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

芮雪

摘 要：礦井空壓機(jī)冷卻水泵是保證礦井水冷空壓機(jī)高效運(yùn)行的核心部分，為了提高冷卻水泵的智能化程度，構(gòu)建遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合礦井空壓機(jī)冷卻水泵的運(yùn)行需求，分別從數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)、上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)以及礦井空壓機(jī)冷卻水泵故障診斷三個(gè)方面，對(duì)礦井空壓機(jī)冷卻水泵遠(yuǎn)程監(jiān)控及故障診斷系統(tǒng)展開研究。

關(guān)鍵詞：礦井；空壓機(jī)冷卻水泵；遠(yuǎn)程監(jiān)控；故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.075

0 前言

空壓機(jī)冷卻水泵作為整個(gè)空壓機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)之一，同時(shí)也是為空壓機(jī)提供安全保障的重要冷卻設(shè)備。在具體的運(yùn)行過程中，借助冷卻水的循壞可以有效降低排氣溫度，在此基礎(chǔ)上冷卻潤(rùn)滑油提升冷卻效果?？諌簷C(jī)本身的冷卻水循壞系統(tǒng)，一般包括蓄水池、水箱、管道、水過濾器以及電動(dòng)水泵等，為了進(jìn)一步提升設(shè)備的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)的遠(yuǎn)程控制與自動(dòng)控制尤為重要。

1 數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)分析

1.1 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)

在構(gòu)建礦井空壓機(jī)冷卻水泵遠(yuǎn)程控制與故障診斷系統(tǒng)工作中，首選需要明確空壓機(jī)冷卻水泵自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本組成，然后在此基礎(chǔ)上完成數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。空壓機(jī)冷卻水泵的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是以礦井施工現(xiàn)場(chǎng)的控制柜為主，將其作為控制系統(tǒng)核心，并經(jīng)由傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)空壓機(jī)冷卻水泵中各個(gè)檢測(cè)參數(shù)信息的采集，待完成對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信息的采集工作之后，需要借助PLC編寫程序，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一處理。這一過程中，空壓機(jī)冷卻水泵上位機(jī)采用的是組態(tài)軟件，以此來對(duì)空壓機(jī)冷卻水泵數(shù)據(jù)顯示界面實(shí)施開發(fā)與設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，由于上位機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)控制柜之間主要是通過以太環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)通訊與數(shù)據(jù)交互，因此可以借助視頻監(jiān)控?cái)z像頭等方式，進(jìn)一步完成對(duì)空壓機(jī)冷卻水泵遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的目的。

1.2 綜合控制系統(tǒng)

在設(shè)計(jì)研究過程中，空壓機(jī)冷卻水泵綜合控制系統(tǒng)主要分為手動(dòng)控制與自動(dòng)控制兩種類型，并且在上位機(jī)組態(tài)換面中可以實(shí)現(xiàn)兩種模式之間的任意轉(zhuǎn)換。比如：在手動(dòng)控制模式下，技術(shù)人員可以直接在調(diào)度室，經(jīng)由組態(tài)控制畫面來完成對(duì)空壓機(jī)冷卻水泵的控制，使其執(zhí)行啟停操作。在空壓機(jī)冷卻水泵控制系統(tǒng)無人值守的情況下，可以將控制模式轉(zhuǎn)換為自動(dòng)控制，這時(shí)系統(tǒng)可以根據(jù)水泵管道內(nèi)承受壓力值的大小，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況和故障情況進(jìn)行自動(dòng)控制。空壓機(jī)冷卻水泵綜合控制流程如下：水箱注水，啟動(dòng)進(jìn)水閥和水泵電機(jī)——到達(dá)延時(shí)時(shí)間后啟動(dòng)出水閥，并向管道內(nèi)注水——通過判斷管道內(nèi)壓力進(jìn)行合理的延時(shí)設(shè)定——對(duì)比分析管道實(shí)際水壓和設(shè)定壓力數(shù)值，如果實(shí)際水壓大于設(shè)定值，則說明設(shè)備運(yùn)行正常；如果實(shí)際水壓小于設(shè)定值，則說明水泵系統(tǒng)發(fā)生故障，應(yīng)該進(jìn)行下一步的故障診斷與處理[1]。

