本實(shí)用新型涉及空氣壓機(jī)領(lǐng)域，特別是一種空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

空氣壓機(jī)主要是產(chǎn)生壓縮空氣供給需要壓縮空氣的設(shè)備和需要壓縮空氣的場(chǎng)所，在空氣壓機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，必然要產(chǎn)生高溫、高壓、噪音和震動(dòng)，當(dāng)溫度、壓力、震動(dòng)、電量等參數(shù)達(dá)到一定值時(shí)，就有發(fā)生危險(xiǎn)的可能性，嚴(yán)重時(shí)甚至釀成事故；另外，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中如果過(guò)流、過(guò)壓或超溫勢(shì)必會(huì)降低電動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)的使用壽命或引發(fā)其它危險(xiǎn)。為避免危險(xiǎn)和事故的發(fā)生，對(duì)空壓機(jī)的溫度、壓力、流量、環(huán)境噪音、震動(dòng)量和電動(dòng)機(jī)電量等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和保護(hù)，可有效降低危險(xiǎn)、事故的發(fā)生率。

現(xiàn)有空氣壓機(jī)的在線監(jiān)控系統(tǒng)多用簡(jiǎn)單的數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)溫度、壓力等空氣壓縮機(jī)運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)精度低且檢測(cè)范圍窄，對(duì)震動(dòng)、電流、功率、環(huán)境噪音、有害氣體成分等參數(shù)無(wú)檢測(cè)；現(xiàn)有的空氣壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)輸出信號(hào)一般都沒(méi)有，而現(xiàn)有的空氣壓機(jī)有相當(dāng)大一部分同時(shí)要求執(zhí)行軟件急停和硬件急停控制，如果沒(méi)有輸出信號(hào)控制急停，保護(hù)效果大打折扣，對(duì)于有些比較特殊品牌的空氣機(jī)，當(dāng)保護(hù)信號(hào)片面作用時(shí)甚至?xí)斐稍O(shè)備故障，嚴(yán)重時(shí)甚至損壞；在空氣壓縮站中，由于有多臺(tái)空氣壓機(jī)聯(lián)機(jī)運(yùn)行，而且留有備用機(jī)組，這就要求具有靈活的控制方式。由于空壓機(jī)工作條件惡劣，排出的氣體成分比較復(fù)雜，嚴(yán)重威脅到井下工作人員的生命安全，現(xiàn)有的空氣壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)對(duì)排出氣體進(jìn)行有害氣體成分檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的局限性問(wèn)題。

為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)，包括外圍傳感器件、工控機(jī)和主監(jiān)控臺(tái)；所述外圍傳感器件通過(guò)連接器件和所述主監(jiān)控臺(tái)相連，用于采集外圍信號(hào)，并將采集到的外圍信號(hào)傳遞給所述主監(jiān)控臺(tái)；所述主監(jiān)控臺(tái)通過(guò)連接器件與所述外圍傳感器件相連，用于分析和處理所述外圍傳感器件傳遞的外圍信號(hào)，并控制所述空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的功能運(yùn)行；所述工控機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)通訊和主監(jiān)控臺(tái)相連，用于實(shí)時(shí)查詢、打印空壓機(jī)運(yùn)行情況數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型提供的空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)還具有以下技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，所述主監(jiān)控臺(tái)上集成有可編程邏輯控制器PLC，還包括分別與所述PLC連接的上位通訊、繼電器、系統(tǒng)電源、指示燈、控制按鈕、報(bào)警器和打印機(jī)；所述PLC與所述外圍傳感器件連接，用于處理所述外圍傳感器件采集的外圍信號(hào)，并控制所述空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)；所述上位通訊與所述PLC的通訊口連接，用于實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示；所述繼電器與所述PLC連接，用于控制主機(jī)停機(jī)；所述系統(tǒng)電源與所述PLC連接，用于為所述主監(jiān)控臺(tái)供電；所述指示燈與所述PLC連接，用于指示所述空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)；所述控制按鍵與所述PLC連接，用于選擇控制功能；所述報(bào)警器與所述PLC連接，用于故障發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能；所述工控機(jī)與所述PLC通過(guò)以太網(wǎng)通訊，用于實(shí)時(shí)查詢、處理、打印空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述打印機(jī)與所述工控機(jī)連接，用于對(duì)打印空壓機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，所述外圍傳感器件包括各自獨(dú)立的溫度傳感器、壓力傳感器、震動(dòng)傳感器、電量傳感器、流量傳感器、噪音傳感器、氣體檢測(cè)傳感器等，所述溫度傳感器用于檢測(cè)空壓機(jī)溫度信號(hào)，所述壓力傳感器用于檢測(cè)空壓機(jī)壓力信號(hào)，所述震動(dòng)傳感器用于檢測(cè)空壓機(jī)的電機(jī)震動(dòng)量，所述電量傳感器用于檢測(cè)空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)的電量，所述流量傳感器檢測(cè)管道流量信號(hào)，所述噪聲傳感器用于檢測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)境噪音，所述氣體檢測(cè)傳感器用于檢測(cè)排出氣體中含有的有害氣體成分。

