CN209067445U - 一种基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，包括：监控中心、中压空压机智能控制装置、显示器、故障诊断模块、空压机电机组、气罐排污电磁阀、气罐压力变送器以及气罐压力开关；故障诊断模块包括振动传感器组、红外线传感器组、电流传感器组以及电压传感器组；本实用新型解决了现有技术存在的易出故障、不易维护以及结构复杂导致的实用性低、无法监测故障的发生、需要大量人力进行排查维修以及不能实时显示***的运行状况和查询历史运行数据的问题。

Description

一种基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***

技术领域

本实用新型属于水电站技术领域，具体涉及一种基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***。

背景技术

水电站中压空压机控制***是水电站辅助设备的重要组成部分，目的是为水电站调速器油压装置提供压力气源，保证调速器压力油的压力，其正常运行是保证电站调速器正常运行乃至水轮机和发电机正常运行发电的前提条件，在水电站控制***中非常重要。

现有技术存在以下问题：

(1)目前，基于传统的常规继电器控制、三元件电机控制技术(断路器、接触器、热继电器)、单一逻辑处理的微型PLC的技术的控制***，易出故障、不易维护以及结构复杂，导致实用性低；

(2)现有技术的***无法监测故障的发生，危害工作人员的安全，当故障发生时，需要大量人力进行排查维修；

(3)现有***需要实时监控巡逻水电站的运行状况，人力资源投入大，不满足当前水电站的的少人值班、无人值守发展的需要，同时不能和全厂监控***实现大容量数据交换、人机对话单一，不能实时显示***的运行状况和查询历史运行数据。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种节约成本投入、实用性高、实时性好以及及时性好的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，用于解决现有技术存在的易出故障、不易维护以及结构复杂导致的实用性低、无法监测故障的发生、需要大量人力进行排查维修以及不能实时显示***的运行状况和查询历史运行数据的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，包括：

监控中心、中压空压机智能控制装置、显示器、故障诊断模块、空压机电机组、气罐排污电磁阀、气罐压力变送器以及气罐压力开关；

故障诊断模块包括振动传感器组、红外线传感器组、电流传感器组以及电压传感器组；振动传感器组和红外线传感器组对应设置在水泵电机组处，且其信号输出端与中压空压机智能控制装置的信号输入端通信连接；电流传感器组对应与每个水泵电机组的出线端串联设置，电压传感器组对应与每个水泵电机组并联设置，电流传感器组和电压传感器组的信号输出端与中压空压机智能控制装置的信号输入端通信连接；

显示器、气罐压力变送器以及气罐压力开关均与中压空压机智能控制装置的信号输入端通信连接，空压机电机组以及气罐排污电磁阀均与中压空压机智能控制装置的信号输出端通信连接，监控中心与中压空压机智能控制装置通信连接。

进一步地，监控中心包括监控终端和服务器，监控终端分别与服务器和中压空压机智能控制装置通信连接。

进一步地，中压空压机智能控制装置内设置有可编程逻辑控制器，分别与可编程逻辑控制器连接的空压机电机组主回路、气罐排污电磁阀电路、控制电源电路、PLC模拟量输入电路模块、PLC开关量输入电路模块、PLC开关量输出电路模块、硬接点开关量上送电路以及显示电路；硬接点开关量上送电路和显示电路均与监控终端通信连接；可编程逻辑控制器的信号输入端分别与振动传感器组、红外线传感器组、电流传感器组以及电压传感器组的信号输出端通信连接。

进一步地，空压机电机组主回路包括至少两个相同结构的空压机电机支路，每个空压机电机支路包括电路包括电压传感器组中的电压传感器、电流传感器组中的电流传感器、空压机电机开关、空压机电机、空气断路器、空压机控制继电器、软启动器以及软启动器控制电源电路；软启动器控制电源电路与软启动器的控制端连接。

