基于多智体的电机运行控制装置的制作方法

1.本实用新型涉及电机控制领域，尤其涉及一种基于多智体的电机运行控制装置。


背景技术：

2.随着电气自动化技术的发展，电机运行智能控制被广泛适用于工厂自动化、高危作业、以及工业智能化领域。电机运行智能控制系统的智能性、安全性和可靠性使其在大工程、大系统、智能化、高危领域应用越来越广。随着欧洲工业4.0和中国制造2025的大力推进，智能化工厂对电机运行的智能化控制要求越来越高，以及在军工核电、石油化工等高危领域对电机运行的智能化控制要求更高。
3.目前大型的电机运行机组操作平台过于复杂，系统运行协调性不好，操作失误或其他不安全因素较多，严重机组系统的安全稳定运行。
4.而且运行机组及其辅助配套系统一旦发生故障，无法及时判别故障的安全级别及风险等级，很有可能造成不必要停机排除的故障而人为停机，甚至急停；需要及时停机，甚至急停的故障而延误停机，造成不可估量的危害和损失。发生的故障需要停机维修，甚至故障很难定位，无法及时排除故障，恢复几组的正常运行。


技术实现要素：

5.本实用新型针对上述问题，提出了一种基于多智体的电机运行控制装置及控制方法。
6.本实用新型的目的是提供一种基于多智体的电机运行集控系统及控制方法，将驱动控制系统和配套的励磁系统、配电系统、润滑油和高压油顶系统、冷却水循环系统、电机运行监测系统、视频监控系统和集控中心等各系统独立控制站点和集控总站按照权限等级控制优先级实现整个系统高度智能化、自动化、无人化运行。同时，将整个电机运行系统关键及重要零部件按照对应的安全等级、风险等级接入在整个集控系统安全链中，根据安全控制策略，自动触发对应的安全保护机制，可以实现提前预警、在线运维，提高整个机组运行的安全性、稳定性和可靠性。再而，利用集控中心强大的数据库信息，对整个电机运行系统关键及重要零部件、以及风险等级高的零部件及时预警、维修更换，确保整个机组运行系统安全可靠运行。
7.本案中所述的电机可以是发电机或电动机，所述的机组可以是电动机组或者发电机组。
8.本实用新型采取的技术方案如下：
9.一种基于多智体的电机运行控制装置，包括驱动控制系统、励磁系统、配电系统、润滑油和高压油顶系统、冷却水循环系统、运行监测系统、视频监控系统和集控系统，所述驱动控制系统与所述集控系统电连接，所述励磁系统与所述集控系统电连接，所述配电系统与所述集控系统电连接，所述润滑油和高压油顶系统与所述集控系统电连接，所述冷却水循环系统与所述集控系统电连接，所述运行监测系统与所述集控系统电连接，所述视频
监控系统与所述集控系统电连接。
10.上述方案中，通过驱动控制系统、励磁系统、配电系统、润滑油和高压油顶系统、冷却水循环系统、运行监测系统、视频监控系统和集控系统不仅实现单台电机的智能控制，而且可以实现机组的集群控制，实现工业领域高度智能化、自动化、无人化运行。
11.可选的，所述驱动控制系统为高低压变频驱动器或变流控制装器。
12.驱动控制系统采用高低压变频驱动器或变流控制装器是为了分别适应机组是发电机组或电动机组时的情况，电动机组采用高低压变频驱动器，调节控制电动机组输出转矩及转速等；发电机组采用变流控制器，调节控制发电机组输出电能的并网运行和脱网。
13.可选的，所述配电系统包括高压配电单元、低压配电单元以及冗余供电单元。
14.高压配电单元与低压配电单元的作用是分别给各个模块供电，冗余供电单元的作用是给整个装置中以及高安全级别、高风险、重要装置或部件供电。
15.可选的，所述润滑油和高压油顶系统包括稀油站、低压油泵及高压油泵；所述低压油泵通过管路构成润滑分系统，所述润滑分系统与所述稀油站相连，所述高压油泵通过管路构成高压油顶分系统，所述高压油顶分系统通过低压油泵与所述稀油站相连。
16.低压油泵组成的润滑分系统是给传动部件润滑，高压油顶分系统是给传动部件间形成静压油膜，顶起电机机组传动轴。低压油泵回路和高压油泵回路保障电机机组正常运行、起动和停止。发生故障报警时，分布在本地独立控制站点控制备用高低压油泵的快速切换投入工作。具体高压油泵与低压油泵都是直接或间接与集控系统电连接，收集控系统调控的。
