專利名稱：一種天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)檢測(cè)及故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)電設(shè)備監(jiān)測(cè)及診斷系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種天然氣壓縮機(jī)狀 態(tài)檢測(cè)及故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
天然氣的生產(chǎn)伴隨著許多生產(chǎn)環(huán)節(jié)，天然氣壓縮機(jī)在油氣田開發(fā)的后期采輸過(guò)程 中應(yīng)用廣泛，如增壓傳輸、增加產(chǎn)氣量等，天然氣壓縮機(jī)已成為油氣生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備。由 于天然氣壓縮機(jī)長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)載的工作，其運(yùn)行情況直接關(guān)系到天然氣的產(chǎn)量與傳輸，按照 傳統(tǒng)的按周期檢查和維修不但增加成本，而且浪費(fèi)寶貴的生產(chǎn)時(shí)間，并且不能有效的防止 天然氣壓縮機(jī)停車和重大事故發(fā)生等問(wèn)題的出現(xiàn)。而且現(xiàn)有的檢測(cè)及故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)安裝難 度較大、線路比較繁瑣，動(dòng)態(tài)性能遲緩。上述現(xiàn)有技術(shù)中的幾個(gè)缺點(diǎn)急需解決。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度較高且操作 便捷的天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)檢測(cè)及故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)檢測(cè)及 故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征在于它包括一常規(guī)信號(hào)監(jiān)測(cè)傳感器、一信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、一工業(yè)計(jì)算 機(jī)、一振動(dòng)傳感器、一信號(hào)調(diào)理電路、一抗混疊濾波器、一狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊、一可編 程控制器和一故障報(bào)警器；所述常規(guī)信號(hào)監(jiān)測(cè)傳感器采集的監(jiān)測(cè)信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)串行總線和所 述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路傳輸給所述工業(yè)計(jì)算機(jī)；所述振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)所述信號(hào)調(diào)理 電路輸入到所述抗混疊濾波器內(nèi)進(jìn)行濾波，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均由設(shè)置在所述工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)的 數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，并由與所述工業(yè)計(jì)算機(jī)連接的所述可編程控制器和所述工業(yè)計(jì)算機(jī) 內(nèi)設(shè)置的所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊對(duì)天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)報(bào)分析；所述工業(yè)計(jì)算 機(jī)還連接所述故障報(bào)警器。所述工業(yè)計(jì)算機(jī)連接一打印機(jī)、一網(wǎng)絡(luò)接口模塊和一用于實(shí)時(shí)在線顯示各監(jiān)測(cè)數(shù) 據(jù)波形的示波器，所述工業(yè)計(jì)算機(jī)通過(guò)所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接一遠(yuǎn)程控制器。所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊包括一比較器、一故障診斷模塊和一故障預(yù)報(bào)模 塊，所述比較器將比較處理后的信號(hào)傳輸?shù)剿龉收显\斷模塊內(nèi)，所述故障診斷模塊將診 斷出的故障信號(hào)傳輸給所述故障預(yù)報(bào)模塊輸出。本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型由于采用的 傳感器能夠采集天然氣壓縮機(jī)的振動(dòng)、溫度和壓力等被測(cè)信號(hào)，并將這些被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成 可用信號(hào)，被測(cè)信號(hào)中的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)串行總線傳輸給工業(yè)計(jì)算機(jī)，其他微 小的、非線性的被測(cè)信號(hào)輸入信號(hào)調(diào)理電路，經(jīng)過(guò)放大、線性校正和補(bǔ)償?shù)忍幚砗?，再輸?工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)，這樣可以使得設(shè)備安裝緊湊簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、并能進(jìn)行長(zhǎng)距離通信。2、本實(shí) 用新型由于采用可編程控制器對(duì)工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)采集的天然氣壓縮機(jī)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行邏輯控 制，當(dāng)沒(méi)有重大事故時(shí)，向工業(yè)計(jì)算機(jī)匯報(bào)和執(zhí)行工業(yè)計(jì)算機(jī)命令信息；當(dāng)遇到重大事故時(shí)，馬上停車并產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)以引起相關(guān)人員的注意，或按控制信號(hào)轉(zhuǎn)換到其他備用的天 然氣壓縮機(jī)。