CN102215421A - 防爆高温工业电视的监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防爆高温工业电视的监测方法，该监测方法的具体步骤为：首先，在防爆高温工业电视上确定监测点，并将数据采样单元设置于防爆高温工业电视相应的监测点进行数据信号的采集，产生采集信号；接着，将采集信号传送至控制单元，由控制单元对采集信号的数据进行处理分析和故障诊断，产生监测状态信号；然后将监测状态信号传送至显示单元，由显示单元显示监测点的实时状态。通过本监测方法可以实时对防爆高温工业电视的状态进行监控以及故障点进行诊断，由维护人员快速、准确地查明故障原因并按照故障处理的流程进行维修，避免了误判并大幅提高维修效率，缩短维修时间。
Description
技术领域
本发明涉及防爆高温工业电视的状态监测与故障诊断技术，更具体地说是涉及一种防爆高温工业电视的监测方法。
背景技术
在钢铁冷轧工艺中，高氢罩式炉中广泛利用氢气作为保护气体，通过合理的设备结构及先进的自动控制手段，以达到高效、高质、安全、低成本的带钢热处理。由于高氢罩式炉采用氢气作为保护气体，而氢气是一种易燃易爆气体，因此使用了一种特殊的工业电视，即防爆高温工业电视。通过把防爆高温工业电视的摄像头深入到炉膛内部获取炉内图像，生产人员就可以实时地监控炉内工件的表面质量和热处理过程，防止出现碰撞、跑偏、断带等问题，在保证生产安全、提高工作效率、减少能源消耗等方面起着不可或缺的作用。为了防止出现爆炸，防爆高温工业电视采取了一系列特殊的保护措施如氮气隔离、气压监测等，因此整个系统的电路设计、冷却结构和保护方式非常复杂，经常会出现同一故障现象而故障原因各不相同的情况。一旦出现故障，设备维护人员往往很难及时准确地找到故障原因并予以排除，从而影响生产人员实时监控需要，所以亟需一种防爆高温工业电视的状态监测和故障诊断技术。
发明内容
针对现有技术中存在的不能实时准确地监测、诊断防爆高温工业电视的状态与故障点的问题，本发明的目的是提供一种防爆高温工业电视的监测方法，可以实时对防爆高温工业电视的状态进行监控以及故障点进行诊断。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种防爆高温工业电视的监测方法，该监测方法的具体步骤为：
A.在防爆高温工业电视上确定监测点；
B.将数据采样单元设置于监测点进行数据信号的采集，产生采集信号；
C.将采集信号传送至控制单元，由控制单元对采集信号的数据进行处理分析和故障诊断，产生监测状态信号；
D.将监测状态信号传送至显示单元，由显示单元显示监测点的实时状态。
所述步骤A的监测点包括至少四类，其中：
第一类是采集220V交流电压信号；
第二类是采集12V交流电压信号；
第三类是采集12V直流电压信号和16V直流电压信号；
第四类是采集开关量信号。
步骤B中对于第一类监测点的具体步骤为：
B1.将监测点采集的信号通过排线传送至数据采样单元中进行过压过流保护；
B2.将过压过流保护后的信号进行整流隔离取样；
B3.将整流隔离取样后的信号送入转换开关，转换开关在控制单元的控制下把模拟信号进行A/D转换并产生采集信号。
步骤B中对于第二类监测点的具体步骤为：
B1.将监测点采集的信号通过排线传送至数据采样单元中进行过压过流保护；
B2.将过压过流保护后的信号进行线性整流；
B3.将线性整流后的信号送入转换开关，转换开关在控制单元的控制下把模拟信号进行A/D转换并产生采集信号。
步骤B中对于第三类监测点的具体步骤为：
B1.将监测点采集的信号通过排线传送至数据采样单元中进行过压过流保护；
B2.将过压过流保护后的信号进行隔离取样；
B3.将隔离取样后的信号送入进行A/D转换并产生采集信号。
步骤B中对于第四类监测点的具体步骤为：
B1.将监测点采集的开关量信号通过排线传送至数据采样单元中进行隔离取样；
B2.将隔离取样后的信号传送至比较电路并产生采集信号。
与现有技术相比，本发明是一种防爆高温工业电视的监测方法，该监测方法的具体步骤为：首先，在防爆高温工业电视上确定监测点，并将数据采样单元设置于防爆高温工业电视相应的监测点进行数据信号的采集，产生采集信号；接着，将采集信号传送至控制单元，由控制单元对采集信号的数据进行处理分析和故障诊断，产生监测状态信号；然后将监测状态信号传送至显示单元，由显示单元显示监测点的实时状态。通过本监测方法可以实时对防爆高温工业电视的状态进行监控以及故障点进行诊断，由维护人员快速、准确地查明故障原因并按照故障处理的流程进行维修，避免了误判并大幅提高维修效率，缩短维修时间。