2 上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)與故障診斷分析

2.1 上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

礦井空壓機(jī)冷卻水泵上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要借助組態(tài)軟件來實(shí)現(xiàn)，將組態(tài)軟件作為遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上將礦井空壓機(jī)冷卻水泵機(jī)組的數(shù)據(jù)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制以及視頻監(jiān)控，實(shí)施集成化控制，進(jìn)而完成對(duì)礦井空壓機(jī)冷卻水泵運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，并且還可以清晰的顯示出設(shè)備各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，有利于各項(xiàng)參數(shù)超限報(bào)警與相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作的順利落實(shí)。在礦井空壓機(jī)冷卻水泵遠(yuǎn)程監(jiān)控過程中，經(jīng)由上位機(jī)冷卻水泵組態(tài)畫面，可以完成對(duì)各個(gè)冷卻水泵、進(jìn)水閥、出水閥、排氣閥以及加水閥的控制。在動(dòng)態(tài)顯示水箱故障、水泵故障以及管道水壓的基礎(chǔ)上，最大程度上保證技術(shù)人員可以在故障發(fā)生的第一時(shí)間，明確故障位置和快速采用相應(yīng)的處理措施，避免對(duì)礦井空壓機(jī)冷卻水泵的正常運(yùn)行造成影響。另一方面，通過合理設(shè)計(jì)礦井空壓機(jī)冷卻水泵的上位機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，還可以通過對(duì)冷水泵其他數(shù)據(jù)的監(jiān)控與獲得，充分發(fā)揮出實(shí)際查詢功能，為后期設(shè)備系統(tǒng)的優(yōu)化提供了科學(xué)的數(shù)據(jù)支持。

2.2 礦井空壓機(jī)冷卻水泵故障診斷實(shí)例

為了促進(jìn)礦井空壓機(jī)冷卻水泵運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性的提升，在對(duì)礦井空壓機(jī)冷卻水泵構(gòu)建故障自動(dòng)診斷系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該充分考慮到實(shí)際工作需求，在明確礦井空壓機(jī)冷卻水泵組間部件關(guān)系的基礎(chǔ)上，保證礦井空壓機(jī)冷卻水泵故障診斷專家系統(tǒng)構(gòu)建的科學(xué)性[2]。比如：在具體的設(shè)計(jì)工作中，技術(shù)人員應(yīng)該借助專家知識(shí)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)礦井空壓機(jī)冷卻水泵系統(tǒng)故障實(shí)施精準(zhǔn)定位，從而保證故障排除的及時(shí)性。從現(xiàn)階段礦井空壓機(jī)冷卻水泵應(yīng)用的實(shí)際情況來看，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井空壓機(jī)冷卻水泵的遠(yuǎn)程控制與故障診斷，不僅可以為礦井空壓機(jī)冷卻水泵系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障，在切實(shí)保證空壓機(jī)冷卻水供應(yīng)以及避免安全事故損失等方面，也同樣發(fā)揮著不可忽視的重要作用。因此，需要提高對(duì)礦井空壓機(jī)冷卻水泵系統(tǒng)的重視。

此外，本次礦井空壓機(jī)冷卻水泵故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是采用了基于故障樹分析的診斷方式，通過合理構(gòu)建礦井空壓機(jī)冷卻水泵故障診斷專家系統(tǒng)，切實(shí)為現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員相關(guān)工作的開展奠定基礎(chǔ)，有利于為維修人員提供更加有效的故障維修思路。以礦井空壓機(jī)冷卻水泵振動(dòng)過大引發(fā)的故障為例，在礦井空壓機(jī)冷卻水泵故障診斷專家系統(tǒng)中，首先需要確定電機(jī)振動(dòng)過大診斷模塊，在進(jìn)入電機(jī)振動(dòng)過大診斷畫面的同時(shí)，結(jié)合故障征兆添加相應(yīng)的條件，完成之后點(diǎn)擊“診斷”按鈕，從而便可得出關(guān)于礦井空壓機(jī)冷卻水泵故障診斷的最終結(jié)果，并根據(jù)實(shí)際故障表現(xiàn)給出相應(yīng)的處理建議。

3 總結(jié)

綜上所述，冷卻水泵系統(tǒng)在保障設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行等方面發(fā)揮著積極作用。想要促進(jìn)空壓機(jī)冷卻水泵自動(dòng)化水平的提升，應(yīng)該綜合分析礦井空壓機(jī)冷卻水泵的工作需求，同時(shí)將PLC作為自動(dòng)控制核心，在此基礎(chǔ)上通過聯(lián)合上位機(jī)組態(tài)軟件等方式，構(gòu)建完善的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)。同時(shí)，優(yōu)化設(shè)計(jì)基于故障樹診斷分析的故障診斷專家系統(tǒng)，可以為空壓機(jī)冷卻水泵故障的精準(zhǔn)定位提供技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]王啟才，王文海.水泵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].辦公自動(dòng)化，

2018，23（09）：63-64+17.

[2]翟娟，譚公禮，曹國(guó)華.基于Web Server的消防水泵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)[J].軟件，2017，38（08）：59-62.