jié)構(gòu)或以個(gè)、抗性為主的阻抗復(fù)合式結(jié)構(gòu)?？諌簷C(jī)的排氣氣壓大，氣流速度高，應(yīng)在空壓機(jī)排氣口使用小孔消聲器昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。
　　冷卻水泵控制流程上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)空壓機(jī)冷卻水泵的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)以組態(tài)王軟件為開發(fā)平臺，將冷卻水泵機(jī)組的數(shù)據(jù)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控集成化，實(shí)現(xiàn)對空壓機(jī)冷卻水泵運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程控制、水泵電機(jī)各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示、冷卻水泵機(jī)組的現(xiàn)場實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控、各項(xiàng)參數(shù)的超限報(bào)警以及存儲(chǔ)和調(diào)用。
　　空壓機(jī)(compressor)冷卻(cooling)水泵遠(yuǎn)程監(jiān)控畫面(Picture)如所示。昆山空壓機(jī)維修在啟動(dòng)前，首先啟動(dòng)油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動(dòng)后保證空壓機(jī)各潤滑部件潤滑良好，同時(shí)油泵控制系統(tǒng)可通過內(nèi)置的溫控閥來調(diào)節(jié)內(nèi)部油壓和油溫，以滿足系統(tǒng)需要。昆山空壓機(jī)保養(yǎng)在空壓機(jī)的進(jìn)、排氣口安裝消聲器或設(shè)置消聲坑道以后，氣流噪聲可以降到80db(a)以下，但空壓機(jī)的機(jī)械噪聲和電機(jī)噪聲仍然很高，因此還應(yīng)在空壓機(jī)的機(jī)組上安裝隔聲罩。4、懸掛空間吸聲體：在佛山凌格風(fēng)空壓機(jī)站，高大空曠的廠房混響很重。通過上位機(jī)冷卻水泵的組態(tài)畫面可實(shí)現(xiàn)對各冷卻水泵、進(jìn)水閥、出水閥、加水閥和排氣閥的遠(yuǎn)程控制（control)，同時(shí)還可對各冷卻水泵的設(shè)備(shèbèi)運(yùn)行狀態(tài)(status)、水泵故障、水箱故障、遠(yuǎn)近控狀態(tài)以及管道水壓進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，確保操作人員第一時(shí)間(time)獲悉冷卻水泵的工作狀態(tài)是否正常，對冷卻水泵其他數(shù)據(jù)的監(jiān)控可通過數(shù)據(jù)查詢功能實(shí)現(xiàn)。
　　為了保證空壓機(jī)冷卻水泵的安全、長期穩(wěn)定運(yùn)行，對空壓機(jī)冷卻水泵的故障診斷專家系統(tǒng)(system)進(jìn)行構(gòu)建，有效地利用專家知識和現(xiàn)場實(shí)際經(jīng)驗(yàn)對空壓機(jī)冷卻水泵的系統(tǒng)故障進(jìn)行精確定位和及時(shí)排除（Remove)。本系統(tǒng)采用基于故障樹分析的診斷方法構(gòu)建空壓機(jī)冷卻水泵的故障診斷專家系統(tǒng)，為現(xiàn)場操作人員(personnel)和維護(hù)修理人員提供準(zhǔn)確的系統(tǒng)故障原因及維修方案(fāng àn)。
　　以空壓機(jī)冷卻水泵電機(jī)振動(dòng)過大故障診斷為例，進(jìn)入冷卻水泵故障診斷專家系統(tǒng)后，選擇電機(jī)振動(dòng)過大診斷模塊，進(jìn)入電機(jī)振動(dòng)過大診斷畫面。
　　首先對振動(dòng)(vibration)過大的故障征兆進(jìn)行添加，添加完成后點(diǎn)擊“診斷”按鈕，得到的冷卻水泵故障的診斷結(jié)果及可信度如所示。昆山空壓機(jī)維修在啟動(dòng)前，首先啟動(dòng)油泵控制系統(tǒng)，油泵控制系統(tǒng)啟動(dòng)后保證空壓機(jī)各潤滑部件潤滑良好，同時(shí)油泵控制系統(tǒng)可通過內(nèi)置的溫控閥來調(diào)節(jié)內(nèi)部油壓和油溫，以滿足系統(tǒng)需要。同時(shí)可得到系統(tǒng)的故障解決方案如所示。
　　8，請選擇故巾減：可信度于動(dòng)平》不良也杈a度過* A幬速明X增大添加1移除故障（fault）分析1解決方案振動(dòng)過大故障診斷(diagnosis)結(jié)果(result)振動(dòng)過大故障解決方案