[0001] 本发明涉及机械设备技术领域，具体而言，涉及一种机械设备润滑系统的异常故障智能预警和故障排除系统。

[0002] 润滑油是机械设备的“血液”，对于机械设备而言，良好的润滑是保证机械设备正常运转的前提条件。润滑系统则是为机械设备的摩擦副供应润滑油的系统，其主要包括:摩擦副、油箱、油管、油泵、过滤器、呼吸器等部件。一旦机械设备润滑系统出现异常，就会造成摩擦副的异常摩擦和磨损，从而降低设备的运行可靠性。

[0003] 现有的技术虽然可以解决或者预警润滑系统中的一些异常故障，却存在很多缺点和局限性。其无法全面地对润滑系统进行智能监测、故障预警、故障排除，进而降低润滑系统的使用性能和增加维护成本。

[0027] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0028] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0029] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0030] 在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0031] 此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0032] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

[0033] 请参考图1，本实施例提供了一种机械设备润滑系统的异常故障智能预警和故障排除系统，其包括：监测装置模块110、控制系统模块120和远程终端模块130。监测装置模块110包括水分预警及排水装置111、乳化预警及排水装置112、磨损颗粒预警及吸附排除装置
113、泡沫预警及调节装置114、过滤器压差预警及泄压装置115和呼吸器失效预警及更换装置116。控制系统模块120与监测装置模块110通信连接，被配置为用于对监测装置模块110进行控制。远程终端模块130通信连接于控制系统模块120，被配置为用于接收来自控制系统模块120的预警信号和/或建议措施。

[0034] 需要说明的是，其他实施例中，监测装置模块110也可以含有水分预警及排水装置111、乳化预警及排水装置112、磨损颗粒预警及吸附排除装置113、泡沫预警及调节装置
114、过滤器压差预警及泄压装置115和呼吸器失效预警及更换装置116中的几种，或者还可以含有其他智能监测装置。

[0035] 具体地，水分预警及排水装置111和乳化预警及排水装置112均安装于润滑系统的油箱底部。如果润滑系统中水分过高，会极大的降低润滑油的润滑性能。由于水的密度比润滑油大，且润滑油一般具有油水分离能力，当润滑系统中侵入水分时，水分一般都会沉积在油箱底部。当装置检测到油箱底部水分过高时，会产生和发送预警信号；装置在收到控制系统模块120的指令后，可自动进行排水操作。

[0036] 例如，参见附图2，水分预警及排水装置111包括第一容器101、第一电磁阀102、第一水分传感器103，第一容器101与油箱底部连通。连通方式可以通过螺纹连接，且第一容器101的底部设置有排水口，排水口设置有第一电磁阀102，第一水分传感器103设置于第一容器101内的上方，第一水分传感器103和第一电磁阀102均与控制系统模块通信120连接。其中，第一容器101一般由双层透明材料制成，其容积相对油箱而言很小，具体的容积由润滑系统所使用的油品类型和所处的工作环境而定，其主要功能是为了储存油箱中沉积的游离水。当第一水分传感器103检测到第一容器101内部满水时可控制出口处进行排水，排水的时间由第一容器101容积和出口处的流速进行设定。

[0037] 如果润滑系统中水分将油品乳化，也会极大的降低润滑油的润滑性能。当润滑系统中侵入水分，且润滑油因本身特性或抗乳化剂被消耗等原因，油和水相互不能分离或不能完全分离，此时油箱底部会出现游离水层、油水乳化层、润滑油层这三种分层现象。当装置检测到油箱底部有油水乳化层时，产生和发送预警信号，预警信号中包含油水乳化层的含量。控制系统模块120根据乳化层含量的多少，向装置发送不同的指令。当油水乳化层含量较少时，可在排除完游离水之后，直接将油水乳化层排除出去；当油水乳化层含量较多时，控制系统模块120向显示终端发送具体的处理措施，例如添加抗乳化剂等。当然，油箱上也可以设置有与控制系统模块120通信连接的抗乳化剂添加装置，即油箱可以连通抗乳化剂添加管道，通过阀门来控制管道的开闭，进而通过控制系统模块控制抗乳化剂的自动添加。

[0038] 例如，参见附图3，乳化预警及排水装置112包括第二容器104、第二电磁阀105、第二水分传感器106、颜色传感器107，第二容器104与油箱底部连通，且第二容器104的底部设置有排水口，排水口设置有第二电磁阀105，第二水分传感器106设置于第二容器104内的上方，颜色传感器107设置于所述第二容器外部的上方，第二水分传感器106、颜色传感器107和第二电磁阀105均与控制系统模块通信连接。其中，第二容器一般由双层透明材料制成，其容积相对油箱而言很小，具体的容积由润滑系统所使用的油品类型和所处的工作环境而定，其主要功能是为了储存油箱中沉积的乳化水(当游离水和乳化水同时存在时，游离水因密度更大会沉积在乳化水的下方)。第二水分传感器106设计于第二容器104内部的上方，当第二水分传感器106检测到容器内部满水时可控制出口处进行排水，排水的时间由容器容积和出口处的流速进行设定。颜色传感器107设计于第二容器104外部的上方，其主要是通过检测容器中液体的颜色，并结合第二水分传感器106共同来判断是否存在乳化水。

