一種離心泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)及顯示裝置設(shè)計(jì)

摘要：本論文涉及一種離心泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)及顯示裝置設(shè)計(jì)，是離心泵巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的一部分。本設(shè)計(jì)提供一種能替代離心泵群巡檢崗位操作工的機(jī)器人操作系統(tǒng)中部分裝置，具體是一種離心泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)及顯示裝置。在離心泵上裝設(shè)監(jiān)測(cè)泵出口壓力、泵運(yùn)行功率、軸承溫度、潤滑油含水量、噪聲等運(yùn)行參數(shù)的傳感器，通過數(shù)據(jù)處理器，將離心泵運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)以巡檢智能機(jī)器人能讀取、識(shí)別的代碼，集中顯示在運(yùn)行狀態(tài)顯示屏上。

關(guān)鍵詞：離心泵運(yùn)行監(jiān)測(cè);顯示裝置;巡檢機(jī)器人;傳感器

中圖分類號(hào)：TK288?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：1672-9129（2020）08-0028-01

本實(shí)設(shè)計(jì)涉及流程工業(yè)系列崗位操作機(jī)器人，流程工業(yè)也稱過程工業(yè)，是指石化、煉油、化工、冶金、制藥、制糖、建材、輕工、造紙、采礦、環(huán)保、電力等工業(yè)行業(yè)。它們的特點(diǎn)是通過物理變化和化學(xué)變化進(jìn)行的生產(chǎn)過程，以處理連續(xù)或間歇物料流、能量流為主，其原料和產(chǎn)品多為均相（固、液或氣體）的物料，這些都與離散制造工業(yè)有顯著不同。流程工業(yè)是一個(gè)非常巨大的產(chǎn)業(yè)，在產(chǎn)業(yè)中占據(jù)重要的地位，是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中極為重要的基礎(chǔ)支柱產(chǎn)業(yè)，是制造業(yè)的重要組成部分。

機(jī)器人技術(shù)在離散制造工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用已較普遍，但在流程工業(yè)中還未見應(yīng)用實(shí)例，更未見操作機(jī)器人在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作。由于流程工業(yè)與離散制造工業(yè)在加工形態(tài)上完全不一樣，所以離散制造工業(yè)用的機(jī)器人是不能移植到流程工業(yè)的，必需自主開發(fā)能適應(yīng)流程工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作的系列崗位操作機(jī)器人。本設(shè)計(jì)就是針對(duì)流程工業(yè)廣范使用的離心泵群，提供一種能替代離心泵群巡檢崗位操作工的機(jī)器人操作系統(tǒng)中部分裝置，具體是一種離心泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)及顯示裝置。

1?運(yùn)行監(jiān)測(cè)及顯示裝置的組成

一種離心泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)及顯示裝置由離心泵、壓力傳感器、軸溫傳感器、潤滑油含水量傳感器、噪聲傳感器、運(yùn)行功率傳感器、數(shù)據(jù)處理器、運(yùn)行狀態(tài)顯示屏、安裝支架組成。

在離心泵的出口管道上裝設(shè)壓力傳感器，壓力傳感器與數(shù)據(jù)處理器間采用導(dǎo)線連接;在離心泵軸承安裝位置上裝設(shè)軸溫傳感器，軸溫傳感器與數(shù)據(jù)處理器間采用導(dǎo)線連接;在離心泵的潤滑油探測(cè)口處裝設(shè)潤滑油含水量傳感器，潤滑油含水量傳感器與數(shù)據(jù)處理器間采用導(dǎo)線連接;在離心泵的潤滑油探測(cè)口處裝設(shè)噪聲傳感器，噪聲傳感器與數(shù)據(jù)處理器間采用導(dǎo)線連接;在離心泵基礎(chǔ)后方裝設(shè)安裝支架，在安裝支架上裝設(shè)運(yùn)行功率傳感器，用導(dǎo)線將運(yùn)行功率傳感器與離心泵配屬電機(jī)接線柱連接，運(yùn)行功率傳感器與數(shù)據(jù)處理器間采用導(dǎo)線連接;在安裝支架上安裝數(shù)據(jù)處理器和運(yùn)行狀態(tài)顯示屏，數(shù)據(jù)處理器與運(yùn)行狀態(tài)顯示屏間采用導(dǎo)線連接，數(shù)據(jù)處理器將采集來的各種運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)加以處理，并以智能機(jī)器人能讀取、識(shí)別的代碼形式集中顯示在離心泵運(yùn)行狀態(tài)顯示屏上。具體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2?運(yùn)行監(jiān)測(cè)及顯示裝置的操作方法