進(jìn)一步地，所述主監(jiān)控臺(tái)設(shè)置有獨(dú)立的輸出控制，分別用于對(duì)空壓機(jī)的軟件急停和硬件急停進(jìn)行同步控制，還可以遠(yuǎn)程控制空壓機(jī)啟停。其中，兩路輸出完全電氣隔離，使空壓機(jī)的保護(hù)更為合理和完善；輸出控制是指外圍傳感器件在空壓機(jī)運(yùn)行中檢測(cè)到各運(yùn)行參數(shù)超出標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)將發(fā)出停止空壓機(jī)的信號(hào)；該信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)安裝在空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)主監(jiān)控臺(tái)內(nèi)的繼電器來(lái)控制空壓機(jī)停機(jī)。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型的空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)是一種采用全數(shù)字控制技術(shù)的高性能空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)，具有控制安全可靠、控制精度高、保護(hù)范圍廣等顯著特點(diǎn)；該空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的輸出控制是多路的,這樣一臺(tái)主監(jiān)控臺(tái)就能實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)空壓機(jī)的軟件和硬件保護(hù)，完全兼容不同廠家不同品牌的空壓機(jī)，并且對(duì)空壓機(jī)的震動(dòng)、機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)境噪音、排出氣體的有害氣體成分進(jìn)行監(jiān)控，大大提高了空壓機(jī)的安全性能；所述空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的可編程序控制器作為控制核心，上位通訊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，結(jié)合了現(xiàn)代電力電子學(xué)和自動(dòng)控制領(lǐng)域的多項(xiàng)最新科技成果，以高可靠性，高安全性，易操作性為設(shè)計(jì)理念，滿足現(xiàn)代礦山、非礦山、化工、制造等行業(yè)對(duì)螺桿式空氣壓機(jī)、活塞式空氣壓機(jī)及空氣壓縮站在線監(jiān)控系統(tǒng)的需要。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型所述空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型所述主監(jiān)控臺(tái)的結(jié)構(gòu)圖；

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

1、外圍傳感器件，2、主監(jiān)控臺(tái)，3、工控機(jī)4、PLC，5、系統(tǒng)電源，6、上位通訊，7、繼電器，8、報(bào)警器，9、指示燈，10、控制按鍵。

具體實(shí)施方式

下文中將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本實(shí)用新型中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

如圖1所示，本實(shí)施例提供的一種空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)，包括外圍傳感器件1、主監(jiān)控臺(tái)2和工控機(jī)3：外圍傳感器件1通過(guò)連接器件和所述主監(jiān)控臺(tái)2相連，用于采集外圍信號(hào)，并將采集到的外圍信號(hào)傳遞給所述主監(jiān)控臺(tái)2；所主監(jiān)控臺(tái)2通過(guò)連接器件與外圍傳感器件1相連，用于分析和處理所述外圍傳感器件1傳遞的外圍信號(hào)，并控制所述空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的功能運(yùn)行；工控機(jī)3通過(guò)數(shù)據(jù)通訊和主監(jiān)控臺(tái)2相連，用于實(shí)時(shí)查詢、打印空壓機(jī)運(yùn)行情況數(shù)據(jù)。

如圖2所示，主監(jiān)控臺(tái)2上集成了PLC 4，還包括分別與所述PLC 4連接的系統(tǒng)電源5、上位通訊6、繼電器7、報(bào)警器8、指示燈9和控制按鈕10；PLC 4是所述空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的核心，PLC 4與所述外圍傳感器件1連接，用于處理外圍傳感器件1采集的外圍信號(hào)，并控制該空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)電源5與PLC 4連接，用于為所述主監(jiān)控臺(tái)2供電；上位通訊6與所述PLC 4的通訊口連接，用于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示；繼電器7與所述PLC 4連接，用于控制主機(jī)停機(jī)；報(bào)警器8與所述PLC 4連接，用于故障發(fā)生時(shí)實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能；所述指示燈9與所述PLC 4連接，用于指示所述空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)；控制按鍵10，其與所述PLC 4連接，用于選擇控制功能。

