一种智能空压站的运行保护系统的制作方法

1.本发明涉及空压机技术领域，具体是一种智能空压站的运行保护系统。


背景技术：

2.空压站就是压缩空气站，由空气压缩机、储气罐(分为一级、二级储气罐)、空气处理净化设备、冷干机组成。
3.空气压缩机是一种用以压缩气体的设备。空气压缩机与水泵构造类似。大多数空气压缩机是往复活塞式，旋转叶片或旋转螺杆；为了使空压机能够正常可靠地运行，保证机组的使用寿命，须制定详细的维护计划，执行定人操作、定期维护、定期检查保养，使空压机组保持清洁、无油、无污垢；
4.目前使用的空气压缩机，没有对其进行实时监测，不能实时监测压缩机的温度、排气量以及压缩机由于长期运行会导致设备被水垢堵塞，若受到外力冲击、压力开关故障或所处环境温度变化过快后，空压站可能会出现爆炸的险情，为此，我们提出一种智能空压站的运行保护系统。


技术实现要素：

5.为了解决上述方案存在的问题，本发明提供了一种智能空压站的运行保护系统。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种智能空压站的运行保护系统，包括数据库、水垢监测模块、控制器、清洗模块、信息采集模块、运行保护模块和散热模块；
8.水垢监测模块：与空压机相连接，在空压机停机后或启动前，用于检测空压机是否存在水垢，并根据水垢的堵塞情况判断空压机是否需要清洗；
9.清洗模块：用于工作人员对空压机进行清洗；
10.信息采集模块：用于采集空压机的实时工作参数并将其发送至运行保护模块；运行保护模块：用于根据空压机的实时工作参数对空压机进行保护调节，具体步骤包括：
11.v1：空压机通电，对空压机进行开机检测；
12.v2：开机检测后，空压机正常启停，采集空压机的实时工作参数，根据实时工作参数对空压机进行保护调节；
13.散热模块：用于对空压机进行冷却散热。
14.进一步地，所述数据库存储有空压机的标准参数信息和标准影像信息；所述标准参数信息包括标准重量、型号、长度、宽度和高度；所述实时工作参数包括空压机的实时温度、气缸气压以及排气量。
15.进一步地，所述水垢监测模块包括重量检测单元、图像检测单元以及红外扫描探头，具体工作步骤如下：
16.获取得到空压机的水垢重量占比、水垢区域分布数量、水垢面积占比以及水垢厚度；若水垢重量占比≥占比阈值，则生成清洗信号；
17.根据水垢区域分布数量、水垢面积占比以及水垢厚度对空压机的清洗系数进行评估；若清洗系数≥预设系数阈值，则生成清洗信号；
18.所述水垢监测模块用于将清洗信号传输至控制器，所述控制器用于接收到清洗信号后发送提醒信息至清洗模块。
19.进一步地，其中，空压机的水垢重量占比、水垢区域分布数量、水垢面积占比以及水垢厚度的获取方法为：
20.通过重量检测单元实时监测空压机的重量，并标记为z1；
21.从数据库中获取空压机的标准参数信息，将空压机的标准重量标记为zt；利用公式zd＝(z1
‑
zt)/zt
×
μ计算获取水垢重量占比zd，式中μ为补偿因子，例如μ取值1.37；
22.通过红外扫描探头于初步检测空压机的内壁是否存在水垢堆积，当检测到空压机的内壁存在水垢时，通过红外线测距仪获取水垢区域中心处的厚度并标记为水垢厚度；
23.通过图像检测单元采集空压机内壁的实时影像信息；从数据库中获取空压机内壁的标准影像信息，将实时影像信息与标准影像信息作对比；得到水垢区域的面积和水垢区域的分布数量；将水垢面积除以空压机内壁面积获取得到水垢面积占比。
24.进一步地，步骤v1中，对空压机进行开机检测，具体步骤为：
25.获取空压机开机时的当前工作参数，若空压机的温度≤85℃，则继续观察空压机的运行，判断空压机运行5mins是否被打断；若被打断，则空压机停止运行，提示工作人员对空压机进行检修；
26.若空压机的温度＞85℃，则判断气缸气压是否≥1.1mpa；若气缸气压≥1.1mpa，则空压机不启动，所述运行保护模块控制散热模块对空压机进行冷却散热。