附图说明
图1是本发明的防爆高温工业电视的监测方法的流程示意简图；
图2是本发明的防爆高温工业电视的监测方法的工作原理示意图；
图3是本发明的防爆高温工业电视的监测方法的实施例的工作流程示意图；
图4是图2中用于第一类监测点的数据采样单元的电路图；
图5是图2中用于第二类监测点的数据采样单元的电路图；
图6是图2中用于第四类监测点的数据采样单元的电路图；
图7是图2中用于第三类监测点的数据采样单元的电路图；
图8是图2中的A/D转换单元、控制单元以及显示单元的电路图。
具体实施方式
首先对防爆高温工业电视做一个大体的介绍，防爆高温工业电视可以分为摄像控制部分和冷却保护部分，其中，摄像控制部分包含摄像机、摄像机防护罩、控制箱、变压器(用于把交流220V转换为直流16V和12V)、电源控制板、转换继电器、气压传感控制器、继电器K1(负责启动摄像机)、继电器K2(负责启动照明)、继电器K3(负责启动气压传感控制器)等；冷却保护部分包含1#水流开关继电器、2#水流开关继电器、气体控制开关、冷却水供应回路、保护气体供应回路等，然后按照故障诊断方法逐一设定相应监测点。
监测点共十七路，分别是：转换继电器启动输入端331、继电器K3控制输入端371、气压传感控制器的启动输入端342、气压传感控制器的水压控制输入端341、继电器K1的控制输入端351、继电器K1的用于启动摄像机的控制输出端353、继电器K1的用于启动温控开关的控制输出端352、转换继电器的水流控制输入端332、转换继电器的气压控制输入端333、转换继电器的用于启动K2继电器的控制输出端334、气压传感控制器的控制输出端343、气压传感控制器的用于启动K1继电器的控制输出端344、继电器K2的控制输入端361、变压器的第一16VDC输出端311、变压器的第二16VDC输出端312、电源控制板的第一12VAC电压输出端321、电源控制板的第12VAC电压输出端322，以上编号参见图4、图5和图6所示。
根据信号特性的不同把监测点分为四个类型，第一类是三路220V交流电压信号；第二类是两路12V交流电压信号；第三类是两路16V直流电压信号和四路12V直流电压信号；第四类是六路开关量信号。
第一类有：转换继电器启动输入端331、气压传感控制器的启动输入端342、气压传感控制器的用于启动K1继电器的控制输出端344；
第二类有：电源控制板的第一12VAC电压输出端321、电源控制板的第12VAC电压输出端322；
第三类有：继电器K1控制输入端351、继电器K3控制输入端371、继电器K1的用于启动摄像机的控制输出端353、继电器K2控制输入端361、变压器的第一16VDC输出端311、变压器的第二16VDC输出端312；
第四类有：转换继电器水流控制输入端332、气压传感控制器水压控制输入端341、继电器K1的用于启动温控开关的控制输出端352、转换继电器气压控制输入端333、转换继电器的用于启动K2继电器的控制输出端334、气压传感控制器控制输出端343。
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
请参阅图1、图2所示的防爆高温工业电视的监测方法，该监测方法的具体步骤为：
A.在防爆高温工业电视上确定监测点；
B.将数据采样单元设置于监测点进行数据信号的采集，产生采集信号；
C.将采集信号传送至控制单元，由控制单元对采集信号的数据进行处理分析和故障诊断，产生监测状态信号；
D.将监测状态信号传送至显示单元，由显示单元显示监测点的实时状态。
图3示出了本发明的实施例的工作流程示意图，通过排线把数据采样单元21与对应的防爆高温工业电视监测点逐一连接，然后闭合监测装置的电源开关，按下测试按钮212，控制单元22中的微处理器进行初始化，然后按顺序读入来自数据采样单元21的监测点信号，对这些信号和预存在控制单元22的设定值进行比较、分析，一旦发现防爆高温工业电视存在故障，就立刻调出对应的故障诊断方法并发送到显示单元23进行显示，设备维护人员即可根据显示的故障诊断方法快速而准确地查明故障原因并处理故障。故障被排除后再次按下测试按钮212，继续读入监测点信号并进行分析处理。
针对第一类监测点信号通过排线传送到数据采样单元21的过压过流保护电路111，然后进行整流隔离取样112，取样后送入转换开关113，转换开关113在控制单元22的控制下把模拟信号送入A/D转换单元211，再将经过A/D转换后产生的采集信号送入控制单元22。
