CN217354862U - 一种主风机监测及诊断系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种主风机监测及诊断系统，包括诊断仪、温度传感器和复合传感器。其中，温度传感器和复合传感器设置于主风机处，采集主风机的温度数据、振动数据和冲击数据。然后将采集到的数据发送至诊断仪，诊断仪对数据进行处理，当温度数据或振动冲击数据超出阈值时，发出报警信号至与主风机连接的变频器PLC，变频器PLC在接收到报警信号后能够控制主风机的停止。相对于当前技术中，只能实现对主风机的状态信息的监控，采用本技术方案，在监控到主风机的状态信息后对数据进行分析诊断，在其超出阈值时发出报警并停止主风机的工作，能够在状态信息异常时及时做出处理。并且，能够根据温度数据、振动数据以及冲击数据作出综合分析判断。

Description

一种主风机监测及诊断系统

技术领域

本申请涉及风机技术领域，特别是涉及一种主风机监测及诊断系统。

背景技术

主风机又叫局部通风机、轴流风机，是工矿企业常用的一种风机。主风机安装方便，通风换气效果明显，使用安全，并且可以接风筒把风送到指定的区域，常用于地铁站区的通风换气。主风机一般部署在地铁站区两侧的地下层，灰层及湿度较大，因此需要对主风机的运行状态进行监测，以避免主风机的损坏。

当前技术中，通常使用温度传感器或者振动传感器采集主风机的状态信息，然后将采集到的温度数据或振动数据通过变频器PLC发送至服务设备(Building AutomationSystem，BAS)系统，简称BAS系统，以实现对温度数据或振动数据的监控。该方法仅能实现对数据的监控，并不能实现对数据的分析，无法根据数据的不同情况而做出相应操作，容易因为发现不及时而造成主风机的损坏。

由此可见，如何对主风机的状态信息进行监控和分析是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种主风机监测及诊断系统，用于对主风机的状态信息进行监控和分析。

为解决上述技术问题，本申请提供一种主风机监测及诊断系统，包括诊断仪、温度传感器、复合传感器；

所述温度传感器设置于主风机处，用于采集所述主风机的温度数据，所述复合传感器设置于所述主风机处，用于采集所述主风机的振动数据和冲击数据；

所述诊断仪分别与所述温度传感器和所述复合传感器连接，用于分别获取所述温度数据、所述振动数据和所述冲击数据并进行处理，当所述温度数据或所述振动数据或所述冲击数据超出阈值时，发出报警信号；

所述诊断仪，还用于与变频器PLC连接，以将所述报警信号发送至所述变频器PLC；

所述变频器PLC连接所述主风机，以在接收到所述报警信号的情况下控制所述主风机的停止。

优选的，还包括：前置处理器；

所述前置处理器连接所述复合传感器和所述诊断仪，以用于对所述复合传感器采集的所述振动数据和所述冲击数据进行滤波，并将滤波后的信号输出至所述诊断仪。

优选的，所述复合传感器为3个，其中2个设置于所述主风机的前端轴承，另一个设置于所述主风机的后端轴承。

优选的，所述诊断仪还与远程IO箱连接，以将所述振动数据转换为速度值后通过所述远程IO箱发送至BAS系统。

优选的，所述变频器PLC和所述BAS系统连接，以用于将电机供电电流、电机供电电压和电机转速发送至所述BAS系统，所述诊断仪还与所述变频器PLC和所述BAS系统连接，以监听所述电机供电电流、所述电机供电电压和所述电机转速，并根据所述电机供电电流、所述电机供电电压以及所述电机转速判断是否控制所述主风机停止。

优选的，还包括：无线传输终端；

所述无线传输终端连接所述诊断仪和数据中心，以将所述温度数据、所述振动数据、所述冲击数据、特征数据、所述报警信号、所述电机供电电流、所述电机供电电压和所述电机转速发送至数据中心以进行分析处理；

其中，所述特征数据为经过所述诊断仪处理后的所述温度数据、所述振动数据和所述冲击数据。

优选的，所述温度传感器为5个，其中2个设置于所述主风机的前端轴承和后端轴承，另外3个分别设置于三相绕组处。

优选的，还包括：显示设备；

所述显示设备与所述诊断仪连接，所述诊断仪将所述特征数据发送至对应的所述显示设备显示。

优选的，所述温度传感器通过所述前置处理器与所述诊断仪连接。

本申请所提供的一种主风机监测及诊断系统，该系统包括诊断仪、温度传感器和复合传感器。其中，温度传感器和复合传感器设置于主风机处，采集主风机的温度数据、振动数据和冲击数据。然后将采集到的数据发送至诊断仪，诊断仪对数据进行处理，当温度数据或振动冲击数据超出阈值时，发出报警信号至与主风机连接的变频器PLC，变频器PLC在接收到报警信号后能够控制主风机的停止。相对于当前技术中，只能实现对主风机的状态信息的监控，采用本技术方案，在监控到主风机的状态信息后对数据进行分析诊断，在其超出阈值时发出报警并停止主风机的工作，能够在状态信息异常时及时做出处理。并且，能够根据温度数据、振动数据以及冲击数据作出综合分析判断。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种主风机监测及诊断系统的结构图；

