一种离心泵运行监测及显示装置设计

摘要：本论文涉及一种离心泵运行监测及显示装置设计，是离心泵巡检机器人系统的一部分。本设计提供一种能替代离心泵群巡检岗位操作工的机器人操作系统中部分装置，具体是一种离心泵运行监测及显示装置。在离心泵上装设监测泵出口压力、泵运行功率、轴承温度、润滑油含水量、噪声等运行参数的传感器，通过数据处理器，将离心泵运行状态参数以巡检智能机器人能读取、识别的代码，集中显示在运行状态显示屏上。

关键词：离心泵运行监测;显示装置;巡检机器人;传感器

中图分类号：TK288 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2020）08-0028-01

本实设计涉及流程工业系列岗位操作机器人，流程工业也称过程工业，是指石化、炼油、化工、冶金、制药、制糖、建材、轻工、造纸、采矿、环保、电力等工业行业。它们的特点是通过物理变化和化学变化进行的生产过程，以处理连续或间歇物料流、能量流为主，其原料和产品多为均相（固、液或气体）的物料，这些都与离散制造工业有显著不同。流程工业是一个非常巨大的产业，在产业中占据重要的地位，是国民经济发展中极为重要的基础支柱产业，是制造业的重要组成部分。

机器人技术在离散制造工业领域内应用已较普遍，但在流程工业中还未见应用实例，更未见操作机器人在生产现场工作。由于流程工业与离散制造工业在加工形态上完全不一样，所以离散制造工业用的机器人是不能移植到流程工业的，必需自主开发能适应流程工业生产现场工作的系列岗位操作机器人。本设计就是针对流程工业广范使用的离心泵群，提供一种能替代离心泵群巡检岗位操作工的机器人操作系统中部分装置，具体是一种离心泵运行监测及显示装置。

1 運行监测及显示装置的组成

一种离心泵运行监测及显示装置由离心泵、压力传感器、轴温传感器、润滑油含水量传感器、噪声传感器、运行功率传感器、数据处理器、运行状态显示屏、安装支架组成。

在离心泵的出口管道上装设压力传感器，压力传感器与数据处理器间采用导线连接;在离心泵轴承安装位置上装设轴温传感器，轴温传感器与数据处理器间采用导线连接;在离心泵的润滑油探测口处装设润滑油含水量传感器，润滑油含水量传感器与数据处理器间采用导线连接;在离心泵的润滑油探测口处装设噪声传感器，噪声传感器与数据处理器间采用导线连接;在离心泵基础后方装设安装支架，在安装支架上装设运行功率传感器，用导线将运行功率传感器与离心泵配属电机接线柱连接，运行功率传感器与数据处理器间采用导线连接;在安装支架上安装数据处理器和运行状态显示屏，数据处理器与运行状态显示屏间采用导线连接，数据处理器将采集来的各种运行状态参数加以处理，并以智能机器人能读取、识别的代码形式集中显示在离心泵运行状态显示屏上。具体设计结构图如图1所示。

2 运行监测及显示装置的操作方法

本设计的操作方法是：在离心泵1的出口管道上装设压力传感器2，能监测离心泵1的出口压力值，正常工作时，压力值是一个变化很小的量;当出现离心泵反转、叶轮脱落、转速下降或停转、出口管道阻力增大、进口管道进水不畅等故障时，出口压力值变化大，超出正常值，压力传感器2通过导线将出口压力值异常信号传到数据处理器7。在离心泵1轴承安装位置上装设轴温传感器3，能监测离心泵1的轴承温度值，正常工作时，离心泵1轴承温度在70度以下，当出现离心泵1轴承缺油、润滑油含水量大、安装不正确等故障时，轴承温度就会升高到70度以上，轴温传感器3通过导线将轴承温度值信号传到数据处理器7。在离心泵1的润滑油探测口处装设润滑油含水量传感器4，其采用两根电极，能监测润滑油的含水量，正常工作时，润滑油是不含水的，也不导电的，当离心泵轴封泄漏时，水会进入轴承箱，由于水比油重，水会在轴承箱底部，当水位上升到控制线时，两根电极接通，润滑油含水量传感器4就通过导线将润滑油含水量超标信号传到数据处理器7。在离心泵1的润滑油探测口处装设噪声传感器5，能监测离心泵1轴承发出的噪声，正常工作时，噪声在90分贝以下;当出现轴承间隙过大、叶轮不平衡、严重汽蚀等故障时，噪声增大到90分贝以上，噪声传感器5通过导线将噪声超标信号传到数据处理器7。在离心泵1基础后方装设安装支架9，在安装支架9上装设运行功率传感器6，用导线将运行功率传感器6与离心泵配属电机接线柱连接，能监测离心泵1的运行功率，若运行功率异常，运行功率传感器6通过导线将运行功率异常信号传到数据处理器7。在安装支架9上安装数据处理器7和运行状态显示屏8，数据处理器7与运行状态显示屏8间采用导线连接，数据处理器7将采集来的各种运行状态参数加以处理，并以智能机器人能读取、识别的代码形式集中显示在离心泵运行状态显示屏8上。智能机器人能自动巡视每一台离心泵的运行状态显示屏8，通过识别、对比，提出处理意见，然后传送到执行终端，由智能机器人通知值班员确认，并执行正常运行、有问题运行、紧急停车切换等操作;每天值班表由智能机器人导出打印。

3 本设计的优点

（1）节省人力资源成本：企业若广泛采用岗位操作机器人，操作工人只需原有的四分之一，按日榨万吨甘蔗的糖厂计算，操作工人从800人减到200人，仅人工工资每年可节省2400多万元。

（2）提高生产安全率：对生产过程指标进行实时监测，及时做出调整的反应，避免生产过程出现大的波动和事故，保证了均衡生产和安全生产。

（3）保证产品质量：对产品质量指标进行实时监测，确保产品质量维持在最优指标附近，因此产生的经济效益显著。

（4）生产现场无人化：采用操作机器人，实现生产操作层面从实时优化到先进控制系统的自动、闭环控制，实现生产操作层面智能化、生产现场无人化。

综上所述，本论文论述了一种离心泵运行监测及显示装置设计方法及具体操作过程，是针对流程工业广范使用的离心泵群，提供一种能替代离心泵群巡检岗位操作工的机器人操作系统中部分装置，实现了流程工业生产过程自动化和智能化，大大提高了生产效率和产品质量，产生的经济效益显著。

参考文献：

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[2]黎有好，钮德明.一种糖厂离心泵巡检机器人系统研发探析[J].工程技术，2019，08.

[3]王龙，赵建莉.离心泵装置运行参数在线检测系统的研究[J].山东建筑大学学报，2008，02.

作者简介：黎有好（1983—），男，汉族，广西南宁人，研究生学历，广西理工职业技术学校电气自动化专业教师，研究方向为自动控制技术、工业机器人技术，电子信息技术。