CN204925745U - 一种罗茨鼓风机智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种罗茨鼓风机智能监控系统，属于罗茨风机冷却技术领域。该罗茨鼓风机智能监控系统包括：鼓风机机组、传感器、控制箱、远程终端控制系统、就地触摸屏和服务器；所述控制箱包括PLC或单片机、模拟量模块、断路器、继电器和开关电源；所述鼓风机机组包括罗茨鼓风机、冷却风扇、电动闸阀和变频电机；所述传感器安装在所述鼓风机机组上；所有传感器与对应模拟量模块连接；所有模拟量模块与所述PLC或单片机连接；所有传感器通过有线或无线连接将数据传给模拟量模块；所述PLC或单片机通过有线或无线连接与所述远程终端控制系统进行通信；所述PLC或单片机通过有线与所述就地触摸屏进行通信。

Description

一种罗茨鼓风机智能监控系统

技术领域

本实用新型属于罗茨风机远程监控技术领域，具体涉及一种罗茨鼓风机智能监控系统。

背景技术

罗茨鼓风机是一种具有输气不含油，结构简单，易输送特点的容积式鼓风机，在气体输送和气力输送有着重要用途。目前广泛应用于污水处理行业、电厂、化工企业等。

目前罗茨鼓风机设备的主要操作包括：风机启停、闸阀和放空阀的开闭、温度、压力和油箱液位等参数的读取、更换润滑油、故障检查等。

在这些企业中，虽然已有自己的工业监控系统，但罗茨鼓风机作为工业系统中独立而操作简单的设备，其操作控制主要有两种方案：第一种方案：雇佣一定数量专职人员采用换岗制，对罗茨鼓风机进行定期监测、维护、控制和巡检。在使用现场，通过手动开闭软启动柜实现风机启停、手动调节各阀门开闭、目视读取各仪表读数，依靠个人经验对故障进行判断，甚至一些转速调节需要重新加工和更换皮带轮，如轴承温度等一些不方便测量的参数，通常采用的是测量轴承外部零件的温度等来估计，数据偏差大，具体不足如下：

1、大量耗费人力和时间，效率低；

2、无法24小时监控，设备发生故障时，不易察觉，发现时可能已造成零部件或机器损坏，严重会导致人员伤害；

3、有时操作不及时，可能导致罗茨鼓风机故障和报废，如缺油导致的轴承破坏；

4、人工目视仪表读数存在较大误差；

5、依靠工人经验对风机性能及故障判断，不准确；

6、对于连续的波动性数据无法记录，且人工可记录数据量小；

7、对于复杂的使用环境，人工难以对罗茨鼓风机进行监测和控制；

第二种方案：在第一种方案的基础上，增加了温度、压力等传感器来采集参数，并通过就地的显示屏进行显示。工人根据屏幕上显示的数据，凭经验做出相应的判断和操作。该技术方案虽然解决了第一种方案中的读数误差和数据记录不方便的缺点；但仍需要耗费大量的人力和时间。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种罗茨鼓风机智能监控系统。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种罗茨鼓风机智能监控系统包括：鼓风机机组、传感器、控制箱、远程终端控制系统（RTU）、就地触摸屏和服务器；

所述控制箱包括PLC或单片机、模拟量模块、断路器、继电器和开关电源；

所述鼓风机机组包括罗茨鼓风机、冷却风扇、电动闸阀和变频电机；

所述传感器安装在所述鼓风机机组上；

所有传感器与对应模拟量模块连接；所有模拟量模块与所述PLC或单片机连接；所有传感器通过有线或无线连接将数据传给模拟量模块；

所述PLC或单片机通过有线或无线连接与所述远程终端控制系统进行通信；所述PLC或单片机通过有线与所述就地触摸屏进行通信；

所述远程终端控制系统通过无线或有线连接与互联网进行通信。

所述传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器和转速传感器；

在所述罗茨鼓风机的四个轴承外圈分别设置轴承温度传感器；

在所述罗茨鼓风机的进气口设置温度传感器和压力传感器；

在所述罗茨鼓风机的排气口设置温度传感器和压力传感器；

在所述罗茨鼓风机的排气管道上加工安装孔，并设置流量传感器或通过其他传感器所测参数计算得到流量；

在所述罗茨鼓风机的油箱内设置液位传感器；

在所述罗茨鼓风机的皮带轮处设置转速传感器。

温度传感器采用热电偶式或热电阻式温度传感器。

所述模拟量模块对接收到的各个传感器的数据进行转化后传输给PLC或单片机。

所述PLC或单片机对模拟量模块传来的数据进行运算、存储和处理；数据及指令通过无线或有线连接传输给远程终端控制系统，远程终端控制系统将数据和指令传输到远程服务器，实现对罗茨风机进行远程监测和控制。