进一步地，气罐排污电磁阀电路设置有气罐排污电磁阀开关。

进一步地，PLC模拟量输入电路模块包括气罐压力变送器接点、振动传感器接点、红外线传感器接点、电流传感器接点以及电压传感器接点；

PLC开关量输入电路模块包括空压机电机开关接点、空气断路器接点、气罐排污电磁阀开关接点、气罐压力开关接点、软启动器接点以及控制电源监视继电器接点；

PLC开关量输出电路模块包括空压机控制继电器接点、气罐排污电磁阀控制继电器接点、装置故障继电器接点、气罐压力低继电器接点、气罐压力高继电器接点以及备用继电器接点。

进一步地，硬接点开关量上送电路包括空压机电机开关接点、气罐排污电磁阀开关接点、软启动器接点、控制电源监视继电器接点、装置故障继电器接点、气罐压力低继电器接点以及气罐压力高继电器接点。

进一步地，中压空压机智能控制装置的输出端设置有智能温度控制单元和智能湿度控制单元；智能温度控制单元包括与中压空压机智能控制装置通信连接的第一控制器，分别与第一控制器通信连接的温度传感器和降温装置，智能湿度控制单元包括与中压空压机智能控制装置通信连接的第二控制器，分别与第一控制器通信连接的湿度传感器和加热装置。

进一步地，降温装置为风扇，加热装置为加热器。

进一步地，第一控制器和第二控制器的型号均为型号AT89S51的单片机；

可编程逻辑控制器的型号为BMEP581020；

振动传感器的型号为SE930，红外线传感器的型号为OS137，电流传感器的型号为MIK-DJI-C，电压传感器的型号为CHVS-EV。

本方案的有益效果为：

(1)本实用新型提供了基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，采用高性能PLC控制，且简化了***内部结构，元件模块化，增加了备用设备，不仅保证了事故处理及时，而且减少了故障的发生，方便了维护，提高了实用性；

(2)新型水电站中压空压机智能控制***的水泵电机安装振动传感器监视设备的振动情况，安装温度传感器监视电机的温度变化，安装电流、电压传感器监视电机的运行状态变化，从而根据这是监视量的变化曲线和趋势预判设备的故障，提前进行检修维护，延长设备的寿命；根据传感器的编号可以快速定位故障发生点，提高了故障维修的及时性；

(3)同时可以根据采集的数据，对水泵电机的使用寿命进行分析，提高了***的安全性；

(4)本实用新型提供的监控中心，实现了在线实时监控，减少了人力成本投入，该***结构简单、功能完善、大画面多内容显示以及全方面人机对话的优点，监控中心实时显示***的运行状况，服务器存储数据并提供历史运行数据的查询。

附图说明

图1为基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***结构框图；

图2为智能温/湿度控制单元结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

如图1所示，一种基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，包括：

监控中心、中压空压机智能控制装置、显示器、故障诊断模块、空压机电机组、气罐排污电磁阀、气罐压力变送器以及气罐压力开关；

故障诊断模块包括振动传感器组、红外线传感器组、电流传感器组以及电压传感器组；振动传感器组和红外线传感器组对应设置在水泵电机组处，且其信号输出端与中压空压机智能控制装置的信号输入端通信连接；电流传感器组对应与每个水泵电机组的出线端串联设置，电压传感器组对应与每个水泵电机组并联设置，电流传感器组和电压传感器组的信号输出端与中压空压机智能控制装置的信号输入端通信连接；

显示器、气罐压力变送器以及气罐压力开关均与中压空压机智能控制装置的信号输入端通信连接，空压机电机组以及气罐排污电磁阀均与中压空压机智能控制装置的信号输出端通信连接，监控中心与中压空压机智能控制装置通信连接。

本实施例中，监控中心包括监控终端和服务器，监控终端分别与服务器和中压空压机智能控制装置通信连接。

本实施例中，如图2所示，中压空压机智能控制装置内设置有可编程逻辑控制器，分别与可编程逻辑控制器连接的空压机电机组主回路、气罐排污电磁阀电路、控制电源电路、PLC模拟量输入电路模块、PLC开关量输入电路模块、PLC开关量输出电路模块、硬接点开关量上送电路以及显示电路；硬接点开关量上送电路和显示电路均与监控终端通信连接；可编程逻辑控制器的信号输入端分别与振动传感器组、红外线传感器组、电流传感器组以及电压传感器组的信号输出端通信连接。