在上述實(shí)施例中，主監(jiān)控臺(tái)２設(shè)置有獨(dú)立的輸出控制，分別用于對(duì)空壓機(jī)的軟件急停和硬件急停進(jìn)行同步控制，且兩路輸出完全電氣隔離，使空壓機(jī)的保護(hù)更為合理和完善。具體地，空壓機(jī)的停機(jī)操作（此操作是空壓機(jī)管理過(guò)程中正常的停機(jī)操作，不是空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)作用下的停機(jī)操作）是通過(guò)空壓機(jī)管理員操作空壓機(jī)操作面板上的停止按鈕來(lái)完成的，停止按鈕有常閉（正常時(shí)電路接通，執(zhí)行停機(jī)操作時(shí)電路斷開(kāi)）、常開(kāi)（正常時(shí)電路斷開(kāi)，執(zhí)行停機(jī)操作時(shí)電路接通）及常閉常開(kāi)組合等幾種形式?？諌簷C(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)繼電器發(fā)出的停止空壓機(jī)的操作（此操作是空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)檢測(cè)到空壓機(jī)運(yùn)行參數(shù)異常時(shí)，空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)空壓機(jī)實(shí)施的停機(jī)操作），此操作也將作用在空壓機(jī)操作面板上的停機(jī)按鈕上（此作用是通過(guò)電氣連線實(shí)現(xiàn)的，是當(dāng)空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出停止信號(hào)時(shí)，等效于空壓機(jī)管理員操作了空壓機(jī)操作面板上的停機(jī)按鈕），從而完成空壓機(jī)保護(hù)裝置對(duì)空壓機(jī)的停機(jī)操作。

在上述實(shí)施例中，外圍傳感器件1包括各自獨(dú)立的溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、震動(dòng)傳感器、電量傳感器、環(huán)境噪音傳感器和氣體成分檢測(cè)傳感器，所述溫度傳感器用于檢測(cè)空壓機(jī)溫度信號(hào)，所述壓力傳感器用于檢測(cè)空壓機(jī)壓力信號(hào)，所述流量傳感器檢測(cè)管道流量信號(hào)，所述震動(dòng)傳感器用于檢測(cè)空壓機(jī)震動(dòng)量，所述電量傳感器用于檢測(cè)空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)的電量，所述噪聲傳感器用于檢測(cè)機(jī)房?jī)?nèi)環(huán)境噪音，所述氣體檢測(cè)傳感器用于檢測(cè)排出氣體中含有的有害氣體成分。

本實(shí)施例所述的空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)由主監(jiān)控臺(tái)、外圍傳感器和工控機(jī)組成，通過(guò)對(duì)外圍輸入信號(hào)的處理，各個(gè)檢測(cè)量如果超出安全范圍，系統(tǒng)將發(fā)出停機(jī)信號(hào)對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警，相應(yīng)的指示燈亮起，指示故障狀態(tài)。空壓機(jī)在工作過(guò)程中要產(chǎn)生高溫高壓氣體，如果溫度和壓力達(dá)到一定值，就有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)，因此對(duì)空壓機(jī)的排氣壓力，風(fēng)包壓力和排氣溫度、風(fēng)包溫度進(jìn)行保護(hù)就十分的必要，同時(shí)高的溫度對(duì)空壓機(jī)的運(yùn)行十分的不利，輕則縮短空壓機(jī)的使用壽命，重則造成設(shè)備的損毀，而冷卻水和潤(rùn)滑油是保護(hù)設(shè)備正常工作的必須條件，所以要對(duì)空壓機(jī)的潤(rùn)滑油壓和冷卻水進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)空壓機(jī)振動(dòng)過(guò)大也是引起空壓機(jī)主要危害之一，空壓機(jī)由于吸排氣過(guò)程具有間歇性,因此管道內(nèi)氣流的壓力和速度呈脈動(dòng)性和周期性變化。氣體壓力時(shí)大時(shí)小,氣流速度時(shí)快時(shí)慢。這種脈動(dòng)氣流經(jīng)過(guò)管道的彎管、閥門或異徑管時(shí),會(huì)產(chǎn)生激振力,惹起管路振動(dòng),脈動(dòng)壓力的不平均越大,振動(dòng)也越大;保送壓氣的壓力越高、管道的直徑越大,激振力也越大;脈動(dòng)氣流惹起管路振動(dòng)的頻率,若與管道構(gòu)造系統(tǒng)的固有頻率相同或相近,會(huì)惹起管道機(jī)械共振,即便激振力不大,管道的振動(dòng)也會(huì)特別激烈。管道振動(dòng)的結(jié)果是使管與管之間或管與風(fēng)包、閥門、冷卻器之間的連續(xù)部位禁受重復(fù)的振動(dòng)應(yīng)力,使管路系統(tǒng)遭到附加疲倦載荷,會(huì)呈現(xiàn)松動(dòng)致使開(kāi)裂現(xiàn)象,輕則產(chǎn)生泄露,重則惹起爆炸,釀成事故，并且空壓機(jī)排出氣體的成分復(fù)雜，井下空氣流動(dòng)空間有限，對(duì)排出氣體進(jìn)行有害氣體的檢測(cè)也尤為重要?？諌簷C(jī)電動(dòng)機(jī)的電量（電壓、電流等電氣數(shù)據(jù)）直接反映出空壓機(jī)多個(gè)部分的工作狀態(tài)，對(duì)空壓機(jī)電機(jī)電量的檢測(cè)保護(hù)也非常必要。針對(duì)這一問(wèn)題，本實(shí)施例所述的空壓機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)，具體對(duì)空壓機(jī)的以下幾個(gè)方面進(jìn)行保護(hù)：