[0039] 磨损颗粒预警及吸附排除装置113安装于润滑系统的油箱底部；磨损颗粒预警及吸附排除装置113包括磨损颗粒检测装置和吸附排除装置，磨损颗粒检测装置设置于油箱内的底部，吸附排除装置与油箱底部连通，磨损颗粒检测装置和吸附排除装置均与控制系统模块通120信连接。如果磨损颗粒通过润滑系统的循环管路重新回到摩擦副中，会进一步加剧机械设备摩擦副的磨损。由于润滑系统的摩擦副在运行过程中因润滑不良，不可避免的会产生不同材质类型的磨损金属颗粒，其中绝大多数均为钢质磨损颗粒，通过回油管回到油箱并沉积在油箱底部。钢质磨损颗粒因具有铁磁性质，会被吸附在油箱底部的装置上。当装置检测到油箱底部的钢质磨损颗粒较多时，会产生和发送预警信号；装置在收到控制系统模块120的指令后，可自动进行磨损颗粒排除操作。

[0040] 例如，参见附图4，磨损颗粒预警及吸附排除装置包括第三容器108、第三电磁阀109和电磁铁传感器117，第三容器108与油箱底部连通，且第三容器108的底部设置有排污口，排污口设置有第三电磁阀109，电磁铁传感器设置于第三容器108和油箱的连通处，并部分伸入油箱内，且电磁铁传感器117能检测磁性磨损颗粒的含量，电磁铁传感器117和第三电磁阀109均与控制系统模块通信连接。当传感器吸附到磨损金属颗粒时，可检测磁性磨损颗粒的具体含量，并在吸附量饱和时控制电磁铁传感器断电，使吸附的磨损颗粒脱落至容器内。磨损颗粒脱落沉积后，可控制出口处的电磁阀进行磨损颗粒排除。磁性颗粒脱落至电磁阀打开的等待时间，由润滑油的黏度等级和设备的类型而定。电磁阀的打开排除时间由容器容积和出口处的流速进行设定。

[0041] 泡沫预警及调节装置114安装于油箱油位的上方；泡沫预警及调节装置包括泡沫检测装置和抗泡剂添加装置，泡沫检测装置设置于油箱内的油位上方，抗泡剂添加装置与油箱上部连接，泡沫检测装置和抗泡剂添加装置均与控制系统模块通信连接。如果泡沫在润滑油箱中无法消去，也会极大的降低润滑油的润滑性能。润滑系统中的润滑油在流动和撞击时不可避免的会产生泡沫，一般情况下会在一定时间内消去。如果泡沫产生过多或长时间无法消去时，会浮在油箱油液面的上方。当泡沫检测装置检测到油箱中泡沫含量较高时，产生和发送预警信号；抗泡剂添加装置在收到控制系统的指令后，可自动进行抗泡剂的添加操作。

[0042] 过滤器压差预警及泄压装置115安装于润滑系统进油管路的过滤器两侧；过滤器压差预警及泄压装置包括用于检测进油管路的过滤器两侧压差的压差检测装置以及连接于进油管路的泄压装置，压差检测装置和泄压装置均与控制系统模块120通信连接。如果过滤器的压差过大，将造成润滑系统循环管路中润滑油的流量不够，从而影响机械设备摩擦副的润滑。由于机械设备在运行过程中不可避免的会产生油泥和损颗粒，侵入粉尘等固体污染颗粒物质，容易使过滤器的纳污能力满载而造成过滤器压差过大。当装置检测到过滤器两侧压差过大时，会产生和发送预警信号；控制系统模块120向显示终端发送具体的处理措施；如果压差非常大，且供油量严重不足影响机械设备摩擦副的正常润滑时，控制系统模块120将发送指令，装置可自动进行泄压操作。例如，可以在过滤器两侧安装压差表，并设置压差计算模块，通过计算压差并对压差进行判断，超过预设阈值后将预警信号发送控制系统模块120，控制系统模块120可以进一步将措施发送给远程终端模块130，并且控制系统模块120可控制安装于进油管路上的泄压阀进行泄压，并及时对过滤器的滤芯进行更换等。