17.可选的，所述冷却水循环系统包括泵组、水源以及流量调节分系统，所述泵组与所述水源相连接，所述流量调节分系统与所述泵组电连接，所述流量调节分系统用于调控泵组的工作状态。
18.水源可以是冷却水塔或工业冷水机，所述的冷却水塔或工业冷水机组应根据电机机组冷却循环水流量需求及环境场地要求选型设计；所述泵组的数量应根据电机机组冷却循环水流量需求设计至少采用一用一备；所述的流量调节系统根据所述的运行监测系统反馈的电机机组绕组、铁芯等温度，以及进/出冷却水阀口温差等参数，自动调节水泵泵组工作模式、水泵机组流量阀、电机机组进/出冷却水阀，确保电机温升安全的前提下尽可能的节能、环保，实现冷却循环水流量的智能控制。具体流量调节分系统与所述集控系统电连接，所述泵组与所述流量调节分系统电连接。
19.可选的，所述运行监测系统包括振动监测分系统、温度监测分系统以及扭矩和转速监测分系统；振动监测分系统、温度监测分系统以及扭矩和转速监测分系统均与集控系统电连接。
20.振动监测分系统用于监测机组运行时的振动信息，温度监测分系统用于监测机组运行时的温度信息，扭矩和转速监测分系统用于监测机组运行时的转速及转矩信息。
21.可选的，所述振动监测分系统包括振动传感器、振动信号采集单元以及振动数据分析单元，所述振动传感器与所述振动信号采集单元电连接，振动信号采集单元与所述振动数据分析单元电连接，所述振动数据分析单元与所述集控系统电连接。
22.振动传感器安装在机组前后轴承位置，振动传感器测得的数据传递给振动信号采集单元，振动数据分析单元在分析这些信号后再传递给集控系统。
23.可选的，所述温度检测分系统包括温度传感器以及温度信号采集处理单元，所述温度传感器与温度信号采集处理单元电连接，所述温度信号采集处理单元与所述集控系统电连接。
24.温度传感器安装在机组的绕组端和轴承端以及其他关键部件位置。
25.所述的转矩和转速监测分系统包括安装在电机机组传动轴端的扭矩和转速传感器以及扭矩和转速信号采集处理单元；所述的电机机组运行监测系统监测的振动信号、温度信号和转矩/转速信号按照危险等级触发信号的控制分站接入在整个系统各级安全运行控制链中。
26.所述的视频监控系统，是根据整个系统按照高风险、关键重要部件、无人值守、远程查看等需求设计的视频监控装置，将采集到的视频监控信息(人、动物、危险状况)按照安全等级接入整个系统的各级安全运行控制链中。
27.可选的，所述集控系统包括集控总站，所述集控总站与所述驱动控制系统、励磁系统、配电系统、润滑油和高压油顶系统、冷却水循环系统、运行监测系统及视频监控系统电连接。
28.集控总站具有最高级别的控制权限，以及在整个系统各级安全运行控制链中最优先的安全控制权限；同时，所述的集控总站内设置有数据库，集控系统利用强大的数据库功能，将整个电机运行系统关键及重要零部件、风险等级高的零部件、以及历次发生故障的零部件信息汇入大数据库，发挥大数据大平台的优势，及时预警、维修更换，确保整个电机运行系统安全可靠运行。在集控总站的基础上还可以进一步增设分控站，分控站单独控制单台电机，单台电机上的驱动控制系统、励磁系统、配电系统、润滑油和高压油顶系统、冷却水循环系统、运行监测系统及视频监控系统均可连一个分控站，分控站单独对单台电机进行控制，集控总站再通过分控站对所有电机进行控制。
29.上述方案中，将驱动控制系统和配套的励磁系统、配电系统、润滑油和高压油顶系统、冷却水循环系统、运行监测系统的各独立分控站和集控总站按照权限等级控制优先级实现整个系统高度智能化、自动化、无人化运行。
30.上述方案中，将整个机组运行系统关键及重要零部件按照对应的安全等级、风险等级接入在整个集控系统安全链中，根据安全控制策略，自动触发对应的安全保护机制，可以实现提前预警、在线运维，提供整个系统运行的安全性、稳定性和可靠性。
