摘要：针对目前矿山空压机组检测与控制存在的缺陷，介绍一种新的检测与控制系统。该系统通过软件实现对空压机组进行检测、诊断和控制，克服了空压机组频发故障对生产过程的影响，具有一定的推广价值。

    关键词：空压机组；故障；检测；控制

    中图分类号：TP39   文献标志码：A    文章编号：1003-0794(2007)01-0168-02

Abstract: To counter the shortcomings of the test and control in the air compressors, a new test and control system is introduced. The air compressors could be tested and controlled by the software of the system. The system resolved the problem of the frequently air compressors breakdowns during producing process. It has a wide suitable and popularize.

Keywords: air compressors; breakdown; test; control

    空气压缩机是以空气为介质来生产压缩空气的，空气压缩机主要用来供给气动机械或气动工具作业时所需的高压气体，广泛应用于机械制造和矿山开采等行业。

矿山开采中的凿岩机、风钻和风镐等气动工具都是利用空气压缩机组所产生的空气来进行作业的，是矿山的主要设备之一，它担负着全矿井风动机械的动力供给任务，其工作运行状况直接关系到矿山安全和作业的能力、效率。由于空气压缩机工作过程复杂，工作环境差，因而常频发故障。为有效克服空气压缩机频发故障对生产过程的影响，建立空气压缩机故障的智能检测与控制显得尤为重要。

空气压缩机故障检测与诊断是实现故障控制的基础，必须准确地检测出故障信息，寻找故障源，确定故障的位置、大小、类型及原因，同时要对故障情况进行诊断，评价故障的影响程度，预测故障的发展趋势，要对检测结果做出处理和决策。

    空气压缩机监控系统基本结构如图l。该方案主要由硬件和软件两部分组成。

    (1)硬件部分

    测量装置主要由信号检测传感器、二次仪表、A/D转换器、数据寄存器等构成，主要是对空压机的运行参数进行检测，所检测的信号经放大模拟信号转换为数字信号后送给检测诊断模块。检测诊断模块通过对信号的处理，分离出故障信号并进行显示、

记录报警。对于可控故障，经D／A转换后送入智能模块。检测诊断模块主要由计算机和控制器组成。检测的信号与参考模型进行比较后，对检测结果进行诊断，判断故障的特征。智能控制器由若干不同功能的子块组成，根据不同的故障特征作出决策处理。执行模块根据故障处理方案，借助于硬件机构的支持，对故障自动进行补偿、抑制、削弱和消除。

    (2)软件部分

系统软件采用模块结构，主要包括数据的采集、图形显示、信号处理、故障检测、诊断及智能控制等模块，均采用FOXPRO语言编写，并预留通信模块以便与其他系统对接，其监控软件功能如图2。

    空气压缩机在运行过程中，由于设备的复杂性，给故障检测与诊断带来了一定的困难。空气压缩机发生故障时会带来温度、压力、振动和噪声等一些参数的显著变化，故一般采用参数估计法对空气压缩机进行故障检测与诊断。参数估计法由于能实时跟踪参数的变化，并具有直观和简单等优点，因此，在故障检测与诊断中得到了广泛应用。其原理为

根据△x(n)变化程度就可以确定故障的大小及发展趋势。根据△x(n)中非零分量的位置代表故障原因及部位。

    空气压缩机故障控制是根据不同的故障源和故障特征做出处理方案，一般可采用2种方法：

    (1)结合冗余的方法

    结合冗余就是将冗余资源综合运用以实现故障容错，可用的冗余资源有硬件、软件、时间和信息资源。硬件冗余是对设备容易坏部件采用多重储备方式。当某部件发生故障时，即用备用部件代替故障部件。软件冗余就是利用设备中不同部件在功能上的冗余性，通过估计以实现故障容错。时间冗余是通过指令复执、程序卷回，降低设备的运行速度来抑制和削弱故障的影响。信息冗余是依靠增加信息的多余度来提高监测设备的可靠性。在进行故障容错设计时，以上几种冗余可以综合运用，以提高设备的故障容错能力。

    (2)故障补偿法

故障补偿分为软补偿和硬补偿2种。对于软性补偿可以通过高速系统的某些性能参数或设计故障补偿器实现。对于硬性补偿可借助于部分硬件支持，通过设计相应的故障补偿器实现故障的智能控制。

    空气压缩机在运行中的常见故障有零部件的过热、过压、磨损、疲劳和断裂等，在工作中为保证空气压缩机安全正常运转，可以通过监测温度、压力、振动和噪音等参数，对空气压缩机的运行故障进行检测、诊断和控制。图3为某矿山空压机组故障监控方框图。

空气压缩机智能监控系统在某矿山使用，从现场使用情况看，效果良好，运行平稳可靠，系统巡回监测，时时控制。当发生异常情况时，系统自动转入诊断模型，并对故障进行识别、分类，容错模块针对不同的故障源和故障特征，对故障进行补偿，削弱和消除。整个过程都在计算机控制下自动进行，同时空气压缩机参数变化过程采用窗口图形显示，为用户提供了一个良好的监视环境，此系统具有一定的推广应用价值。

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