附图标记如下：1为诊断仪，2为温度传感器，3为复合传感器，4为变频器PLC，5为前置处理器，6为无线传输终端，7为数据中心，8为远程IO箱，9为BAS系统，10为电流传感器，11为电压传感器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

本申请的核心是提供一种主风机监测及诊断系统，用于对主风机的状态信息进行监控和分析。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

图1为本申请实施例提供的一种主风机监测及诊断系统的结构图，如图1所示，该系统包括诊断仪1、温度传感器2、复合传感器3；

温度传感器2设置于主风机处，用于采集主风机的温度数据，复合传感器3设置于主风机处，用于采集主风机的振动数据和冲击数据；

诊断仪1分别与温度传感器2和复合传感器3连接，用于分别获取温度数据、振动数据和冲击数据并进行处理，当温度数据或振动数据或冲击数据超出阈值时，发出报警信号；

诊断仪1，还用于与变频器PLC4连接，以将报警信号发送至变频器PLC4；

变频器PLC4连接主风机，以在接收到报警信号的情况下控制主风机的停止。

在当前技术中，对于主风机的状态监测通常是使用温度传感器2或者振动传感器进行一种信息的采集，并且每种传感器都需要对应单独的一个处理系统，由该处理系统对对应的信息进行监测，实现对主风机某种状态，例如温度的监测。该方法仅是对主风机的一种状态信息进行监测，并不能同时监测多种状态信息。并且只能进行监控，不能根据监测的结果进行操作。

本实施例提供的主风机监测及诊断系统提供了多种监测内容，在本申请中，包括温度传感器2和复合传感器3，其中温度传感器2是用于采集温度数据，该温度数据可以是只对主风机的主要元件监测的数据，例如电机的前后端轴承，或者输入电压处的温度数据。当然，温度传感器2可以有多个，设置在主风机不同的重要元件处。温度传感器2通常为铂电阻、热电偶或数字温度敏感器件，可以将温度物理量转换为电信号输出。本实施例中的复合传感器3是用于采集振动数据和冲击数据，复合传感器3内置敏感元件，能够将振动和冲击信号转换为电信号输出。振动数据和冲击数据代表了主风机的扇叶的状态，其可以通过一定的数据转换以表示扇叶的转速。在具体实施中，复合传感器3通常设置于电机防护罩处，同样的，复合传感器3也可以有多个，可以设置在主风机的不同位置，以获取更加全面的振动和冲击数据。复合传感器3可以集成多种功能，在本实施例中的复合传感器3只用于获取振动和冲击数据，因此增加了温度传感器2以获取温度数据，在其他实施例中也可以将温度、振动和冲击的监测功能都集成到复合传感器3中。可以理解的是，本实施例中提供多种传感器的目的是为了获取多种状态数据，以对主风机的状态能够进行多方面的监控。因此无论传感器的种类有多少，其只需要满足能够采集主风机的多种状态数据即可。

本实施例中的诊断仪1用于对数据进行处理，在具体实施中，其可以与人机交互模块配合使用，技术人员可以通过人机交互模块设置阈值，当诊断仪1接收到传感器采集的数据后，可以将数据和阈值进行比较，该阈值是主风机在正常工作时的状态数据，当传感器采集的数据超出阈值时，认为主风机处于危险运行的状态，此时诊断仪1输出报警信号。在具体实施中，诊断仪1也可以连接报警装置，例如警报器等，将报警信号输出至报警设备以醒目的方式提醒技术人员，以避免主风机的损坏造成事故。在本实施例中，诊断仪1将报警信号发送至变频器PLC4，以使变频器PLC4停止主风机。

诊断仪1将温度传感器2输出的电信号转换为温度值，还可以通过内置的嵌入式软件对温度值进行预处理，例如温度缓存、置信、报警处理、温度数据存储等。在接收到振动和冲击数据后可以进行滤波，以提取出振动冲击信号。当发生报警时，嵌入式软件可以控制诊断仪1内部的报警电路通过报警线输出报警信号。

