一种用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及振动检测技术领域，具体涉及一种用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置。


背景技术：

2.当前化纤行业熔体出料泵管理模式以预防性维修、人工点巡检以及故障后维修为主。为了避免事后维修的巨大损失，企业通常会采取预防性维修测策略，目的在于防止早期故障、增加可靠性，预防性维修有定时更换、修理的方式和定期检查，并根据检查结果来安排近期的检修计划的方式；人工点巡检是企业设备管理经常采用的另一种方式，点巡检人员通过观察、听音、测振、测温、红外成像等方式进行设备点巡检，三级巡检的方式使得人员工作量巨大，且生产过程兼具高温、高噪音、高粉尘等恶劣环境，点检人员较难忍受现场的恶劣环境；对于设备价值低、对生产影响小、非关键的机组，采用故障后维修模式存在一定的合理性，但是对于设备资产价值大、对生产影响大、关键的机组，若采用被动的故障后维修模式，对于企业而言，一旦出现故障，不仅维修成本高，对生产造成的损失巨大。因此企业关键设备，不宜采用点巡检以及故障后维修模式。
3.当前常用的熔体出料泵振动监测系统往往是作为一个独立系统存在，设备运行状态的信息在监测和控制系统之间是分离的，需要维护人员从振动监测系统中提取信息，然后人工控制设备的运行参数，一方面降低了系统响应的实时性，另一方面还可能带来不必要的人为失误的影响。


