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输油泵机械密封泄油检测及(温度预留)技术方案

关键词: 输油泵,机械密封,泄漏检测,传感器,关于输油泵机械密封增加泄油及(温度预留)检测技术方案
描述:

一种输油泵机械密封泄漏检测,技术方案,关于输油泵机械密封增加泄油及(温度预留)检测技术方案在正常的生产过程中,输油泵机械密封的好坏,直接影响输油泵是否能够安全运行。输油泵机械密封的损坏往往伴随着现场输油泵的停运和油品的泄露,所以增加对输油泵机械密封运行温度的测量,和泄油检测能够更直观的对输油泵机械密封


作者:代码灵魂  日期:2018/5/26

关于 输油泵机械密封增加 泄油及(温度预留)检测技术方案


公开性声明:原创性声明:若需要配合完成此套方案项目开发,与本人联系:18609487812


1.设计目的

在正常的生产过程中,输油泵机械密封的好坏,直接影响输油泵是否能够安全运行。输油泵机械密封的损坏往往伴随着现场输油泵的停运和油品的泄露,所以增加对输油泵机械密封运行温度的测量,和泄油检测能够更直观的对输油泵机械密封在运行时的情况进行实时监测,达到防范于未然的目的。

2.技术实现

可考虑在输油泵机封针对泄露油品液滴增加一套液体点滴速度自动监控系统,液体点滴速度监控系统采用对射式红外光电传感器,它具有非接触性测量,响应速度快,受环境影响小,测量精度高等优点。

通过红外检测,将泄油情况的数据,转化为液滴容量或数量的方式,将数据输出,同时,可选,温度及湿度或汽油扩散浓度的相关传感器,对温度进行采集,与原温度采集实现并行工作,若因温度及泄油超限的情况,将对其进行报警处理。数据采用查询方式,,由PLC进行采集,并暂存于PLC中,触摸屏将调用最多八组数据,显示于该屏,通过 串口服务器,将数据流向工控机组态软件数据库,通过工作站,对其数据进行记录,并监控报警。

3.此方案的优缺点

优点:

   采用此套方案,需要用到泄油传感器,及自动化通信中的其它设备,其显著的优点是,结构清晰,系统不复杂,检测数据,高效,实时,每八个检测点,共用一台PLC,触摸屏,触摸屏可以单独对八台传感器进行数据监控,(在站控系统维护或出问题时,依然能够进行检测)每八台PLC可以共用一台串口服务器,每八台串口服务器可以共用一台交换机即,每一台PLC可以检测8个点,每一台串口服务器可以检测64个点,每一台交换机(设8口交换机)可以检测512个检测点。(24口可以检测更多的点)(因采用网络通信,所有多检测点时间延时忽略,实时性最高)

而在实际应用中可能只用10到20个检测点,后续,对可燃汽体,温度,浓度,压力,可燃度及其它各种传感器可以直接挂入此通信方案中,减少资源重复使用等,有很高的自由扩展性。

缺点:

施工走线需要结合实际情况,对其操作,可以考虑与其它传感检测项目同时进行,避免重复工作。

4.自动化控制通信原理图

泄油传感器,通过光扫描,获得模拟信号,经过与基准电路进行比较,通过温度补偿后,取样放大,将模拟信号转换为离散的数字信号,通过嵌入式微处理器,进行扫描后,将数据保存在嵌入式处理器内存中,每个周期循环采样,更新内存中数据,此时,传感器获得采集的数据信息。

各个传感器以485电路连接在一起,以地址码进行区分,通过串口扩展模块(此模块主要是增加数据信号的驱动能力)连接到PLCPLC周期性对以上传感器进行轮流查询,经过查询后,将获得来自8个传感器的数据信息,7寸触摸屏,调用PLC中数据进行显示,报警指示等,若需要一些参数设置,则通过该触摸屏来进行调整,触摸屏通知PLC下发调整指令,传感器电路板,收到来自PLC下发的调整指令,对自身进行调整,并永久存储于自身EEPROM 中,完成一些长时间工作时老化参数校正等。

同时,来自工作站的TCP/IP(通过网线)向串口服务器发送接收指令,串口服务器,收到来自站控系统的采集指令,并解析网络口数据包将数据包分发到串口服务各个串口,向PLC发送采集指令,多台PLC将同步接收到来自串口服务器采集指令,各PLC并行运行,同步将各PLC内存中所采集到的多路传感信号传输到串口服务器,串口服务器再将来自多处的PLC采集的数据,转换成TCP/IP的网络数据包,通过交换机,将所有数据传输给站控系统,完成多点采集的通信过程。

一种泄油检测技术方案

图二十 传感电路板基本框架

图二十一 通信链路结构 示意图

图二十二 与站控系统对接示意图

图二十三 整体自动化通信原理框架图

图二十四 全站 自动化通信链路框架结构图(附图片)

5.传感器的设计原理:

它是一种可以利用其对物体表面黑度的敏感特性,应用于测量微小的位移。从光源红外发射管发射出的一定强度的光束到达测量面后,根据物体表面的不同黑度和表面光洁度,部分光散射和反射到红外敏感接收管转变成为和接收管接收到的光强成正比的电信号,采用小功率红外发射管功率小于10mw 其工作在1.2V电压下采用脉冲间歇原理使其功率平均功耗小于5mw。对射式光电传感器分为投光器和受光器两部分,两者光轴重合在同一直线上。工作时,投光器发出调制光,被受光器接收,变为电信号。当被测液体进入检测区时,光被遮挡,受光器无光可受,传感器输出状态改变。输出脉冲再通过脉冲整形和A/D转换变为高低电平,最后输入到单片机的外部中断0中去。单片机根据高低电平的变化来判断液滴的有无和对液滴的计数;每一个液滴产生一个这样的不规则的负向脉冲,脉冲数目与水滴数目一一对应。实现了对泄露油品滴液速度的检测与控制,并且动态显示滴液速度。

1 传感器对射光范围角

图中,采用8组发送,8组接收,红外信号,采用间歇脉冲驱动原理,如下图波形。其循环采样周期T< 液滴自由落体运动时的时间T1,  若在任意一组循环采样过程中,发现有液滴掉落,立即采用高速模式,详细对其进行高速采集,如上图所示,其检测范围角为兰色多边形,而实际有效检测范围为上图,黄色圆圈内。不同组检测不同柱坐标位置,采用多组即可实现扫描此断面空间内所有位置的液滴下落,实现,全范围不遗留。

图二 传感器,每个区域内,不同的响应情况

以上光谱范围为,可以检测到的位置,不同位置,对应不同的接收器,设液滴在中间掉落,则所有传感器均能检测到,且8次循环检测,所检测到的数据均一致,即一滴液体掉落时,共收到的64个数据,均相同。设为浅绿色区域,则,每8次循环检测,均有3组数据相同,其它5组数据不同,即共24个数据相同,其它40个数据无。

图三 传感器电路基本结构示意图

图四 动态扫描每周周期(此为八分之一周期)数据码

图五 传感器电路板模拟结构图

图六 带屏蔽罩光路结构图

图七 光路反面示意图

图八 光路屏蔽罩安装在电路板上示意图

图九 传感器下外壳

图十 传感器电路板安装进下外壳。

图十一 传感器上下外壳安装完成示意图

图十二 油封下壳示意图,下面应该有泄油孔

图十三 附加机械设计件,安装传感器

图十四 传感器安装位置

图十五 走线槽 走线。

将此传感器,与以上自动化通信系统相结合,完成整个站点,所有泵组泄油检测。并通过站控系统,进入数据库,进行记录,通过数据来反应各个检测点泄油情况,及时对整站机器运行状态进行检控,减少人工巡检频次,完成自动化过程,实现安全可靠的高效管理维护目的。

可以选择附加功能:

1.基于PT100 SH10 的内外温度,湿度检测方案,

2.基于汽油在空气中扩散量的密度浓度检测方案。

3.若增加此两项功能,其检测点数量为36倍于泄油检测方案,此套自动化通信方案依然满足要求。

且只增加传感器,其它不变(专用于泄油检测的电路板和程序需要升级若时间充足,可在泄油检测板中,增加硬件部分,预留其它传感器接口)。

若实时性要求过高,可以考虑增加额外的电路板检测模块,将以上数据统统打包一次性发送。减少节点过多所引起的成本及其它延时过长的实时性要求。

软硬件需求表:

        

传感器检测板  

8块  (需要设计无现成方案) 

PLC  西门子S7-200

1台     

10.1寸触摸屏  台达

1台    

串口服务器

1台    

2.4寸触摸屏

8个     

线材及其它接头防爆管

1批   

机械设计加工

1 套    

机柜及交换机

1台(有现成的就不需要) 

串口扩展模块

1块(PLC中包含)

下位机程序设计

1次      

站控系统增加内容  

1次 

上位机程序开发

(此方案不需要,若对其裁减有需要)

其它 

 施工及其它

总计:

 

备注:以上为8个检测点,少于64个检测点,只需每8个检测点增加一台PLC 触摸屏即可,

以上价格为初期预算价,实际价格应在此价上下浮动20%  

    

注:将所有的,线路,通信485  AB,连接在一起,若考虑到同步高速响应,需要额外增加串口扩展板。此方案中,因增加了MCU 微处理器,可以先暂存,所以够用。

                                              甘肃先睿工控科技有限责任公司

孟继先




材料规格预报价清单

西 门子 系列,材料规格

模块

型号

订货号

价格

PLC

S7-224XP CN

6ES7 214-2AD23-0XB0

串口扩展模块

EM 277 PROFIBUS DP

6ES7 277-0AA22-0XA0

HMI人机界面

TP900 精智

6AV2124-0JC01-0AX0

通信线

Profi bus __电缆600

6XVI 830-0AH10

通信线

MPI 电缆

6ES7 901-0BF00-0AA0


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