所述PLC或单片机通过485通讯线将数据和指令传给就地触摸屏；同时通过有线或无线方式将数据和指令传给远程终端控制系统设备。

所述远程终端控制系统通过GPRS网络模式将数据和指令传给远程服务器的组态系统。

所述服务器通过组态系统将数据发布到互联网上；客户端包括电脑客户端、网页浏览器、智能手机及PDA客户端；

用户通过监控系统读取服务器中的所有数据，并对各参数设置报警值、停机值及其他电控调节值；

当参数达到报警值，现场的报警灯及监控系统出现报警提示，并显示超出报警的参数和故障原因，监控系统自动对报警信息记录；

当参数达到停机值时，PLC输出继电器断开，动力柜中的接触器、软启动器或变频器断开，罗茨风机自动断电停机；

当参数达到电控调节值时，控制单元根据设定自动进行调整，控制单元包括电动闸阀、冷却风扇、变频电机。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

利用本实用新型实现了对鼓风机的远程控制，节约了人力和时间；可以做到实时监控；传感器采集位置更精确，数据更可靠，数据采集量大；用户可依据工况对风机运行参数进行设定；可同时对多台、异地、不同型号风机进行同时监测及控制；系统根据设置参数自动反馈调节，及时准确，且避免人工操作不当；报警提醒及停机保护增加了风机的寿命及整个工作现场的可靠性；各参数自动记录，作为故障判断依据更可靠，且便于查询和管理层决策；权限管理，避免人为不当操作；远程视频监控，实景观察；可并入其他工业监控系统，利用其他系统中的参数作为反馈，自动调整风机运行参数，降低能耗；设备可自我诊断和调节，保证设备及系统的安全性。

附图说明

图1本实用新型的组成结构图。

图2本实用新型的动力传递图。

图3罗茨鼓风机的左视图。

图4罗茨鼓风机的主视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述：

如图1和图2所示，本系统单元主要包括：罗茨鼓风机机组、变频电机、电动闸阀、放空阀、独立冷却风扇、动力柜、隔声罩等。

如图3和图4所示，罗茨鼓风机机组包括：1、进气消声器2、罗茨鼓风机3、变频电机4、机座5、冷却风扇6、隔声罩7、排气消声器8、地脚螺栓9、弹性接头10、直管11、泄压阀12、泄压阀安装管13、单向阀14、电动闸阀。

对任意数量、使用工况及型号的罗茨鼓风机安装传感器，具体安装部位如下：

分别对驱动轴和从动轴的驱端和齿端轴承外圈设置轴承温度传感器（温度传感器不限于热电偶式传感器、热电阻式传感器等所有温度传感器）；

分别对进气口和排气口（进、排气法兰处）设置温度传感器和压力传感器；

排气口设置流量传感器或通过其他参数计算得到；

油箱设置液位传感器；

皮带轮处设置转速传感器；

电机轴承设置温度传感器，温度传感器可以采用热电偶式、热电阻式温度传感器的所有可测的温度传感器。

通过PLC或单片机对各传感器数据进行采集和运算传输到就地触摸屏及服务器。

采集模块的作用是对传感器采集的模拟量等进行转换；

PLC是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

服务器用户及其他用户通过账号密码、指纹等管理权限，登陆监控系统，客户端包括电脑客户端、网页浏览器、PDA及PDA客户端；

用户可通过监控系统读取服务器中的所有数据，并对各参数设置报警值、停机值及其他电控调节值。

当参数达到报警值，现场的报警灯及监控系统出现报警提示，并显示超出报警的参数和可能的故障原因，监控系统自动对报警信息记录；

当参数达到停机值时，PLC输出继电器断开，动力柜中的接触器、软启动器或变频器，风机自动断电停机；

当参数达到电控调节值时，系统会根据相应的设定自动对风机做调整，如改变电机转速大小、控制各阀门开闭、改变冷却风扇转速大小和启停等。参数除了风机本身的参数外，也可其他工业监控系统中的反馈参数，如水中氧气溶解量等。

用户可通过无线或有线方式（无线是指电脑客户端、PDA客户端及浏览器同PLC之间的数据传输，有线是就地触摸屏同PLC之间的数据传输），在软件中也可以直接设定一些运行参数，如转速、运行定时等。

用户可直接通过无线或有线方式远程控制调节电机转速、冷却风扇转速、风机启停、各阀门开闭、视频监控等操作（通过变频器控制电子转速，通过继电器控制启停风机等，视频监控通过组态软件等）；

用户可远程通过软件动画及指示灯可观察风机的运转状态；

数据及指令通过无线过有线的方式传输回PLC或单片机，对风机进行远程控制；

软件中会记录报警记录、停机记录及各传感器参数的实时曲线、数据和历史曲线数据，方便用于远程读取。

利用本实用新型，可以实现鼓风机的远程检测与控制；实现鼓风机的自我检测及反馈调节，达到半自动化；利用实时数据和历史数据分析、解决故障和提供决策依据；各项参数可设置报警和停机极限，当参数超出范围时，启动声光报警和自动停机，防止故障和危险发生；可实现鼓风机的不间断监控；实现多用户同时对异地多台鼓风机的监控；解决以往模式中人为主观判断的误差；解决数据记录量小，不连续的问题；解决复杂工况人工无法控制的情况；参数检测及视频实景检测双线监控；作为使用设备，远程监控系统可并入现有的任何其他工业系统，进行整体监控，实现节能效果，如污水处理行业中的溶解氧的检测值作为反馈调节变频电机转速。