本实施例中，空压机电机组主回路包括至少两个相同结构的空压机电机支路，1号空压机电机支路和2号空压机电机支路；1号/2号空压机电机支路包括电压传感器组中的1号/2号电压传感器、电流传感器组中的1号/2号电流传感器、1号/2号空压机电机开关、1号/2号空压机电机、1号/2号空气断路器、1号/2号空压机控制继电器、1号/2号软启动器以及1号/2号软启动器控制电源电路；1号/2号软启动器控制电源电路与1号/2号软启动器的控制端连接。每个空压机电机支路包括电路包括电压传感器组中的电压传感器、电流传感器组中的电流传感器、空压机电机开关、空压机电机、空气断路器、空压机控制继电器、软启动器以及软启动器控制电源电路；软启动器控制电源电路与软启动器的控制端连接。

本实施例中，气罐排污电磁阀电路设置有气罐排污电磁阀开关。

本实施例中，PLC模拟量输入电路模块包括气罐压力变送器接点、振动传感器接点、红外线传感器接点、电流传感器接点以及电压传感器接点；

PLC开关量输入电路模块包括空压机电机开关接点、空气断路器接点、气罐排污电磁阀开关接点、气罐压力开关接点、软启动器接点以及控制电源监视继电器接点；

PLC开关量输出电路模块包括空压机控制继电器接点、气罐排污电磁阀控制继电器接点、装置故障继电器接点、气罐压力低继电器接点、气罐压力高继电器接点以及备用继电器接点。

本实施例中，硬接点开关量上送电路包括空压机电机开关接点、气罐排污电磁阀开关接点、软启动器接点、控制电源监视继电器接点、装置故障继电器接点、气罐压力低继电器接点以及气罐压力高继电器接点。

本实施例中，如图2所示，中压空压机智能控制装置的输出端设置有智能温度控制单元和智能湿度控制单元；智能温度控制单元包括与中压空压机智能控制装置通信连接的第一控制器，分别与第一控制器通信连接的温度传感器和降温装置，智能湿度控制单元包括与中压空压机智能控制装置通信连接的第二控制器，分别与第一控制器通信连接的湿度传感器和加热装置。

本实施例中，降温装置为风扇，加热装置为加热器。

本实施例中，第一控制器和第二控制器的型号均为型号AT89S51的单片机；温度传感器的型号为CWDZ31；湿度传感器的型号为HTG3500；加热器的型号为HYR4；

可编程逻辑控制器的型号为BMEP581020；

振动传感器的型号为SE930，红外线传感器的型号为OS137，电流传感器的型号为MIK-DJI-C，电压传感器的型号为CHVS-EV。

工作原理：当气罐压力低于工作压力下限时，气罐压力开关闭合，PLC开关量输出电路模块接通，开启信号经1号空压机控制继电器启动1号空压机电机支路，1号空压机电机工作，同时切断1号空压机电机自动切换电路，接通2号空压机自动切换电路，当气罐压力上升到工作压力上限时，PLC发出停机指令，1号空压机电机停止工作；当气罐压力再次低于工作压力下限时，气罐压力开关闭合，PLC开关量输出电路模块接通，由于上次操作时已经开启2号空压机自动切换电路，开启信号经2号空压机控制继电器启动2号空压机电机支路，2号空压机电机工作，同时切断2号空压机电机自动切换电路，接通1号空压机自动切换电路，当气罐压力上升到工作压力上限时，PLC发出停机指令，2号空压机电机停止工作。这样就实现了两台空压机交替工作。如果水电站中压空压机智能控制装置有故障，装置故障指示灯亮；调速器运行停止后，气罐排污电磁阀电路接通，气罐中的油污在气罐中剩余压力作用下沿气罐排污电磁阀排出气罐。

本实用新型提供的一种节约成本投入、实用性高、实时性好以及及时性好的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，解决了现有技术存在的易出故障、不易维护以及结构复杂导致的实用性低、无法监测故障的发生、需要大量人力进行排查维修以及不能实时显示***的运行状况和查询历史运行数据的问题。