本申请实施例提供的主风机监测及诊断系统，包括诊断仪、温度传感器和复合传感器。其中，温度传感器和复合传感器设置于主风机处，采集主风机的温度数据、振动数据和冲击数据。然后将采集到的数据发送至诊断仪，诊断仪对数据进行处理，当温度数据或振动冲击数据超出阈值时，发出报警信号至与主风机连接的变频器PLC，变频器PLC在接收到报警信号后能够控制主风机的停止。相对于当前技术中，只能实现对主风机的状态信息的监控，采用本技术方案，在监控到主风机的状态信息后对数据进行分析诊断，在其超出阈值时发出报警并停止主风机的工作，能够在状态信息异常时及时做出处理。并且，能够根据温度数据、振动数据以及冲击数据作出综合分析判断。

在上述实施例的基础上，在本实施例中，还包括：前置处理器5；

前置处理器5连接复合传感器3和诊断仪1，以用于对复合传感器3采集的振动数据和冲击数据进行滤波，并将滤波后的信号输出至诊断仪1。

在其他实施例中，前置处理器5还可以对传感器采集的信号进行工作点变换或放大处理，也可以根据需求进行电压转电流或电流转电压的操作。

本实施例提供的主风机监测及诊断系统，通过前置处理器对复合传感器采集的振动数据和冲击数据进行滤波，以提高数据的准确性。并且，通过前置处理器可以先对振动数据和冲击数据进行处理，然后可以通过一根线将处理后的数据发送至诊断仪，能够节省布线。

在当前技术中，复合传感器3通常设置与主风机的防护罩处，该位置并不能对电机的工作状态进行监测。为了能够全面的对主风机的振动数据和冲击数据进行监测，在本实施例中，复合传感器3为3个，其中2个设置于主风机的前端轴承，另一个设置于主风机的后端轴承。

在本实施例中，复合传感器3设置于轴承处，能够更直观准确的对电机驱动端和非驱动内环、外环、保持架、滚子等进行检测并且还能实现对叶片故障监测，包括叶片的不平衡、裂纹及断裂状态。并且，在前端轴承设置2个复合传感器3，根据采集的数据能够推算出电机转速和加速度等信息。能够对主风机的工作状态进行更全面的监测。

在具体实施中，根据不同状态的主风机可能会有不同的运维处理，对于主风机集群的管控则需要数据中心进行统一管理。

因此，在本实施例中，还包括：无线传输终端6；

无线传输终端6连接诊断仪1，以将温度数据、振动数据和冲击数据和特征数据发送至数据中心7以进行分析处理；其中，特征数据为经过诊断仪1处理后的温度数据、振动数据和冲击数据。

本实施例中的无线传输终端将传感器采集的数据和经过诊断仪处理的数据都发送至数据中心进行分析处理，具体可以是进行故障预测与健康管理(Prognostic andHealth Management，PHM)。PHM是通过算法和模型来监控、预测、管理系统的健康状态。实现对分散在各个地下车站的主风机集群的实时状态监测，与在线故障预警及闭环智慧运维，达到减少过剩维修和备品备件消耗，延长正常部件使用寿命，提高工作效率，降低运维成本的目的。

在上述实施例的基础上，在本实施例中，诊断仪1还与远程IO箱8连接，以将振动数据转换为速度值后通过远程IO箱8发送至BAS系统9。

环境与设备监控系统(Building Automatic System，BAS)是对地铁建筑物内的环境与空气条件、通风、给排水、照明、乘客导向、自动扶梯及电梯、屏蔽门、防淹门等建筑设备和系统进行集中监视、控制和管理的系统。

本申请实施例通过远程IO箱将振动数据转换为速度值发送至BAS系统，实现对主风机的叶轮转速的监视。

在上述实施例的基础上，为了能够更加全面的对主风机的状态进行监控，在本实施例中，变频器PLC4和BAS系统9连接，以用于将电机供电电流、电机供电电压和电机转速发送至BAS系统9，诊断仪1还与变频器PLC4和BAS系统9连接，以监听电机供电电流、电机供电电压和电机转速，并根据电机供电电流、电机供电电压以及电机转速判断是否控制主风机停止。

在具体实施中，变频器会通过电流传感器10和电压传感器11采集电机供电电流、电机供电电压，然后将其传输至BAS系统9。本实施例中通过监听变频器PLC4和BAS系统9的通讯以获取电机供电电流、电机供电电压和电机转速。当然，在其他实施例中，诊断仪1也可以直接通过连接电流传感器10和电压传感器11来获取电机供电电流和电机供电电压。

本实施例通过监听电机供电电流、电机供电电压和电机转速，对电机的输入电压、电流以及电机的转速进行检测，当电机供电电流、电机供电电压和电机转速超出阈值时控制主风机停止，在依据温度、振动和冲击的基础上，更加全面的对主风机的工作状态进行监测，并且在超出阈值时及时停止主风机，避免造成事故。

