專利名稱：地鐵空壓機自動檢測平臺系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及了一種地鐵空壓機自動檢測平臺系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
地鐵空壓機主要作為壓縮空氣的動力裝置。空壓機的運轉(zhuǎn)正常是地鐵上其他氣動 元件運轉(zhuǎn)正常的先決條件，從而間接關(guān)系到地鐵的運行效率、剎車狀況。因此空壓機的定 期檢測維修是地鐵設(shè)備檢測維修的一個重要組成部分。此外，空壓機清洗后的驗收檢測同 樣需要用到空壓機的檢測平臺。現(xiàn)有的地鐵空壓機測試平臺主要依靠人工操作、其性能參 數(shù)由工作人員讀取機械儀表手工記錄，效率很低，有時會出現(xiàn)人工誤讀、漏讀參數(shù)的情況發(fā) 生。隨著地鐵建設(shè)在各大城市的普及，這種檢測方式已經(jīng)明顯落后。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有檢測平臺的不足，提出一種地鐵空壓機的自動檢測平臺 系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)按照空壓機的標準檢測流程對空壓機的性能參數(shù)自動進行檢測，并能 夠?qū)z測的參數(shù)進行自動分析，指導(dǎo)工作人員進行維修。同時測試報告能自動保存、讀取、 檢索、打印。本發(fā)明的構(gòu)思是采用電磁閥取代原空壓機氣路中的手動閥，實現(xiàn)氣路的自動切 換；空壓機兩種工作壓力切換采用電動調(diào)壓球閥，通過控制球閥的開口大小調(diào)節(jié)空壓機的 兩種工況壓力；采用電子壓控器及高壓端超壓緊急停止電路來保證空壓機自動檢測過程中 設(shè)備的安全性。檢測的操作流程主要包括測試前對空壓機進行短時間的空運行以便將空壓機氣 管內(nèi)的雜質(zhì)排除；啟動采集后測試平臺通過調(diào)節(jié)電動調(diào)壓球閥將空壓機高壓端壓力控制在 8bar士0. lbar，進行半小時第一工況下空壓機工作性能檢測；半小時后，切換空壓機檢測程 序調(diào)節(jié)電動調(diào)壓球閥的開口大小，將空壓機高壓端壓力控制在lObar士0. lbar，進行半小時 第二工況下空壓機工作性能檢測；兩種工況的檢測結(jié)束后，對采集到的數(shù)據(jù)進行顯示，提示 工作人員空壓機性能參數(shù)的合格與否并給出維修建議，數(shù)據(jù)在后臺自動存盤以便以后進行 查詢、打印。最后測試軟件檢測到第二工況檢測已結(jié)束后，切換控制電路打開排氣電磁閥進 行排氣減壓，待管道減至Obar左右后，提示工作人員可以進行空壓機的拆卸。以上即為一 次完整的地鐵空壓機自動化檢測流程。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種地鐵空壓機自動檢測平臺系統(tǒng)，其特征在于測試平臺的氣路分別對應(yīng)連接空 壓機的高、低壓壓力接口，由所測試的空壓機提供氣源；低壓氣路直接連接低壓壓力傳感器 進行壓力采集。高壓主氣路經(jīng)過一個手動球閥，依次在管路上串聯(lián)安裝有流量傳感器、電子 壓控器、止回閥、氣源處理三聯(lián)件，三聯(lián)件之后并聯(lián)連接有三個氣容，之后氣路分成兩路，其 中一路安裝一個排氣電磁閥，另外一路安裝一個壓力切換球閥，兩路氣路最后并聯(lián)在一起， 安裝有一個消音器；此外，在流量傳感器上加裝一個流量顯示儀表，在每個氣容的底部開有排污排水軟管，軟管上安裝有一個手動球閥。