一種離心泵運行監測及顯示裝置設計

摘要：本論文涉及一種離心泵運行監測及顯示裝置設計，是離心泵巡檢機器人系統的一部分。本設計提供一種能替代離心泵群巡檢崗位操作工的機器人操作系統中部分裝置，具體是一種離心泵運行監測及顯示裝置。在離心泵上裝設監測泵出口壓力、泵運行功率、軸承溫度、潤滑油含水量、噪聲等運行參數的傳感器，通過數據處理器，將離心泵運行狀態參數以巡檢智能機器人能讀取、識別的代碼，集中顯示在運行狀態顯示屏上。

關鍵詞：離心泵運行監測;顯示裝置;巡檢機器人;傳感器

中圖分類號：TK288?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）08-0028-01

本實設計涉及流程工業系列崗位操作機器人，流程工業也稱過程工業，是指石化、煉油、化工、冶金、制藥、制糖、建材、輕工、造紙、采礦、環保、電力等工業行業。它們的特點是通過物理變化和化學變化進行的生產過程，以處理連續或間歇物料流、能量流為主，其原料和產品多為均相（固、液或氣體）的物料，這些都與離散制造工業有顯著不同。流程工業是一個非常巨大的產業，在產業中占據重要的地位，是國民經濟發展中極為重要的基礎支柱產業，是制造業的重要組成部分。

機器人技術在離散制造工業領域內應用已較普遍，但在流程工業中還未見應用實例，更未見操作機器人在生產現場工作。由于流程工業與離散制造工業在加工形態上完全不一樣，所以離散制造工業用的機器人是不能移植到流程工業的，必需自主開發能適應流程工業生產現場工作的系列崗位操作機器人。本設計就是針對流程工業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器人操作系統中部分裝置，具體是一種離心泵運行監測及顯示裝置。

1?運行監測及顯示裝置的組成

一種離心泵運行監測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、運行功率傳感器、數據處理器、運行狀態顯示屏、安裝支架組成。

在離心泵的出口管道上裝設壓力傳感器，壓力傳感器與數據處理器間采用導線連接;在離心泵軸承安裝位置上裝設軸溫傳感器，軸溫傳感器與數據處理器間采用導線連接;在離心泵的潤滑油探測口處裝設潤滑油含水量傳感器，潤滑油含水量傳感器與數據處理器間采用導線連接;在離心泵的潤滑油探測口處裝設噪聲傳感器，噪聲傳感器與數據處理器間采用導線連接;在離心泵基礎后方裝設安裝支架，在安裝支架上裝設運行功率傳感器，用導線將運行功率傳感器與離心泵配屬電機接線柱連接，運行功率傳感器與數據處理器間采用導線連接;在安裝支架上安裝數據處理器和運行狀態顯示屏，數據處理器與運行狀態顯示屏間采用導線連接，數據處理器將采集來的各種運行狀態參數加以處理，并以智能機器人能讀取、識別的代碼形式集中顯示在離心泵運行狀態顯示屏上。具體設計結構圖如圖1所示。

2?運行監測及顯示裝置的操作方法

本設計的操作方法是：在離心泵1的出口管道上裝設壓力傳感器2，能監測離心泵1的出口壓力值，正常工作時，壓力值是一個變化很小的量;當出現離心泵反轉、葉輪脫落、轉速下降或停轉、出口管道阻力增大、進口管道進水不暢等故障時，出口壓力值變化大，超出正常值，壓力傳感器2通過導線將出口壓力值異常信號傳到數據處理器7。在離心泵1軸承安裝位置上裝設軸溫傳感器3，能監測離心泵1的軸承溫度值，正常工作時，離心泵1軸承溫度在70度以下，當出現離心泵1軸承缺油、潤滑油含水量大、安裝不正確等故障時，軸承溫度就會升高到70度以上，軸溫傳感器3通過導線將軸承溫度值信號傳到數據處理器7。在離心泵1的潤滑油探測口處裝設潤滑油含水量傳感器4，其采用兩根電極，能監測潤滑油的含水量，正常工作時，潤滑油是不含水的，也不導電的，當離心泵軸封泄漏時，水會進入軸承箱，由于水比油重，水會在軸承箱底部，當水位上升到控制線時，兩根電極接通，潤滑油含水量傳感器4就通過導線將潤滑油含水量超標信號傳到數據處理器7。在離心泵1的潤滑油探測口處裝設噪聲傳感器5，能監測離心泵1軸承發出的噪聲，正常工作時，噪聲在90分貝以下;當出現軸承間隙過大、葉輪不平衡、嚴重汽蝕等故障時，噪聲增大到90分貝以上，噪聲傳感器5通過導線將噪聲超標信號傳到數據處理器7。在離心泵1基礎后方裝設安裝支架9，在安裝支架9上裝設運行功率傳感器6，用導線將運行功率傳感器6與離心泵配屬電機接線柱連接，能監測離心泵1的運行功率，若運行功率異常，運行功率傳感器6通過導線將運行功率異常信號傳到數據處理器7。在安裝支架9上安裝數據處理器7和運行狀態顯示屏8，數據處理器7與運行狀態顯示屏8間采用導線連接，數據處理器7將采集來的各種運行狀態參數加以處理，并以智能機器人能讀取、識別的代碼形式集中顯示在離心泵運行狀態顯示屏8上。智能機器人能自動巡視每一臺離心泵的運行狀態顯示屏8，通過識別、對比，提出處理意見，然后傳送到執行終端，由智能機器人通知值班員確認，并執行正常運行、有問題運行、緊急停車切換等操作;每天值班表由智能機器人導出打印。

3?本設計的優點

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

（2）提高生產安全率：對生產過程指標進行實時監測，及時做出調整的反應，避免生產過程出現大的波動和事故，保證了均衡生產和安全生產。

（3）保證產品質量：對產品質量指標進行實時監測，確保產品質量維持在最優指標附近，因此產生的經濟效益顯著。

（4）生產現場無人化：采用操作機器人，實現生產操作層面從實時優化到先進控制系統的自動、閉環控制，實現生產操作層面智能化、生產現場無人化。

綜上所述，本論文論述了一種離心泵運行監測及顯示裝置設計方法及具體操作過程，是針對流程工業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器人操作系統中部分裝置，實現了流程工業生產過程自動化和智能化，大大提高了生產效率和產品質量，產生的經濟效益顯著。

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作者簡介：黎有好（1983—），男，漢族，廣西南寧人，研究生學歷，廣西理工職業技術學校電氣自動化專業教師，研究方向為自動控制技術、工業機器人技術，電子信息技術。