一是對(duì)于排氣溫度、風(fēng)包溫度檢測(cè)與控制，這是通過(guò)對(duì)排氣溫度傳感器和風(fēng)包溫度傳感器的數(shù)據(jù)處理，排氣溫度和風(fēng)包溫度實(shí)時(shí)顯示來(lái)進(jìn)行，如果溫度超出安全范圍，裝置將報(bào)警和發(fā)出停機(jī)信號(hào)；

二是對(duì)于空壓機(jī)排氣壓力、儲(chǔ)氣罐壓力、潤(rùn)滑油壓力和冷卻水壓力的監(jiān)測(cè)與控制，這是通過(guò)對(duì)相應(yīng)的壓力傳感器的數(shù)據(jù)處理來(lái)分析的，如果壓力傳感超出安全范圍，對(duì)應(yīng)指示燈亮，聲光報(bào)警，且自動(dòng)停止空壓機(jī)；

三是對(duì)震動(dòng)的檢測(cè)與控制，主要包括對(duì)空壓機(jī)機(jī)頭震動(dòng)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)震動(dòng)的檢測(cè)與控制，這是通過(guò)對(duì)震動(dòng)傳感器的數(shù)據(jù)處理結(jié)果來(lái)分析的，如果震動(dòng)超出安全范圍，對(duì)應(yīng)指示燈亮；

四是對(duì)驅(qū)動(dòng)主電機(jī)電量的檢測(cè)與控制，這是通過(guò)對(duì)電量傳感器的數(shù)據(jù)處理結(jié)果來(lái)分析的，如果電動(dòng)機(jī)電量超出安全范圍，對(duì)應(yīng)指示燈亮，聲光報(bào)警；

五是對(duì)排出氣體的氣體成分進(jìn)行檢測(cè)，這是通過(guò)氣體濃度傳感器對(duì)排出氣體的管道的氣體成分進(jìn)行監(jiān)測(cè)，排出的氣體的成分、濃度實(shí)時(shí)顯示出來(lái)，如果超出安全濃度范圍，聲光報(bào)警，且自動(dòng)停止空壓機(jī)；

六是對(duì)環(huán)境噪音的檢測(cè)與控制，這是通過(guò)環(huán)境噪音傳感器對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的環(huán)境噪音進(jìn)行監(jiān)控，如果超出安全濃度范圍，聲光報(bào)警，且自動(dòng)停止空壓機(jī)；

七是對(duì)空壓機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控控制，系統(tǒng)采用PC機(jī)作為上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控站?？梢詫?shí)時(shí)查看壓力、溫度、運(yùn)行時(shí)間、電機(jī)電壓、電機(jī)電流、輸出功率等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，記錄并存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)，提供數(shù)據(jù)的查詢和打印功能。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備有動(dòng)作或者出現(xiàn)故障時(shí)能夠彈出提示消息并記錄存儲(chǔ)下來(lái)；在遠(yuǎn)程控制允許的情況下，值班人員還可以遠(yuǎn)程控制空壓機(jī)。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。