无线或有线等多种方式对风机进行远程监测和控制；网络包括但不限于无线及的任何方式数据传输方式，如GPRS、局域网、WIFI、ZIGBEE等；

可人为设定各参数（通过电脑客户端、PDA客户端、浏览器、就地触摸屏等），并根据参数实现自我诊断、报警、停机及反馈调节；客户端包括但不限于各种操作系统的电脑软件客户端、电脑网页浏览器、各种操作系统的PDA及平板APP软件、WEB浏览器和就地触摸屏；管理权限包括但不限于账号密码、密码狗、U盾、指纹、射频卡等；可人为设置个参数，实现故障报警、风机启停、冷却风扇启停、阀门开闭等；

远程实现风机启停、冷却风扇启停、电机变频及定时功能等操作；

风机运行状态指示；

报警、风机开/停机记录；

参数实时、历史曲线及数据记录；对报警数据、开停机记录、传感器读取的各参数等进行实时及历史记录和生成曲线图；

远程多台异地设备同时监测；

直持多种载体、操作系统及远程监控软件；

远程视频监控；

可并入其他工业监控系统，利用其他系统中的参数作为反馈，实现整体监控。

设备可自我诊断和调节，保证设备及系统的安全性。

上述技术方案只是本实用新型的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本实用新型公开了原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本实用新型上述具体实施例所描述的结构，因此前面描述的只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (8)

1.一种罗茨鼓风机智能监控系统，其特征在于：所述罗茨鼓风机智能监控系统包括：鼓风机机组、传感器、控制箱、远程终端控制系统、就地触摸屏和服务器；

所述控制箱包括PLC或单片机、模拟量模块、断路器、继电器和开关电源；

所述鼓风机机组包括罗茨鼓风机、冷却风扇、电动闸阀和变频电机；

所述传感器安装在所述鼓风机机组上；

所有传感器与对应模拟量模块连接；所有模拟量模块与所述PLC或单片机连接；所有传感器通过有线或无线连接将数据传给模拟量模块；

所述PLC或单片机通过有线或无线连接与所述远程终端控制系统进行通信；所述PLC或单片机通过有线与所述就地触摸屏进行通信；

所述远程终端控制系统通过无线或有线连接与互联网进行通信。

2.根据权利要求1所述的罗茨鼓风机智能监控系统，其特征在于：所述传感器包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、液位传感器和转速传感器；

在所述罗茨鼓风机的四个轴承外圈分别设置轴承温度传感器；

在所述罗茨鼓风机的进气口设置温度传感器和压力传感器；

在所述罗茨鼓风机的排气口设置温度传感器和压力传感器；

在所述罗茨鼓风机的排气管道上加工安装孔，并设置流量传感器或通过其他传感器所测参数计算得到流量；

在所述罗茨鼓风机的油箱内设置液位传感器；

在所述罗茨鼓风机的皮带轮处设置转速传感器。

3.根据权利要求2所述的罗茨鼓风机智能监控系统，其特征在于：温度传感器采用热电偶式或热电阻式温度传感器。

4.根据权利要求3所述的罗茨鼓风机智能监控系统，其特征在于：所述模拟量模块对接收到的各个传感器的数据进行转化后传输给PLC或单片机。

5.根据权利要求4所述的罗茨鼓风机智能监控系统，其特征在于：所述PLC或单片机对模拟量模块传来的数据进行运算、存储和处理；数据及指令通过无线或有线连接传输给远程终端控制系统，远程终端控制系统将数据和指令传输到远程服务器，实现对罗茨风机进行远程监测和控制。

6.根据权利要求5所述的罗茨鼓风机智能监控系统，其特征在于：所述PLC或单片机通过485通讯线将数据和指令传给就地触摸屏；同时通过有线或无线方式将数据和指令传给远程终端控制系统设备。

7.根据权利要求6所述的罗茨鼓风机智能监控系统，其特征在于：所述远程终端控制系统通过GPRS网络模式将数据和指令传给远程服务器的组态系统。

8.根据权利要求7所述的罗茨鼓风机智能监控系统，其特征在于：所述服务器通过组态系统将数据发布到互联网上；客户端包括电脑客户端、网页浏览器、智能手机及PDA客户端；

用户通过监控系统读取服务器中的所有数据，并对各参数设置报警值、停机值及其他电控调节值；

当参数达到报警值，现场的报警灯及监控系统出现报警提示，并显示超出报警的参数和故障原因，监控系统自动对报警信息记录；

当参数达到停机值时，PLC输出继电器断开，动力柜中的接触器、软启动器或变频器断开，罗茨风机自动断电停机；

当参数达到电控调节值时，控制单元根据设定自动进行调整，控制单元包括电动闸阀、冷却风扇、变频电机。