27.进一步地，步骤v2中，根据实时工作参数对空压机进行保护调节，具体为：
28.获取空压机的气缸气压，若气缸气压小于0.85mpa，则判断空压机温度是否大于110℃，若空压机温度≤110℃，则对空压机打气到1.02mpa；若空压机温度＞110℃，则空压机延时25s停机；
29.获取空压机的排气量，若排气量大于预设排气阈值，则运行保护模块控制调节空压机的工作频率。
30.进一步地，该系统还包括气体泄漏检测模块，用于检测空压机运行过程中是否存在气体泄漏；当检测到空压机存在气体泄漏时，生成气体泄漏信号并将其发送至控制器，所述控制器接收到气体泄漏信号后控制空压机停机，并提示工作人员对空压机进行检修。
31.进一步地，所述气体泄漏检测模块包括分布于空压机表面的压力传感器和气体流速传感器。
32.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
33.1、本发明在空压机停机后或启动前，通过水垢监测模块检测空压机是否存在水垢堵塞，并根据水垢的堵塞情况判断空压机是否需要清洗；避免空压机由于长期运行导致设备被水垢堵塞，造成资源损耗；提高了空压机的工作效率；
34.2、本发明中运行保护模块用于根据空压机的实时工作参数对空压机进行保护调节；首先空压机通电，对空压机进行开机检测，判断空压机是否能正常启停，开机检测后，根据空压机的温度和气缸气压，对空压机进行打气或延时停机，对空压机进行保护，防止出现爆炸险情；气体泄漏检测模块用于检测空压机运行过程中是否存在气体泄漏；并及时提示
工作人员对空压机进行检修，有效提高空压机的运行安全。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
36.图1为本发明一种智能空压站的运行保护系统的原理框图。
具体实施方式
37.下面将结合实施例对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
38.如图1所示，一种智能空压站的运行保护系统，包括数据库、水垢监测模块、控制器、清洗模块、信息采集模块、运行保护模块以及散热模块；
39.数据库存储有空压机的标准参数信息和标准影像信息；标准参数信息包括标准重量、型号、长度、宽度和高度；
40.水垢监测模块与空压机相连接，在空压机停机后或启动前，水垢监测模块用于检测空压机是否存在水垢堵塞，并根据水垢的堵塞情况判断空压机是否需要清洗；具体包括：
41.s1：获取得到空压机的水垢重量占比、水垢区域分布数量、水垢面积占比以及水垢厚度；具体为：
42.通过重量检测单元实时监测空压机的重量，并标记为z1；
43.从数据库中获取空压机的标准参数信息，将空压机的标准重量标记为zt；根据z1、zt，计算获取水垢重量占比zd，具体计算公式为：
44.zd＝(z1
‑
zt)/zt
×
μ
45.式中，μ为补偿因子；例如μ取值1.37；例如空压机在运行过程中造成的磨损或外部环境对空压机造成的腐蚀，会对减小或增大空压机的重量，此时引入补偿因子，消除这些外在因素的影响；
46.通过红外扫描探头于初步检测空压机的内壁是否存在水垢堆积，当红外扫描探头检测到空压机的内壁存在水垢时，通过红外线测距仪获取水垢区域中心处的厚度并标记为水垢厚度zs；
47.通过图像检测单元采集空压机内壁的实时影像信息；从数据库中获取空压机内壁的标准影像信息，将实时影像信息与标准影像信息作对比；得到水垢区域的面积；
48.统计水垢区域的分布数量为c1，将水垢区域的面积进行求和获取得到水垢总面积，将水垢总面积除以空压机内壁面积获取得到水垢面积占比并标记为zm；
49.s2：将水垢重量占比与占比阈值相比较；
50.若水垢重量占比≥占比阈值，则生成清洗信号；
51.s3：根据水垢区域分布数量、水垢面积占比以及水垢厚度对空压机的清洗系数进
行评估；
52.将清洗系数与预设系数阈值相比较；