以上所述仅为本实用新型的实施例，实施例用于理解实用新型的结构、功能和效果，并不用于限制本实用新型的保护范围。本实用新型可以有各种更改和变化，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，包括：

监控中心、中压空压机智能控制装置、显示器、故障诊断模块、空压机电机组、气罐排污电磁阀、气罐压力变送器以及气罐压力开关；

所述故障诊断模块包括振动传感器组、红外线传感器组、电流传感器组以及电压传感器组；所述振动传感器组和红外线传感器组对应设置在水泵电机组处，且其信号输出端与中压空压机智能控制装置的信号输入端通信连接；所述电流传感器组对应与每个水泵电机组的出线端串联设置，所述电压传感器组对应与每个水泵电机组并联设置，电流传感器组和电压传感器组的信号输出端与中压空压机智能控制装置的信号输入端通信连接；

所述显示器、气罐压力变送器以及气罐压力开关均与中压空压机智能控制装置的信号输入端通信连接，所述空压机电机组以及气罐排污电磁阀均与中压空压机智能控制装置的信号输出端通信连接，所述监控中心与中压空压机智能控制装置通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，所述监控中心包括监控终端和服务器，所述监控终端分别与服务器和中压空压机智能控制装置通信连接。

3.根据权利要求2所述的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，所述中压空压机智能控制装置内设置有可编程逻辑控制器，分别与可编程逻辑控制器连接的空压机电机组主回路、气罐排污电磁阀电路、控制电源电路、PLC模拟量输入电路模块、PLC开关量输入电路模块、PLC开关量输出电路模块、硬接点开关量上送电路以及显示电路；所述硬接点开关量上送电路和显示电路均与监控终端通信连接；所述可编程逻辑控制器的信号输入端分别与振动传感器组、红外线传感器组、电流传感器组以及电压传感器组的信号输出端通信连接。

4.根据权利要求3所述的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，所述空压机电机组主回路包括至少两个相同结构的空压机电机支路，每个所述空压机电机支路包括电路包括电压传感器组中的电压传感器、电流传感器组中的电流传感器、空压机电机开关、空压机电机、空气断路器、空压机控制继电器、软启动器以及软启动器控制电源电路；所述软启动器控制电源电路与软启动器的控制端连接。

5.根据权利要求4所述的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，所述气罐排污电磁阀电路设置有气罐排污电磁阀开关。

6.根据权利要求5所述的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，所述PLC模拟量输入电路模块包括气罐压力变送器接点、振动传感器接点、红外线传感器接点、电流传感器接点以及电压传感器接点；

所述PLC开关量输入电路模块包括空压机电机开关接点、空气断路器接点、气罐排污电磁阀开关接点、气罐压力开关接点、软启动器接点以及控制电源监视继电器接点；

所述PLC开关量输出电路模块包括空压机控制继电器接点、气罐排污电磁阀控制继电器接点、装置故障继电器接点、气罐压力低继电器接点、气罐压力高继电器接点以及备用继电器接点。

7.根据权利要求6所述的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，所述硬接点开关量上送电路包括空压机电机开关接点、气罐排污电磁阀开关接点、软启动器接点、控制电源监视继电器接点、装置故障继电器接点、气罐压力低继电器接点以及气罐压力高继电器接点。

8.根据权利要求7所述的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，所述中压空压机智能控制装置的输出端设置有智能温度控制单元和智能湿度控制单元；所述智能温度控制单元包括与中压空压机智能控制装置通信连接的第一控制器，分别与第一控制器通信连接的温度传感器和降温装置，所述智能湿度控制单元包括与中压空压机智能控制装置通信连接的第二控制器，分别与第一控制器通信连接的湿度传感器和加热装置。

9.根据权利要求8所述的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，所述降温装置为风扇，所述加热装置为加热器。

10.根据权利要求9所述的基于故障诊断的新型水电站中压空压机智能控制***，其特征在于，所述第一控制器和第二控制器的型号均为型号AT89S51的单片机；

所述可编程逻辑控制器的型号为BMEP581020；

所述振动传感器的型号为SE930，红外线传感器的型号为OS137，电流传感器的型号为MIK-DJI-C，电压传感器的型号为CHVS-EV。