技术实现要素：

4.1、实用新型要解决的技术问题
5.针对现有的熔体出料泵振动监测系统需要维护人员从振动监测系统中提取信息，然后人工控制设备的运行参数的技术问题，本实用新型提供了一种用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置，它克服了现有振动监测系统与控制系统相互隔离的不足，实现了基于振动信息的熔体出料泵实时运行参数控制。
6.2、技术方案
7.为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：
8.一种用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置，包括振动检测模块、转速检测模块、边缘计算模块、数据存储模块和控制模块，所述振动检测模块、转速检测模块均安装于熔体出料泵上，所述边缘计算模块分别与振动检测模块、转速检测模块、数据存储模块和控制模块电连接。
9.可选地，所述边缘计算模块包括依次电连接在一起的数据采集模块、特征提取模块和报警模块。
10.可选地，所述振动检测模块通过磁座固定于熔体出料泵上。
11.可选地，所述振动检测模块包括安装于熔体出料泵的低速轴上的第一振动加速度
传感器、安装于熔体出料泵的高速轴上的第二振动加速度传感器，以及安装于熔体出料泵的泵体上的第三振动加速度传感器。
12.可选地，所述第一振动加速度传感器的灵敏度高于第二振动加速度传感的灵敏度，所述第一振动加速度传感器的量程低于第二振动加速度传感器的量程，所述第三振动加速度传感器为高温振动加速度传感器。
13.可选地，所述转速检测模块包括安装于熔体出料泵的电机主轴上的反光标签，以及与反光标签相配合的光电转速传感器。
14.可选地，所述数据存储模块包括至少一个数据服务器。
15.可选地，所述数据存储模块还包括至少一个本地存储模块。
16.3、有益效果
17.采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
18.(1)本用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置采用模块化和分布式设计，可以根据需求，灵活的组建监测系统。
19.(2)本用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置克服了现有振动监测系统与控制系统相互隔离的不足，在完成有效振动监测的同时，实现了基于振动信息的熔体出料泵实时运行参数控制。
20.(3)通过部署先进传感器及边缘计算单元，全方位感知、预警熔体出料泵的实时运行状态，代替传统人工现场巡检。
21.(4)系统上线以后熔体出料泵将得到全时全方位监测与管控，减少了人工巡检频次，降低现场员工劳动强度，改变了传统人工现场巡检模式，降低人员安全风险、装置安全隐患。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例提出的一种用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置的结构示意图；
23.1、振动检测模块；2、转速检测模块；21、反光标签；22、光电转速传感器；3、边缘计算模块；31、数据采集模块；32、特征提取模块；33、报警模块；4、数据存储模块；41、数据服务器；5、控制模块。
具体实施方式
24.为进一步了解本实用新型的内容，结合附图1及实施例对本实用新型作详细描述。
25.结合附图1，本实施例的一种用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置，包括振动检测模块1、转速检测模块2、边缘计算模块3、数据存储模块4和控制模块5，所述振动检测模块1、转速检测模块2均通过磁座安装于熔体出料泵上，所述边缘计算模块3分别与振动检测模块1、转速检测模块2、数据存储模块4和控制模块5电连接，所述控制模块5为设备的控制系统；所述振动检测模块1用于实现熔体出料泵实时运行振动信号的检测，转速检测模块2用于实时获取熔体出料泵的运行转速，边缘计算模块3基于振动检测模块1和转速检测模块2获取的数值进行判断，对于熔体出料泵实际运行中的每一种工况，所述边缘计算模块分别设置三级报警阈值范围，所述的边缘计算模块3输出的每一级报警信号，模拟报警信
号输出将该信号转变成4-20ma模拟电流信号，通过信号线缆输入熔体出料泵的控制模块5，实时控制设备的运行状态。
26.本用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置采用模块化和分布式设计，可以根据需求，灵活的组建监测系统；克服了现有振动监测系统与控制系统相互隔离的不足，在完成有效振动监测的同时，实现了基于振动信息的熔体出料泵实时运行参数控制；通过部署先进传感器及边缘计算单元，全方位感知、预警熔体出料泵的实时运行状态，代替传统人工现场巡检；系统上线以后熔体出料泵将得到全时全方位监测与管控，减少了人工巡检频次，降低现场员工劳动强度，改变了传统人工现场巡检模式，降低人员安全风险、装置安全隐患。
27.作为本实用新型的可选方案，所述边缘计算模块3包括依次电连接在一起的数据采集模块31、特征提取模块32和报警模块33，当在预设时间内特征提取模块32计算得到的振动特征值位于第一级报警阈值范围内时，上述报警模块33输出一级报警信号；当在预设时间内特征提取模块32计算得到的振动特征值位于第二级报警阈值范围内时，上述报警模块33输出二级报警信号；当在预设时间内特征提取模块32计算得到的振动特征值位于第三级报警阈值范围内时，上述报警模块33输出三级报警信号。
28.作为本实用新型的可选方案，所述振动检测模块1包括安装于熔体出料泵的低速轴上的第一振动加速度传感器、安装于熔体出料泵的高速轴上的第二振动加速度传感器，以及安装于熔体出料泵的泵体上的第三振动加速度传感器，以分别对熔体出料泵的不同位置进行振动检测，确保检测结果的准确性，便于控制模块5更加合理的调整设备的运行状态。
29.作为本实用新型的可选方案，所述第一振动加速度传感器的灵敏度高于第二振动加速度传感的灵敏度，所述第一振动加速度传感器的量程低于第二振动加速度传感器的量程，所述第一振动加速度传感器为灵敏度、低量程振动加速度传感器，所述第二振动加速度传感器为低灵敏度、高量程振动加速度传感器，所述第三振动加速度传感器为高温振动加速度传感器，分别用于监测熔体出料泵传动系统低速轴、高速轴以及泵体的振动。
30.作为本实用新型的可选方案，所述转速检测模块2包括安装于熔体出料泵的电机主轴上的反光标签21，以及与反光标签21相配合的光电转速传感器22，光电转速传感器22固定在反光标签21同一中心线上距离5～10cm的位置，光电转速传感器将反光标签产生的脉动光照变化转换为脉冲电信号并计算得到熔体出料泵工作转速。
31.作为本实用新型的可选方案，所述数据存储模块4包括至少一个数据服务器41，所述数据存储模块4和数据服务器41通过以太网数据通信rj45接口连接，所述数据存储模块4还包括至少一个本地存储模块，所述本地存储模块可内置于边缘计算模块3内，边缘计算模块3采集得到数据可分别储存与数据服务器41内和本地存储模块内，本地存储模块内主要是应对断网状态下的数据储存。
32.本用于聚酯化工熔体出料泵的振动监测与控制装置的工作方式包括以下步骤：
33.步骤一：先对装置各部分完成初始化处理，振动检测模块实时循环地检测振动加速度传感器获取到的熔体出料泵的振动信号，转速检测模块实时循环的检测熔体出料泵的运行转速，将所有振动信号和转速数据存储到数据存储模块中；
34.步骤二：将振动信号和转速数据传输到边缘计算的特征提取模块，根据转速数据
将熔体出料泵的运行状态划分为若干个工况，对每一种工况设置三级报警阈值，对于每一种工况判断当前振动特征是否在熔体出料泵允许的报警阈值范围内，在故障发生的早期及时预警，同时相关预警信号通过边缘计算模块输出到熔体出料泵的控制系统，实现基于振动信息的熔体出料泵实时运行参数控制，从而为熔体出料泵的安全可靠运行提供保障；
35.步骤三：边缘计算模块判断通信网络是否正常，如果通信中断，边缘计算模块将振动信号和转速信号存储在本地存储模块中，如果通信网络正常，边缘计算模块将振动信号和转速信号发送到数据服务器中。
36.以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。