53.若清洗系数≥预设系数阈值，则生成清洗信号；
54.水垢监测模块用于将清洗信号传输至控制器，控制器用于接收到清洗信号后发送提醒信息至清洗模块，提醒信息为提示工作人员对空压机进行清洗，去除水垢；
55.清洗模块用于工作人员对空压机进行清洗；
56.水垢监测模块包括重量检测单元、图像检测单元以及红外扫描探头，重量检测单元用于实时检测空压机的重量；红外扫描探头用于初步检测空压机内部是否存在较明显的水垢堆积；当红外扫描探头检测到空压机内部存在水垢堆积时，图像检测单元用于采集空压机内部的实时影像信息；
57.信息采集模块用于采集空压机的实时工作参数，并将实时工作参数传输至运行保护模块，运行保护模块用于根据空压机的实时工作参数对空压机进行保护调节；其中实时工作参数包括空压机的实时温度、气缸气压以及排气量；
58.信息采集模块包括温度传感器、气压传感器、排气检测仪，温度传感器用于采集空压机的实时温度，气压传感器用于采集气缸气压，排气检测仪用于采集空压机的排气量；
59.运行保护模块对空压机进行保护调节的具体步骤如下：
60.v1：空压机通电，对空压机进行开机检测，具体为：
61.获取空压机开机时的当前工作参数，判断空压机的温度是否＞85℃；若空压机的温度≤85℃，则继续观察空压机的运行，判断空压机运行5mins是否被打断，若被打断，则空压机停止运行，提示工作人员对空压机进行检修；
62.若空压机的温度＞85℃，则判断气缸气压是否≥1.1mpa；若气缸气压≥1.1mpa，则空压机不启动，运行保护模块控制散热模块对空压机进行冷却散热；
63.v2：开机检测后，空压机正常启停，采集空压机的实时工作参数；
64.获取空压机的气缸气压，判断气缸气压是否小于0.85mpa；
65.若气缸气压小于0.85mpa，则判断空压机温度是否大于110℃，若空压机温度≤110℃，则对空压机打气到1.02mpa；若空压机温度＞110℃，则空压机延时25s停机，对空压机进行保护，防止出现爆炸险情；
66.获取空压机的排气量，判断排气量是否大于预设排气阈值；
67.若排气量大于预设排气阈值，则运行保护模块控制调节空压机的工作频率；
68.该系统还包括气体泄漏检测模块，用于检测空压机运行过程中是否存在气体泄漏；气体泄漏检测模块包括分布于空压机表面的压力传感器和气体流速传感器；当检测到空压机存在气体泄漏时，生成气体泄漏信号并将其发送至控制器，控制器接收到气体泄漏信号控制空压机停机，并提示工作人员对空压机进行检修。
69.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
70.本发明的工作原理：
71.一种智能空压站的运行保护系统，在工作时，在空压机停机后或启动前，通过水垢监测模块检测空压机是否存在水垢堵塞，并根据水垢的堵塞情况判断空压机是否需要清
洗；获取得到空压机的水垢重量占比、水垢区域分布数量、水垢面积占比以及水垢厚度，根据水垢区域分布数量、水垢面积占比以及水垢厚度对空压机的清洗系数进行评估，当水垢重量占比≥占比阈值或清洗系数≥预设系数阈值时，生成清洗信号，提示工作人员对空压机进行清洗，去除水垢；避免空压机由于长期运行导致设备被水垢堵塞，造成资源损耗，提高空压机的工作效率；
72.运行保护模块用于根据空压机的实时工作参数对空压机进行保护调节；首先空压机通电，对空压机进行开机检测，判断空压机是否能正常启停，开机检测后，空压机正常启停，根据空压机的温度和气缸气压，对空压机进行打气或延时停机，对空压机进行保护，防止出现爆炸险情；气体泄漏检测模块用于检测空压机运行过程中是否存在气体泄漏，并及时提示工作人员对空压机进行检修。
73.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
74.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。