Компрессор

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к установкам для сжатия и перемещения газов. Полезная модель может использоваться при производстве стационарных компрессорных установок для автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС).
Предшествующий уровень техники
Известные компрессоры для АГНКС снабжены газовой компрессорной машиной, силовым приводом, жидкостной системой охлаждения с вентиляторами, блоком автоматики. Блок автоматики содержит измерительные датчики, исполнительные устройства, контроллер, стационарный и выносной пульты управления. Пульты управления представляют собой набор индикаторов, приборов и органов управления, объединенных на панели. Блок автоматики может включать физические интерфейсы, такие как RS485. Блок автоматики выполнен с возможностью отключения силовой установки по команде оператора или автоматически в случае выхода какого-либо из параметров станции за пределы области нормального функционирования.
Недостатком известных компрессоров является сложность изготовления и модернизации пульта управления компрессора, вызванная его физической реализацией. При этом об объединении пультов управления нескольких компрессоров на одном рабочем месте не может быть и речи. Наличие физического интерфейса, через который становится возможным получать состояние компрессора и управлять его исполнительными устройствами, в том числе останавливать компрессор (силовой привод), приводит к возникновению возможности реализовать удаленный пульт управления компрессором в безопасном месте или реализовать единый пульт управления несколькими компрессорами. Но для этого требуется разработка такого пульта управления с учетом особенностей физического интерфейса компрессора. Этот пульт может быть выполнен в виде устройства, тогда это является материалоемким как при изготовлении, так и при модернизации. Этот пульт может быть программным и поставляться в виде дистрибутива вместе с компрессором, но тогда возникают материальные затраты адаптации физического интерфейса компрессора с интерфейсом компьютерного устройства заказчика, трудовые затраты как производителя компрессора, так и заказчика по адаптации программного пульта управления с компьютерным устройством заказчика на этапе установки и эксплуатации (при модернизации).
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом, обеспечиваемым заявленным техническим решением, является снижение материалоемкости и трудоемкости компрессора в части изготовления и эксплуатации блока автоматики. Это обеспечивает снижение стоимости изготовления и эксплуатации компрессора.
Сущность полезной модели состоит в том, что компрессор содержит компрессорную машину с силовым приводом, контроллер, соединенный со средствами измерения параметров компрессорной машины, размещенными на компрессорной машине, блоком управления силовым приводом и коммуникационным модулем. Отличается тем, что контроллер снабжен веб-интерфейсом и выполнен с возможностью передачи элементов веб-интерфейса через коммуникационный модуль. При этом веб-интерфейс содержит средства отображения параметров компрессорной машины и средства управления силовым приводом.
Вышеуказанная сущность является совокупностью существенных признаков заявленного технического решения, обеспечивающих достижение заявленного технического результата.
Наличие веб-интерфейса позволяет фактически иметь в компрессоре панель управления, которая через соответствующий физический интерфейс может быть транслирована на расстояние. Это устраняет необходимость создавать уникальную в зависимости от конфигурации компрессора физическую панель управления, позволяет заменить ее универсальным монитором и клавиатурой, сенсорным экраном и т.п., что снижает материалоемкость и трудоемкость изготовления и модернизации компрессора.
Размещение панели управления в компрессоре, то есть в виде неотъемлемой его части, устраняет неудобства, при которых панель управления в виде дистрибутива поставляется и эксплуатируется отдельно от компрессора. Не возникает вопросов нестыковки панели управления и компрессора.
Используя универсальный протокол передачи и средства интерпретации содержимого веб-страниц, снижаются требования к аппаратному и программному обеспечению оборудования заказчика. Это происходит ввиду того, что для работы с компрессором становится возможным заказчику использовать только общедоступные оборудования и программное обеспечение.
Сохраняется возможность организации удаленного рабочего места оператора, что обеспечивает безопасность работы операторов, удобство контроля и управления. Обеспечивается возможность наращивания парка компрессоров без внесения изменений в общую систему контроля. При добавлении нового компрессора в едином пульте управления, который выполнен в виде компьютерного устройства, добавляется новое окно, где отображается веб-интерфейс компрессора.
Осуществление полезной модели
Компрессор для АГНКС содержит раму, на которой закреплены газовая компрессорная машина с силовым приводом, жидкостные охладители с вентиляторами и шкаф управления.
