空压机的监控和检修

1   系统总体结构
 
空压机远程监控预警及故障诊断专家系统总体结构如图 1所示，现场以可编程序控制器 PLC 为控制核心，将传感器采集到的空压机各项参数经过处理，采用以太网模块将各数据与视频信号同时通过千兆以太环网远传给上位监控机，同时现场采用人机界面触摸屏”工程师职称论文发表”对空压机的各项参数实现现场实时显示。上位监控机通过组态软件构件动态画面，对空压机各项参数和现场视频进行实时监控，并将各项数据存储到数据库中。工程师站采用 CLIPS 软件构件专家系统，综合运用故障诊断规则，对空压机的故障进行一系列的推理分析，最终实现对空压机各项故障的快速定位，为空压机的安全运行和及时维护提供了可靠保障。
 
2   系统数据采集与处理
 
以可编程序控制器 224XP 型号 PLC 作为数据采集与处理的核心，采用 Pt100系列的 wzpj －236 一体化温度变送器对空压机”工程师职称论文格式”的一、二级排气温度、冷却水温度、润滑油温度以及电机温度进行检测; 对空压机的一、二级排气压力、冷却水压力、润滑油压力、储气罐压力的检测采用 JK 系列压力变送器; 空压机电动机的轴振动检测是设备维修及预防设备故障的前提，因此，系统采用 GW － SZD型轴振动监测仪实现对空压机电动机轴振动的检测。对各模拟量的采集采用 EM231 扩展模块，检测信号均为 4 ～20 mA 的电流信号。对空压机各项电参数的采集通过 EDA9033A 电参数采集模块和互感器来实现，多个电参数采集模块通过 RS －485 总线与 CPU 的 RS － 485 串口相连”工程师职称论文范文”。CPU 通过控制程序的编写来实现对数据的采集与处理，并将空压机的各项参数通过以太网模块与视频信号同时远传给上位监控机。
 
3   远程实时监控及预警
 
操作人员可在上位监控机实现对空压机的远程启停控制，手动和自动的切换; 对各检测数据的监控采用直观数据和趋势曲线两种方式: 操作员可直接通过参数显示画面对空压机各项参数进行实时监控，也可通过趋势曲线画面对空压机的历史数据和实时数据进行区间段划分形”中级工程师职称论文”式的查看，SQL Server 2005 作为强大的数据库管理系统，将空压机监测的各项参数和报警信息进行实时存储; 空压机远程监控系统还可以对空压机机房进行实时视频监控，实时了解空压机房的现场情况。空压机远程预警功能是空压机安全稳定运行和避免重大灾难发生的重要保障。操作员可根据空压机的性能参数对空压机的温度、压力、振动、电流等各项运行参数设定上下限，当某一项参数超出设定的上、下值时，便会产生超限声光报警，提示工作人员进行停机操作和检修工作，保证空压机运行的稳定和煤矿的安全生产。
 
4   故障诊断专家系统
 
空压机故障诊断专家系统以 CLIPS 专家系统工具为开发平台，CLIPS 的核心由事实库、规则库、推理机 3 部分组成，采用产生式规则作为基本的知识表示方式将 SQL Server 数据库中空压机的所有检测参数全部引入故障诊断系统中，进行多参数综合诊断，将仪表传感器的监测与故障诊断相结合，提高故障诊断的精确度。空压机故障诊断专家系统以知识库和推理机作为系统的核心，是一个集数据采集、信号分析、专家诊断、故障预测多个子系统于一身的智能集成化系统［2］，由知识库、数据库、人机接口( 用户界面) 、推理机、知识获取机制和解释机制 6 个部分组成。
4. 1 知识库
知识库是整个故障诊断专家系统的核心，系统的各项操作都必须以知识库为纽带，故障诊断、维修专家可通过经验知识输入界面将专家经验输入至知识库管理模块，再通过知识库转换程序最终存储在知识库中。知识库中存储大量的空压机故障案例以及故障诊断、维修专家的经验，在处理实际问题时，专家系统会从知识库中调用相应的知识，例如空压机的电动机轴振动过大，则会得出故障原因为转子动平衡不良，并会提供相应的故障原因分析和故障处理办法。构建空压机故障诊断专家系统的知识库是一个循序渐进的过程，不能一蹴而就，在系统实际的运行工作中，还要经过反复的修改和补充，实现专家系统的不断优化，最终才会得到比较缜密和精确的诊断结果。
4. 2 推理机
推理机实际上是一组计算机程序，跟据用户在用户界面( 人机接口) 输入的空压机诊断任务来调用知识库中相关的经验知识和规则，再按照一定的规则进行精确化匹配，从知识库中推导出空压机的故障原因及维护方法，再以解释程序为平台，向用户解释故障诊断专家系统的行为，回答用户提出的诊断任务。解释程序作为专家系统的一个重要的子系统，有助于用户对空压机故障细节的掌握，及时发现专家系统存在的漏洞和错误并进一步改进、完善专家系统。
 
5   结束语
 
矿用空压机远程监控预警及故障诊断专家系统将空压机的远程实时监控、超限报警以及故障诊断多系统集成化，采用先进的以太环网技术，实现了对空压机的远程控制和各运行参数的实时远程显示、超限预警; 运用专家系统开发工具和庞大的数据库系统构建空压机故障诊断专家系统，对空压机出现的不同故障进行推理分析，准确地判断空压机的故障类型和故障走向，并给出相应的经验处理、维修方案，避免了盲目性维修，降低了维修成本，保证了空压机的稳定运行和煤矿的安全生产。用先进的千兆以太环网通讯技术，以可编程序控制器 PLC 和上位机组态软件为开发平台，对现场检测元件检测的空压机各检测参数进行采集、分析和实时反馈，实现空压机的远程监控和实时预警; 并综合运用 SQL Server 数据库系统和 CLIPS 专家系统工具建立相应的故障诊断规则，完成矿用空压机远程监控预警及故障诊断专家系统的设计，提高空压机运行的安全系数和对故障的分析能力。
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