因此調(diào)高了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度。3、本實(shí)用新型由于采用可 編程控制器以及工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，并可 以通過(guò)故障報(bào)警器和示波器對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行報(bào)警和顯示，因此實(shí)現(xiàn)了對(duì)天然氣壓縮機(jī)狀態(tài) 的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及預(yù)報(bào)功能。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于天然氣壓縮機(jī)故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù) 報(bào)中。
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型包括一常規(guī)信號(hào)監(jiān)測(cè)傳感器1、一信號(hào)轉(zhuǎn)換電路2、一工業(yè) 計(jì)算機(jī)3、一振動(dòng)傳感器4、一信號(hào)調(diào)理電路5、一抗混疊濾波器6、一狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模 塊7、一 PLC (可編程控制器)8和一故障報(bào)警器9，常規(guī)信號(hào)監(jiān)測(cè)傳感器1采集天然氣壓縮 機(jī)上被監(jiān)測(cè)的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速以及電壓、電流等數(shù)據(jù)經(jīng)串行總線和信號(hào)轉(zhuǎn)換電路2傳輸給 工業(yè)計(jì)算機(jī)3，通過(guò)數(shù)據(jù)串行總線進(jìn)行傳輸監(jiān)測(cè)，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的安裝，降低成本，并能進(jìn)行 長(zhǎng)距離的通信；振動(dòng)傳感器4監(jiān)測(cè)的振動(dòng)信號(hào)輸入信號(hào)調(diào)理電路5進(jìn)行放大調(diào)理后，輸入 到抗混疊濾波器6內(nèi)進(jìn)行濾波，防止頻率混疊現(xiàn)象。所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均由設(shè)置在工業(yè)計(jì)算機(jī) 3內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，工業(yè)計(jì)算機(jī)3內(nèi)設(shè)置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊7能夠?qū)φ?動(dòng)信號(hào)進(jìn)行各種頻譜分析及故障診斷，對(duì)振動(dòng)烈度、溫度、壓力等常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行趨勢(shì)分 析，進(jìn)而根據(jù)狀態(tài)趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)報(bào)；工業(yè)計(jì)算機(jī)3連接PLC8，根據(jù)工業(yè)計(jì)算機(jī)3對(duì)常規(guī)監(jiān)測(cè)數(shù) 據(jù)的分析及評(píng)判，由PLC8給出報(bào)警信息。當(dāng)沒(méi)有重大事故時(shí)，PLC8向工業(yè)計(jì)算機(jī)3匯報(bào)和 執(zhí)行工業(yè)計(jì)算機(jī)3命令信息；當(dāng)遇到重大事故時(shí)，馬上停車，并由與工業(yè)計(jì)算機(jī)3連接的故 障報(bào)警器9產(chǎn)生警報(bào)信號(hào)，以引起相關(guān)人員的注意，或按控制信號(hào)轉(zhuǎn)換到其他備用的天然 氣壓縮機(jī)。工業(yè)計(jì)算機(jī)3還可以連接一打印機(jī)10、一網(wǎng)絡(luò)接口模塊11和一示波器12，打印機(jī) 10可以按使用者的需求將對(duì)天然氣壓縮機(jī)的監(jiān)測(cè)結(jié)果打印，以備使用。工業(yè)計(jì)算機(jī)3通過(guò) 網(wǎng)絡(luò)接口模塊11可以連接一遠(yuǎn)程控制器，進(jìn)而擴(kuò)大了系統(tǒng)的控制范圍。示波器12可以實(shí) 時(shí)在線顯示各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的波形，以便操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。如圖2所示，上述實(shí)施例中，工業(yè)計(jì)算機(jī)3內(nèi)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊7包括一 比較器13、一故障診斷模塊14和一故障預(yù)報(bào)模塊15，比較器13將工業(yè)計(jì)算機(jī)3內(nèi)采集的 各種性能狀態(tài)信號(hào)與預(yù)先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)性能狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，比較器13將 異常信號(hào)傳輸?shù)焦收显\斷模塊14內(nèi)，由故障診斷模塊14進(jìn)行診斷，當(dāng)診斷結(jié)果為故障信號(hào) 時(shí)，故障診斷模塊14將故障信號(hào)傳輸給故障預(yù)報(bào)模塊15輸出，并由操作人員及時(shí)處理。本發(fā)明主要是為天然氣壓縮機(jī)提供一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)，借助參數(shù)特征值來(lái) 判別系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。