本設(shè)計(jì)的操作方法是：在離心泵1的出口管道上裝設(shè)壓力傳感器2，能監(jiān)測(cè)離心泵1的出口壓力值，正常工作時(shí)，壓力值是一個(gè)變化很小的量;當(dāng)出現(xiàn)離心泵反轉(zhuǎn)、葉輪脫落、轉(zhuǎn)速下降或停轉(zhuǎn)、出口管道阻力增大、進(jìn)口管道進(jìn)水不暢等故障時(shí)，出口壓力值變化大，超出正常值，壓力傳感器2通過導(dǎo)線將出口壓力值異常信號(hào)傳到數(shù)據(jù)處理器7。在離心泵1軸承安裝位置上裝設(shè)軸溫傳感器3，能監(jiān)測(cè)離心泵1的軸承溫度值，正常工作時(shí)，離心泵1軸承溫度在70度以下，當(dāng)出現(xiàn)離心泵1軸承缺油、潤滑油含水量大、安裝不正確等故障時(shí)，軸承溫度就會(huì)升高到70度以上，軸溫傳感器3通過導(dǎo)線將軸承溫度值信號(hào)傳到數(shù)據(jù)處理器7。在離心泵1的潤滑油探測(cè)口處裝設(shè)潤滑油含水量傳感器4，其采用兩根電極，能監(jiān)測(cè)潤滑油的含水量，正常工作時(shí)，潤滑油是不含水的，也不導(dǎo)電的，當(dāng)離心泵軸封泄漏時(shí)，水會(huì)進(jìn)入軸承箱，由于水比油重，水會(huì)在軸承箱底部，當(dāng)水位上升到控制線時(shí)，兩根電極接通，潤滑油含水量傳感器4就通過導(dǎo)線將潤滑油含水量超標(biāo)信號(hào)傳到數(shù)據(jù)處理器7。在離心泵1的潤滑油探測(cè)口處裝設(shè)噪聲傳感器5，能監(jiān)測(cè)離心泵1軸承發(fā)出的噪聲，正常工作時(shí)，噪聲在90分貝以下;當(dāng)出現(xiàn)軸承間隙過大、葉輪不平衡、嚴(yán)重汽蝕等故障時(shí)，噪聲增大到90分貝以上，噪聲傳感器5通過導(dǎo)線將噪聲超標(biāo)信號(hào)傳到數(shù)據(jù)處理器7。在離心泵1基礎(chǔ)后方裝設(shè)安裝支架9，在安裝支架9上裝設(shè)運(yùn)行功率傳感器6，用導(dǎo)線將運(yùn)行功率傳感器6與離心泵配屬電機(jī)接線柱連接，能監(jiān)測(cè)離心泵1的運(yùn)行功率，若運(yùn)行功率異常，運(yùn)行功率傳感器6通過導(dǎo)線將運(yùn)行功率異常信號(hào)傳到數(shù)據(jù)處理器7。在安裝支架9上安裝數(shù)據(jù)處理器7和運(yùn)行狀態(tài)顯示屏8，數(shù)據(jù)處理器7與運(yùn)行狀態(tài)顯示屏8間采用導(dǎo)線連接，數(shù)據(jù)處理器7將采集來的各種運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)加以處理，并以智能機(jī)器人能讀取、識(shí)別的代碼形式集中顯示在離心泵運(yùn)行狀態(tài)顯示屏8上。智能機(jī)器人能自動(dòng)巡視每一臺(tái)離心泵的運(yùn)行狀態(tài)顯示屏8，通過識(shí)別、對(duì)比，提出處理意見，然后傳送到執(zhí)行終端，由智能機(jī)器人通知值班員確認(rèn)，并執(zhí)行正常運(yùn)行、有問題運(yùn)行、緊急停車切換等操作;每天值班表由智能機(jī)器人導(dǎo)出打印。

3?本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)

（1）節(jié)省人力資源成本：企業(yè)若廣泛采用崗位操作機(jī)器人，操作工人只需原有的四分之一，按日榨萬噸甘蔗的糖廠計(jì)算，操作工人從800人減到200人，僅人工工資每年可節(jié)省2400多萬元。

（2）提高生產(chǎn)安全率：對(duì)生產(chǎn)過程指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)做出調(diào)整的反應(yīng)，避免生產(chǎn)過程出現(xiàn)大的波動(dòng)和事故，保證了均衡生產(chǎn)和安全生產(chǎn)。

（3）保證產(chǎn)品質(zhì)量：對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，確保產(chǎn)品質(zhì)量維持在最優(yōu)指標(biāo)附近，因此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（4）生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無人化：采用操作機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作層面從實(shí)時(shí)優(yōu)化到先進(jìn)控制系統(tǒng)的自動(dòng)、閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作層面智能化、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無人化。

綜上所述，本論文論述了一種離心泵運(yùn)行監(jiān)測(cè)及顯示裝置設(shè)計(jì)方法及具體操作過程，是針對(duì)流程工業(yè)廣范使用的離心泵群，提供一種能替代離心泵群巡檢崗位操作工的機(jī)器人操作系統(tǒng)中部分裝置，實(shí)現(xiàn)了流程工業(yè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化和智能化，大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益顯著。

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作者簡(jiǎn)介：黎有好（1983—），男，漢族，廣西南寧人，研究生學(xué)歷，廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)校電氣自動(dòng)化專業(yè)教師，研究方向?yàn)樽詣?dòng)控制技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)，電子信息技術(shù)。