[0043] 呼吸器失效预警及更换装置116安装于油箱外面的呼吸器或呼吸口上；呼吸器失效预警及更换装置116包括呼吸器失效检测装置和干燥剂更换装置，呼吸器失效检测装置和干燥剂更换装置均与控制系统模块120通信连接。如果呼吸器失效，会造成空气中的水分和粉尘颗粒侵入到润滑系统中，也会极大的降低润滑油的润滑性能，并进一步加剧机械设备摩擦副的磨损。当呼吸器失效检测装置检测到呼吸器失效时，产生和发送预警信号；干燥剂更换装置在收到控制系统模块120的指令后，可自动进行呼吸器内干燥剂颗粒的更换操作。例如，呼吸器失效检测装置可以为颜色传感器，当颜色传感器检测到容器内部的在用干燥剂颗粒失效时，可先控制出口处的电磁阀打开，将干燥剂颗粒排出；一段时间后关闭出口处的电磁阀，再控制入口处的电磁阀打开让新干燥剂颗粒流入，以实现呼吸器失效预警和自动更换的功能。

[0044] 本实施例中，监测装置模块被配置成能够发送润滑系统状态信号库中的信号至控制系统模块。其监测装置模块发送的润滑系统状态信号库如表1所示：

[0045] 表1：监测装置模块发送的润滑系统状态信号库

[0046]

[0047] 进一步地，再次参见附图1，本实施例中，控制系统模块120包括专家系统121和物联网服务器122，专家系统121用于处理来自监测装置模块110的润滑系统异常状态监测信号并形成预警信号发送给远程终端模块130。其中，专家系统121为一套软件系统，集成有相关的专家知识，被写入到物联网服务器122中，可进行后续的故障诊断和故障排除。物联网服务器122与监测装置模块110中的各个装置连接，同时也与远程终端模块130中的各个显示终端连接。

[0048] 控制系统模块120接收到来自监测装置模块110的润滑系统异常状态监测信号之后，专家系统121会对状态信号进行处理，然后对监测装置模块110发送控制指令。专家系统121中的控制指令库如表2所示。监测装置模块在收到控制系统的指令之后，会进行相应的故障排除处理，并将处理结果的状态信号重新发送回控制系统模块120。

[0049] 表2：专家系统中的控制指令库

[0050] 指令名称 控制对象油箱排水的指令 水分预警及排水装置
油箱排除油水乳化层的指令 乳化预警及排水装置
排除铁磁性颗粒的指令 磨损颗粒预警及排除装置
投放抗泡剂的指令 泡沫预警及调节装置
打开旁路泄压的指令 过滤器压差预警及泄压装置
呼吸器干燥剂更换的指令 呼吸器失效预警及更换装置

[0051] 进一步地，控制系统模块120接收到来自监测装置模块110的润滑系统异常状态监测信号和处理结果状态信号之后，专家系统121同时也会进行处理，并形成预警信号发送给远程终端模块130，以声音报警和屏幕显示的方式来提醒给后台监控中心的设备运维人员。专家系统121中的预警和状态信号库如表3所示。

[0052] 表3：专家系统中的预警信号库

[0053]

[0054]

[0055] 此外，控制系统模块120接收到来自监测装置模块110的润滑系统异常状态监测信号之后，也会通过专家系统121进行故障原因分析，并形成故障的排除建议措施，以诊断信号发送给远程终端模块130，并以屏幕显示的方式来提醒给后台监控中心的设备运维人员。专家系统121中的故障原因分析及排除建议措施语句库如表4所示。后台监控中心的设备运维人员，在看到润滑系统的故障诊断及排除建议后，第一可以对润滑系统的故障有更加全面的了解，第二可以知道润滑系统故障产生的原因，第三可以按照诊断建议措施进行相关的故障排查和人工处理。

[0056] 表4：专家系统中的诊断建议语句库

[0057]

[0058]

[0059] 进一步地，本实施例中，远程终端模块包括但不限于手机131、平板电脑132、监控室屏幕133等一个或多个电脑终端。远程终端模块130也可以包含其他能连接互联网，并具有显示和报警功能的远程电脑终端。该模块在收到服务器的润滑系统异常故障的预警信号时，将发出带有声音的故障预警提醒，并将具体情况在远程终端的屏幕上显示给设备运维工程师看。情况严重时，设备运维工程师可以快速锁定具体设备，并前往现场巡检处理。

[0060] 需要说明的是，本发明实施例中，控制系统模块120和远程终端模块的数据处理，信号传输，指令传输等程序性功能的实现均通过现有的控制器实现，其可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图，该通用处理器可以是微处理器，也可以是其他任何常规的处理器等。

[0061] 综上所述，本发明实施例能够同时智能预警和排除某个或多个故障，并且能够同时将各项异常故障在远程终端上进行实时预警，并将处理结果、故障原因、建议措施在远程终端的屏幕上显示，极大程度上提高了现有的润滑系统的故障排除的智能化程度，提高了润滑系统运行的稳定性，进而降低了润滑系统的维护成本。

[0062] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。