所測試的空壓機的供電電路上安裝有一個霍爾電流傳感器；在連氣容合并前的氣 路上的高壓壓力端安裝有一個壓力傳感器；空壓機的轉(zhuǎn)軸觀測箱處安裝有一個紅外轉(zhuǎn)速傳 感器；在空壓機的五處測溫口分別安裝有一個溫度傳感器；各種傳感器的數(shù)據(jù)均經(jīng)過采集 板卡的采集傳至工控機。一種地鐵空壓機自動檢測方法，采用上述系統(tǒng)進行檢測，其特征在于在測試過程 中可以實現(xiàn)以下功能①檢測開始時，根據(jù)高壓端壓力傳感器的數(shù)值判斷當前高壓管路的壓力，以第一 工況壓力值即8bar士0. lbar為目標，通過采集卡輸出控制信號控制壓力切換球閥的開口 大小及開口速度，實現(xiàn)高壓管路壓力穩(wěn)定在第一工況；②在第一工況下檢測30分鐘后，與第一工況壓力調(diào)節(jié)相似，以第二工況壓力值即 lObar士0. lbar為目標，調(diào)節(jié)壓力切換球閥的開口大小及開口速度，實現(xiàn)高壓管路壓力穩(wěn)定
在第二工況。③第二工況檢測結(jié)束后，檢測程序控制壓力切換球閥開口開至最大，同時發(fā)送控 制信號打開排氣電磁閥，進行高壓管路的泄壓；當高壓壓力傳感器檢測出壓力處于Obar附 近時，提示空壓機檢測過程結(jié)束。本發(fā)明工作原理如下空壓機檢測主要的參數(shù)評估主要包括打風時間評估、打風量評估、泄漏評估、系 統(tǒng)運行實驗的溫度、壓力等工作狀態(tài)評估、電動機最大轉(zhuǎn)矩評估、電動機轉(zhuǎn)速評估、電動機 能耗評估、相對效率評估。這些評估由一個流量數(shù)據(jù)、兩個壓力數(shù)據(jù)、六點溫度、電機轉(zhuǎn)速以 及供電電路的電流、電壓數(shù)據(jù)計算得到。因此，本發(fā)明所設(shè)計的測試氣路圖如附圖1所示， 空壓機低壓端壓力直接由壓力傳感器獲得；對于高壓端，由于在檢測過程中要求控制高壓 端的工況壓力以及實現(xiàn)兩種工況間的壓力切換，因此在空壓機的高壓端總球閥后接流量傳 感器，獲得空壓機的流量數(shù)據(jù)。電子壓控器的作用是當檢測到管路中的氣壓大于llbar時， 內(nèi)置的壓力控制繼電器開關(guān)斷開，將空壓機的供電電路切斷，起到保護設(shè)備的作用。氣源處 理三聯(lián)件包括空氣過濾器、減壓閥和油霧器，用于分離空壓機輸出壓縮空氣中的水份，保證 進入氣包的空氣是干空氣。氣容的作用不僅在于能儲存壓縮空氣，而且能夠減少由于壓縮 機排氣不連續(xù)產(chǎn)生的壓力脈動，實現(xiàn)供氣和用氣的平衡。氣容排污閥位于氣容的底部，方便 將使用一段時間后氣容內(nèi)的污物排出。排氣電磁閥的作用是在空壓機檢測完成后自動打開 進行泄氣，以便更換空壓機進行下一輪檢測。壓力切換球閥的作用是在空壓機檢測過程中 進行兩種工況壓力的切換，壓力切換球閥外接控制電路，其開口及開閉速度受由采集板卡 進行控制。所有傳感器的數(shù)據(jù)分別由各路采集板卡AI通道采集上傳至工控機，電磁閥的控 制信號由工控機程序控制采集板卡DO 口輸出。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點(1)氣動元件全部采用電路控制，實現(xiàn)了整個空壓機檢測流程中的自動化。(2)空壓機的兩種工況壓力的實現(xiàn)自動切換，其壓力調(diào)節(jié)采用電動球閥控制，能夠 將工況壓力保證在8bar 士0. lbar和lObar 士0. lbar。(3)采用電子壓控器和空壓機高壓端超壓緊急停止電路保證了空壓機檢測過程中 的設(shè)備和人員安全性；
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(4)對空壓機的測試結(jié)構(gòu)能進行自動分析，給出工作人員維修提示。并對測得的空 壓機的性能參數(shù)能自動生成報表和存儲、查詢。