В шкафе управления размещены блок управления силовым приводом, устройство плавного пуска силового привода, реле системы управления, контроля и аварийной защиты, контроллер, модули ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, модули коммуникационные, арматура аварийной светозвуковой сигнализации, а также кнопка аварийной остановки.
Средства измерения параметров компрессора представляют собой первичные измерительные преобразователи, размещенные в соответствующих местах контроля технологических параметров на компрессорной машине, силовом приводе, охладителе и соединительных трубопроводах. Первичные измерительные преобразователи соединены с модулями ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, которые в свою очередь соединены с контроллером. Модули ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов выполнены с возможностью приема информации от первичных измерительных преобразователей, фильтрацию и, в соответствующих случаях, преобразование аналоговых входных величин в цифровой код, передачу информации в контроллер.
С контроллером также соединены блок управления силовым приводом, устройство плавного пуска электрического силового привода, реле системы управления, контроля и аварийной защиты, модули коммуникационные, светозвуковая сигнализация, а также кнопка аварийной остановки.
Контроллер выполнен в виде программируемого устройства и снабжен веб-интерфейсом. Веб-интерфейс, содержащий представление одной или нескольких веб-страниц, реализует панель управления компрессора, на которой представлены индикаторы состояния компрессора и органы управления компрессором. Веб-интерфейс доступен через физические интерфейсы коммуникационных модулей для организации канала связи с оборудованием в месте нахождения оператора, в частности через интерфейс Ethernet и встроенный стек протоколов TCP IP. Канал связи может быть любым известным проводным или беспроводным каналом связи.
Для обеспечения рабочего места оператора непосредственно у шкафа компрессор может быть снабжен соответствующим средством (средством обеспечения рабочего места оператора), представляющим собой размещенное в шкафе компьютерное устройство с монитором, подключенное к одному из физических интерфейсов коммуникационных модулей.
Средство обеспечения рабочего места оператора может быть удаленным и представлять собой компьютерные устройства заказчика, не поставляемые производителем компрессора.
Средство обеспечения рабочего места оператора выполнено с возможностью отображения веб-интерфейса компрессора, содержащего настраиваемые элементы отображения текущих значений параметров компрессора, а также элементы управления.
Контроллер выполнен с возможностью управления режимами работы компрессора путем контроля технологических параметров и выдачи управляющих воздействий через соответствующие блоки управления на исполнительные механизмы как в автоматическом режиме, так и в результате действий оператора. При этом контроллер выполнен с возможностью автоматического отключения силового привода в случае выхода какого-либо из параметров компрессора за пределы области нормального функционирования.
Контроллер формирует сигналы предупреждения при подходе технологических параметров компрессора к заданным аварийным пределам.
Контроллер формирует сигналы аварии при выходе измеряемых параметров за предельно допустимые значения.
Сигналы предупреждения и аварии передаются через веб-интерфейс и светозвуковую сигнализацию.
Оператор управляет контроллером и, следовательно, компрессором через веб-интерфейс.
Протокол работы компрессора контроллер записывает на электронный диск.
Электропитание приборов, размещенных в шкафе управления, осуществляется напряжением 24 В от резервируемого источника постоянного тока (два параллельно работающих блока питания, включенных через специализированный модуль резервирования, снабженный блоком бесперебойного питания с аккумуляторными батареями).
Описание работы
Перед началом использования компрессора устанавливают канал связи между ним и средством обеспечения рабочего места оператора, которое может быть расположено как в шкафе управления, так и удаленно. Это средство может входить в комплекс управления парком компрессоров.
После установления связи контроллер передает в средство обеспечения рабочего места оператора информацию об элементах веб-интерфейса, которая интерпретируется и отображается оператору. В ходе дальнейшей работы канал связи обеспечивает двусторонний обмен информацией между контроллером и средством обеспечения рабочего места оператора. Контроллер предоставляет информацию о параметрах текущего состояния компрессора, средство обеспечения рабочего места оператора предоставляет информацию о действиях оператора по управлению компрессором.
Промышленная применимость
На предприятии-заявителе изготовлены опытные образцы компрессора, испытания которых подтвердили достижение технического результата.
Компрессор реализован с применением промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть собран на машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в области оснащения АГНКС.