31.上述方案中，利用集控系统强大的数据库信息，对整个电机运行系统关键及重要零部件、以及风险等级高的零部件及时预警、维修更换，确保整个电机运行系统安全可靠运行。
32.一种基于多智体的电机运行控制方法，采用上述的控制装置进行控制。
33.本实用新型的有益效果是：通过驱动控制系统、励磁系统、配电系统、润滑油和高压油顶系统、冷却水循环系统、运行监测系统、视频监控系统和集控系统不仅实现单台电机的智能控制，而且可以实现机组的集群控制，实现工业领域高度智能化、自动化、无人化运行。
附图说明：
34.图1是基于多智体的电机运行控制装置及控制方法示意简图。
35.图中各附图标记为：1、集控总站，2、分控站，3、驱动控制系统，4、励磁系统，5、配电系统，501、高压配电单元，502、低压配电单元，503、冗余供电单元，6、润滑油和高压油顶系统，601、润滑分系统，602、高压油顶分系统，701、流量调节分系统，702、泵组，80101、扭矩和转速传感器，80102、扭矩和转速信号采集处理单元，80201、温度传感器，80202、温度信号采集处理单元，80301、振动传感器，80302、振动信号采集单元，80303、振动数据分析单元，9、视频监控系统。
具体实施方式：
36.下面结合附图，对本实用新型做详细描述。
37.如附图1所示，一种基于多智体的电机运行控制装置，包括驱动控制系统3、励磁系统4、配电系统5、润滑油和高压油顶系统6、冷却水循环系统、运行监测系统、视频监控系统9和集控系统，驱动控制系统3与集控系统电连接，励磁系统4与集控系统电连接，配电系统5与集控系统电连接，润滑油和高压油顶系统6与集控系统电连接，冷却水循环系统与集控系统电连接，运行监测系统与集控系统电连接，视频监控系统9与集控系统电连接。
38.上述方案中，通过驱动控制系统3、励磁系统4、配电系统5、润滑油和高压油顶系统6、冷却水循环系统、运行监测系统、视频监控系统9和集控系统不仅实现单台电机的智能控制，而且可以实现机组的集群控制，实现工业领域高度智能化、自动化、无人化运行。
39.如附图1所示，驱动控制系统3为高低压变频驱动器或变流控制装器。
40.驱动控制系统3采用高低压变频驱动器或变流控制装器是为了分别适应机组是发电机组或电动机组时的情况，电动机组采用高低压变频驱动器，调节控制电动机组输出转矩及转速等；发电机组采用变流控制器，调节控制发电机组输出电能的并网运行和脱网。
41.如附图1所示，配电系统5包括高压配电单元501、低压配电单元502以及冗余供电单元503。
42.高压配电单元501与低压配电单元502的作用是分别给各个模块供电，冗余供电单元503的作用是给整个装置中以及高安全级别、高风险、重要装置或部件供电。
43.如附图1所示，润滑油和高压油顶系统6包括稀油站、低压油泵及高压油泵；低压油泵通过管路构成润滑分系统601，润滑分系统601与稀油站相连，高压油泵通过管路构成高压油顶分系统602，高压油顶分系统602通过低压油泵与稀油站相连。
44.低压油泵组702成的润滑分系统601是给传动部件润滑，高压油顶分系统602是给传动部件间形成静压油膜，顶起电机机组传动轴。低压油泵回路和高压油泵回路保障电机机组正常运行、起动和停止。发生故障报警时，分布在本地独立控制站点控制备用高低压油泵的快速切换投入工作。具体高压油泵与低压油泵都是直接或间接与集控系统电连接，收集控系统调控的。
45.如附图1所示，冷却水循环系统包括泵组702、水源以及流量调节分系统701，泵组702与水源相连接，流量调节分系统701与泵组702电连接，流量调节分系统701用于调控泵组702的工作状态。
46.水源可以是冷却水塔或工业冷水机，的冷却水塔或工业冷水机组应根据电机机组冷却循环水流量需求及环境场地要求选型设计；泵组702的数量应根据电机机组冷却循环水流量需求设计至少采用一用一备；的流量调节系统根据的运行监测系统反馈的电机机组