圖1是本發(fā)明的空壓機檢測系統(tǒng)氣路示意圖。圖2是本發(fā)明的空壓機檢測系統(tǒng)流程圖。圖3是本發(fā)明的空壓機檢測系統(tǒng)配套軟件操作界面。
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實施例結(jié)合

如下實施例一參見圖1，本地鐵空壓機自動檢測平臺系統(tǒng)，其特征在于測試平臺的氣 路分別對應(yīng)連接空壓機2的高、低壓壓力接口，由所測試的空壓機2提供氣源；低壓氣路直 接連接低壓壓力傳感器進行壓力采集；高壓主氣路經(jīng)過一個手動球閥3，依次在管路上串 聯(lián)安裝有流量傳感器5、電子壓控器6、止回閥7、氣源處理三聯(lián)件8，三聯(lián)件之后并聯(lián)連接有 三個氣容11，之后氣路分成兩路，其中一路安裝一個排氣電磁閥13，另外一路安裝一個壓 力切換球閥14，兩路氣路最后并聯(lián)在一起，安裝有一個消音器15 ；此外，在流量傳感器5上 加裝一個流量顯示儀表4，在每個氣容的底部開有排污排水軟管，軟管上安裝有一個手動球 閥12。實施例二 本實施例與實施例一基本相同，特別之處是所測試的空壓機2的供電 電路上安裝有一個霍爾電流傳感器；在氣容合并前的氣路上的高壓壓力端安裝有一個高壓 壓力傳感器9 ；空壓機2的轉(zhuǎn)軸觀測箱處安裝有一個紅外轉(zhuǎn)速傳感器；在空壓機2的五處測 溫口分別安裝有一個溫度傳感器；各種傳感器的數(shù)據(jù)均經(jīng)過采集板卡的采集傳至工控機。實施例三參見圖2和圖3，本地鐵空壓機自動檢測方法，采用上述系統(tǒng)進行檢測， 檢測操作步驟如下①檢測開始時，根據(jù)高壓端壓力傳感器的數(shù)值判斷當前高壓管路的壓力，以第一 工況壓力值即8bar士0. lbar為目標，通過采集卡輸出控制信號控制壓力切換球閥14的開 口大小及開口速度，實現(xiàn)高壓管路壓力穩(wěn)定在第一工況；②在第一工況下檢測30分鐘后，與第一工況壓力調(diào)節(jié)相似，以第二工況壓力值即 lObar士0. lbar為目標，調(diào)節(jié)壓力切換球閥14的開口大小及開口速度，實現(xiàn)高壓管路壓力
穩(wěn)定在第二工況。③第二工況檢測結(jié)束后，檢測程序控制壓力切換球閥開口 14開至最大，同時發(fā)送 控制信號打開排氣電磁閥13，進行高壓管路的泄壓；當高壓壓力傳感器9檢測出壓力處于 Obar附近時，提示空壓機檢測過程結(jié)束。實施例四本實施例與實施例三基本相同，詳述如下首先用螺栓對要測試的空 壓機在測試平臺上進行固定，用轉(zhuǎn)接頭密封連接該空壓機檢測平臺的高低壓進氣口。然后 打開電控箱的開關(guān)進行供電，運行工控機中的配套采集軟件。采集軟件界面如圖3所示。點擊“啟動采集”按鈕，進行數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)首先檢查測試管路的密封狀況，當系 統(tǒng)密封性良好時，自動將工況壓力調(diào)節(jié)至8bar，進行第一工況的數(shù)據(jù)采集。當保壓時管路 壓力不斷下降，說明管路密封性存在問題，軟件進行密封性報警，此時應(yīng)檢查空壓機試驗臺的高低壓進氣口連接情況。進入第一工況后，通過的數(shù)值表和報警燈，可以判斷測試結(jié)果是 否正確。如果不正確，可以點擊“停止”按鈕停止采集，或者點擊“暫?！卑粹o暫停采集。如 果空壓機一切正常，采集過程進行30分鐘后，系統(tǒng)自動將工況壓力調(diào)節(jié)至lObar，進入第二 工況的數(shù)據(jù)采集。第二工況采集的各個量與第一工況的相同。第二工況進行30分鐘后，整 個空壓機測試過程就完成了。這時候操作員可以通過采集數(shù)據(jù)顯示區(qū)和溫度圖表顯示區(qū)來 檢查測試結(jié)果是否正確。如果正確，自動生成報表，測試結(jié)果自動保存在操作軟件的根目錄 下，并依據(jù)測試結(jié)果自動給出相應(yīng)的維修建議。如果不正確，可以不進行保存，待重新正確 連接空壓機試驗臺硬件設(shè)備后重新進行測試。