上述实施例中对于温度传感器2的安装位置并没有做出限定，在本实施例中，温度传感器2为5个，其中2个设置于主风机的前端轴承和后端轴承，另外3个分别设置于三相绕组处。

本实施将温度传感器设置于主风机的前端轴承、后端轴承以及三相绕组处，对主分机电机的温度进行全面的监测，更加综合的对主风机的温度情况作出监测。

在上述实施例的基础上，在本实施例中，还包括：显示设备；

显示设备与诊断仪1连接，诊断仪1将特征数据发送至对应的显示设备显示。

本实施例中的显示设备用于显示特征数据，而由于特征数据为温度值和速度值等数据，因此显示设备可以使用数码管，该显示设备可以有多个，以对不同的特征数据进行展示，其也可以是集成的一个，将多种特征数据以对比的形式展示。

本实施例将诊断仪1处理后的特征数据发送至显示设备，使技术人员能够及时直观的对主风机的工作状态进行监控。

在具体实施中，为了更全面准确的对主风机集群进行管理，在本实施例中，诊断仪1还用于将报警信号、电机供电电流、电机供电电压和电机转速通过无线传输终端6传输至数据中心7。

和上述实施例相同的是，本实施例将报警信号、电机供电电流、电机供电电压和电机转速通过无线传输终端传输至数据中心，以用于进行PHM处理，实现对主风机集群更全面的监控管理。

在上述实施例的基础上，在本实施例中，温度传感器2通过前置处理器5与诊断仪1连接。

本实施例中的温度传感器通过前置处理器和诊断仪连接，能够节省布线。

以上对本申请所提供的主风机监测及诊断系统进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种主风机监测及诊断系统，其特征在于，包括诊断仪、温度传感器、复合传感器；

所述温度传感器设置于主风机处，用于采集所述主风机的温度数据，所述复合传感器设置于所述主风机处，用于采集所述主风机的振动数据和冲击数据；

所述诊断仪分别与所述温度传感器和所述复合传感器连接，用于分别获取所述温度数据、所述振动数据和所述冲击数据并进行处理，当所述温度数据或所述振动数据或所述冲击数据超出阈值时，发出报警信号；

所述诊断仪，还用于与变频器PLC连接，以将所述报警信号发送至所述变频器PLC；

所述变频器PLC连接所述主风机，以在接收到所述报警信号的情况下控制所述主风机的停止。

2.根据权利要求1所述的主风机监测及诊断系统，其特征在于，还包括：前置处理器；

所述前置处理器连接所述复合传感器和所述诊断仪，以用于对所述复合传感器采集的所述振动数据和所述冲击数据进行滤波，并将滤波后的信号输出至所述诊断仪。

3.根据权利要求1所述的主风机监测及诊断系统，其特征在于，所述复合传感器为3个，其中2个设置于所述主风机的前端轴承，另一个设置于所述主风机的后端轴承。

4.根据权利要求1所述的主风机监测及诊断系统，其特征在于，所述诊断仪还与远程IO箱连接，以将所述振动数据转换为速度值后通过所述远程IO箱发送至BAS系统。

5.根据权利要求4所述的主风机监测及诊断系统，其特征在于，所述变频器PLC和所述BAS系统连接，以用于将电机供电电流、电机供电电压和电机转速发送至所述BAS系统，所述诊断仪还与所述变频器PLC和所述BAS系统连接，以监听所述电机供电电流、所述电机供电电压和所述电机转速，并根据所述电机供电电流、所述电机供电电压以及所述电机转速判断是否控制所述主风机停止。

6.根据权利要求5所述的主风机监测及诊断系统，其特征在于，还包括：无线传输终端；

所述无线传输终端连接所述诊断仪和数据中心，以将所述温度数据、所述振动数据、所述冲击数据、特征数据、所述报警信号、所述电机供电电流、所述电机供电电压和所述电机转速发送至数据中心以进行分析处理；

其中，所述特征数据为经过所述诊断仪处理后的所述温度数据、所述振动数据和所述冲击数据。

7.根据权利要求1所述的主风机监测及诊断系统，其特征在于，所述温度传感器为5个，其中2个设置于所述主风机的前端轴承和后端轴承，另外3个分别设置于三相绕组处。

8.根据权利要求6所述的主风机监测及诊断系统，其特征在于，还包括：显示设备；

所述显示设备与所述诊断仪连接，所述诊断仪将所述特征数据发送至对应的所述显示设备显示。

9.根据权利要求2所述的主风机监测及诊断系统，其特征在于，所述温度传感器通过所述前置处理器与所述诊断仪连接。

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