绕组、铁芯等温度，以及进/出冷却水阀口温差等参数，自动调节水泵泵组702工作模式、水泵机组流量阀、电机机组进/出冷却水阀，确保电机温升安全的前提下尽可能的节能、环保，实现冷却循环水流量的智能控制。具体流量调节分系统701与集控系统电连接，泵组702与流量调节分系统701电连接。
47.如附图1所示，运行监测系统包括振动监测分系统、温度监测分系统以及扭矩和转速监测分系统；振动监测分系统、温度监测分系统以及扭矩和转速监测分系统均与集控系统电连接。
48.振动监测分系统用于监测机组运行时的振动信息，温度监测分系统用于监测机组运行时的温度信息，扭矩和转速监测分系统用于监测机组运行时的转速及转矩信息。
49.如附图1所示，振动监测分系统包括振动传感器80301、振动信号采集单元以及振动数据分析单元80303，振动传感器80301与振动信号采集单元80302电连接，振动信号采集单元与振动数据分析单元80303电连接，振动数据分析单元80303与集控系统电连接。
50.振动传感器80301安装在机组前后轴承位置，振动传感器80301测得的数据传递给振动信号采集单元80302，振动数据分析单元80303在分析这些信号后再传递给集控系统。
51.如附图1所示，温度检测分系统包括温度传感器80201以及温度信号采集处理单元80202，温度传感器80201与温度信号采集处理单元80202电连接，温度信号采集处理单元80202与集控系统电连接。
52.温度传感器80201安装在机组的绕组端和轴承端以及其他关键部件位置。
53.转矩和转速监测分系统包括安装在电机机组传动轴端的扭矩和转速传感器80101以及扭矩和转速信号采集处理单元80102；的电机机组运行监测系统监测的振动信号、温度信号和转矩/转速信号按照危险等级触发信号的控制分站接入在整个系统各级安全运行控制链中。
54.的视频监控系统9，是根据整个系统按照高风险、关键重要部件、无人值守、远程查看等需求设计的视频监控装置，将采集到的视频监控信息(人、动物、危险状况)按照安全等级接入整个系统的各级安全运行控制链中。
55.如附图1所示，集控系统包括集控总站1，集控总站1与驱动控制系统3、励磁系统4、配电系统5、润滑油和高压油顶系统6、冷却水循环系统、运行监测系统及视频监控系统9电连接。
56.集控总站1具有最高级别的控制权限，以及在整个系统各级安全运行控制链中最优先的安全控制权限；同时，的集控总站1内设置有数据库，集控系统利用强大的数据库功能，将整个电机运行系统关键及重要零部件、风险等级高的零部件、以及历次发生故障的零部件信息汇入大数据库，发挥大数据大平台的优势，及时预警、维修更换，确保整个电机运行系统安全可靠运行。在集控总站1的基础上还可以进一步增设分控站2，分控站2单独控制单台电机，单台电机上的驱动控制系统3、励磁系统4、配电系统5、润滑油和高压油顶系统6、冷却水循环系统、运行监测系统及视频监控系统9均可连一个分控站2，分控站2单独对单台电机进行控制，集控总站1再通过分控站2对所有电机进行控制。
57.上述方案中，将驱动控制系统3和配套的励磁系统4、配电系统5、润滑油和高压油顶系统6、冷却水循环系统、运行监测系统的各独立分控站2和集控总站1按照权限等级控制优先级实现整个系统高度智能化、自动化、无人化运行。
58.上述方案中，将整个机组运行系统关键及重要零部件按照对应的安全等级、风险等级接入在整个集控系统安全链中，根据安全控制策略，自动触发对应的安全保护机制，可以实现提前预警、在线运维，提供整个系统运行的安全性、稳定性和可靠性。
59.上述方案中，利用集控系统强大的数据库信息，对整个电机运行系统关键及重要零部件、以及风险等级高的零部件及时预警、维修更换，确保整个电机运行系统安全可靠运行。
60.本实施方式还提供一种基于上述控制装置的控制方法。
61.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此即限制本实用新型的专利保护范围，凡是运用本实用新型说明书所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围内。