采用的預(yù)報(bào)方式為實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)相比較，在與控制 軟件預(yù)報(bào)相結(jié)合的預(yù)報(bào)方式，達(dá)到了實(shí)時(shí)采集與處理數(shù)據(jù)，在線監(jiān)測(cè)的目的。上述各實(shí)施例中，還可以在結(jié)構(gòu)和連接上有其它變化，凡是基于本實(shí)用新型技術(shù) 方案上的變化和改進(jìn)，不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求一種天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)檢測(cè)及故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征在于它包括一常規(guī)信號(hào)監(jiān)測(cè)傳感器、一信號(hào)轉(zhuǎn)換電路、一工業(yè)計(jì)算機(jī)、一振動(dòng)傳感器、一信號(hào)調(diào)理電路、一抗混疊濾波器、一狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊、一可編程控制器和一故障報(bào)警器；所述常規(guī)信號(hào)監(jiān)測(cè)傳感器采集的監(jiān)測(cè)信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)串行總線和所述信號(hào)轉(zhuǎn)換電路傳輸給所述工業(yè)計(jì)算機(jī)；所述振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)所述信號(hào)調(diào)理電路輸入到所述抗混疊濾波器內(nèi)進(jìn)行濾波，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均由設(shè)置在所述工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，并由與所述工業(yè)計(jì)算機(jī)連接的所述可編程控制器和所述工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置的所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊對(duì)天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)報(bào)分析；所述工業(yè)計(jì)算機(jī)還連接所述故障報(bào)警器。
2.如權(quán)利要求1所述的一種天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)檢測(cè)及故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征在于所 述工業(yè)計(jì)算機(jī)連接一打印機(jī)、一網(wǎng)絡(luò)接口模塊和一用于實(shí)時(shí)在線顯示各監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)波形的示 波器，所述工業(yè)計(jì)算機(jī)通過(guò)所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接一遠(yuǎn)程控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的一種天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)檢測(cè)及故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)，其特征在于所 述狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊包括一比較器、一故障診斷模塊和一故障預(yù)報(bào)模塊，所述比較 器將比較處理后的信號(hào)傳輸?shù)剿龉收显\斷模塊內(nèi)，所述故障診斷模塊將診斷出的故障信 號(hào)傳輸給所述故障預(yù)報(bào)模塊輸出。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)檢測(cè)及故障預(yù)報(bào)系統(tǒng)，它包括常規(guī)信號(hào)監(jiān)測(cè)傳感器、工業(yè)計(jì)算機(jī)和振動(dòng)傳感器，常規(guī)信號(hào)監(jiān)測(cè)傳感器采集的監(jiān)測(cè)信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)串行總線傳輸給工業(yè)計(jì)算機(jī)；振動(dòng)傳感器監(jiān)測(cè)的振動(dòng)信號(hào)經(jīng)信號(hào)調(diào)理電路輸入到抗混疊濾波器內(nèi)進(jìn)行濾波，所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均由設(shè)置在工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行采集，并由與工業(yè)計(jì)算機(jī)連接的可編程控制器和工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)報(bào)模塊對(duì)天然氣壓縮機(jī)狀態(tài)進(jìn)行預(yù)報(bào)分析；工業(yè)計(jì)算機(jī)還連接故障報(bào)警器。本實(shí)用新型采用傳感器采集天然氣壓縮機(jī)各種被測(cè)信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)串行總線和信號(hào)調(diào)理電路輸入工業(yè)計(jì)算機(jī)內(nèi)，使得設(shè)備安裝緊湊簡(jiǎn)單、并能進(jìn)行長(zhǎng)距離通信。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于天然氣壓縮機(jī)故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)中。
文檔編號(hào)F04B51/00GK201666248SQ201020104040
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者吳國(guó)新, 徐小力, 王紅軍, 谷玉海 申請(qǐng)人:北京信息科技大學(xué)