權(quán)利要求
一種地鐵空壓機自動檢測平臺系統(tǒng)，其特征在于測試平臺的氣路分別對應(yīng)連接空壓機(2)的高、低壓壓力接口，由所測試的空壓機(2)提供氣源；低壓氣路直接連接低壓壓力傳感器(1)進行壓力采集；高壓主氣路經(jīng)過一個手動球閥(3)，依次在管路上串聯(lián)安裝有流量傳感器(5)、電子壓控器(6)、止回閥(7)、氣源處理三聯(lián)件(8)，三聯(lián)件之后并聯(lián)連接有三個氣容(11)，之后氣路分成兩路，其中一路安裝一個排氣電磁閥(13)，另外一路安裝一個壓力切換球閥(14)，兩路氣路最后并聯(lián)在一起，安裝有一個消音器(15)；此外，在流量傳感器(5)上加裝一個流量顯示儀表(4)，在每個氣容的底部開有排污排水軟管，軟管上安裝有一個手動球閥(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵空壓機自動檢測平臺系統(tǒng)，其特征在于所測試的空壓機 (2)的供電電路上安裝有一個霍爾電流傳感器；在氣容合并前的氣路上的高壓壓力端安裝 有一個高壓壓力傳感器(9)；空壓機(2)的轉(zhuǎn)軸觀測箱處安裝有一個紅外轉(zhuǎn)速傳感器；在空 壓機(2)的五處測溫口分別安裝有一個溫度傳感器；各種傳感器的數(shù)據(jù)均經(jīng)過采集板卡的 采集傳至工控機。
3.—種地鐵空壓機自動檢測方法，采用根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵空壓機自動檢測平 臺系統(tǒng)進行檢測，其特征在于檢測的操作步驟如下①檢測開始時，根據(jù)高壓端壓力傳感器的數(shù)值判斷當前高壓管路的壓力，以第一工況 壓力值即8bar士0. lbar為目標，通過采集卡輸出控制信號控制壓力切換球閥(14)的開口 大小及開口速度，實現(xiàn)高壓管路壓力穩(wěn)定在第一工況；②在第一工況下檢測30分鐘后，與第一工況壓力調(diào)節(jié)相似，以第二工況壓力值即 lObar士0. lbar為目標，調(diào)節(jié)壓力切換球閥(14)的開口大小及開口速度，實現(xiàn)高壓管路壓 力穩(wěn)定在第二工況。③第二工況檢測結(jié)束后，檢測程序控制壓力切換球閥開口(14)開至最大，同時發(fā)送控 制信號打開排氣電磁閥(13)，進行高壓管路的泄壓；當高壓壓力傳感器(9)檢測出壓力處 于Obar附近時，提示空壓機檢測過程結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種地鐵空壓機自動化檢測平臺系統(tǒng)及方法。該檢測平臺的氣源由所要測試的空壓機提供，空壓機低壓端壓力直接由壓力傳感器獲得；高壓端主管路依次由手動球閥、流量傳感器、電子壓控器、止回閥、氣源處理三聯(lián)件、氣容、排氣電磁閥、壓力切換球閥和消音器組成。在安裝氣容前的主管路前安裝一個安全溢流閥，在氣容的底部安裝一個氣容排污閥。該平臺可以實現(xiàn)按照地鐵用空壓機測試標準，自動的對空壓機實現(xiàn)排污、加壓、兩種工況的切換及兩種工況下的性能檢測的功能并能自動保存檢測數(shù)據(jù)生成報表，依據(jù)檢測結(jié)果給出維修建議。
文檔編號G01M17/08GK101871847SQ20101018571
公開日2010年10月27日 申請日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者姜良銀, 徐常愷, 李明, 殷建, 陳孝光, 黃文鑫 申請人:上海大學(xué)