针对第二类监测点信号通过排线传送到数据采样单元21的过压过流保护121，再进行线性整流122，整流后信号送入转换开关123，转换开关123在控制单元22的控制下把模拟信号送入A/D转换单元211，再将经过A/D转换后产生的采集信号送入控制单元22。
针对第三类监测点信号通过排线传送到数据采样单元21的过压过流保护131，再进行隔离取样132，隔离取样后送入A/D转换单元211，将经过A/D转换后产生的采集信号送入控制单元22。
针对第四类监测点信号为开关量信号，通过排线送入数据采样单元21的隔离取样141，隔离取样后送入比较电路142，将比较后产生的采集信号送入控制单元22。
控制单元22在软件控制下完成数据分析和故障诊断工作。
显示单元23用于接收来自控制单元22的信息，随后在液晶显示屏上显示故障处理方法。
以下是对上述内容中相关术语的解释：
过压过流保护：防止外部高压进入，保护相应监测装置安全使用。
隔离取样：隔离现场与相应监测装置的地线，保护相应监测装置安全使用，隔离现场干扰信号进入相应监测装置。
整流隔离取样：将外部采样信号变换成CPU可识别信号；隔离现场与相应监测装置的地线，保护其安全使用，隔离现场干扰信号进入相应监测装置。
线性整流：放大信号强度，将外部采样信号变换成CPU可识别信号。
比较电路：将外部采样模拟信号变换成CPU可识别的开关量信号。
转换开关：切换进入A/D转换电路的模拟信号。
A/D转换单元：模拟量信号转换成CPU识别的数字信号。
控制单元：控制相应监测装置的运行方式、时序、处理数据及传送数据。
显示单元：显示故障诊断方法。
测试按钮：启动装置检测程序(见图2中的测试按钮212)。
具体监测点及对应故障诊断方法请见表1
表1
| 序号 | 监测点 | 设定值 | 故障诊断结果 |
| 1 | 转换继电器的水流控制输入端332 | 短路 | 检查220VAC输入电压 |
| 2 | 气压传感控制器的水压控制输入端341 | 短路 | 检查变压器的12VDC输出电压 |
| 3 | 继电器K1的用于启动温控开关控制输出端352 | 开路 | 更换电源控制板 |
| 4 | 转换继电器的气压控制输入端333 | 短路 | 更换K3继电器 |
| 5 | 转换继电器的控制输出端334 | 短路 | 更换1#水流开关继电器或检查冷却水供应回路 |
| 6 | 气压传感控制器的控制输出端343 | 短路 | 更换2#水流开关继电器或检查冷却水供应回路 |
| 7 | 转换继电器启动输入端331 | 220VAC | 更换气压传感控制器 |
| 8 | 继电器K1控制输入端351 | 12VDC | 更换K1继电器 |
| 9 | 继电器K3控制输入端371 | 12VDC | 检查温控开关 |
| 10 | 气压传感控制器的启动输入端342 | 220VAC | 检查气体控制开关或检查气体供应回路 |
| 11 | 气压传感控制器的用于启动K1继电器控制输出端344 | 220VAC | 更换转换继电器 |
| 12 | 继电器K1的用于启动摄像机控制输出端353 | 12VDC | 更换气压传感控制器 |
| 13 | 继电器K2的控制输入端361 | 12VDC | 更换气压传感控制器 |
| 14 | 变压器的第二16VDC输出端312 | 16VDC | 检查变压器的第一16VDC输出电压 |
| 15 | 变压器的第一16VDC输出端311 | 16VDC | 更换K2继电器 |
| 16 | 电源控制板的第一12VAC电压输出端321 | 12VAC | 更换电源控制板 |
| 17 | 电源控制板的第二12VAC电压输出端322 | 12VAC | 更换电源控制板 |
再请参见图4、图5、图6以及图7所示防爆高温工业电视监测方法的电路图。
第一类监测点中的转换继电器启动输入端331、气压传感控制器的启动输入端342、气压传感控制器的用于启动K1继电器控制输出端344的两端电压分别送入由电阻(R1-R12)、二极管(D1-D3)、双向二极管(DX1-DX3)、电容(C1-C3)组成的过压过流保护电路111，再进入由光电耦合器CNY17、电阻(R13-R15)和双向压敏二极管(DY1-DY3)组成的整流隔离取样112，通过4066转换开关113送入A/D转换单元211的AD00输入端，4066转换开关113的控制脚分别接到控制单元22的微处理器的P2.4、P2.5、P2.6上。
第二类监测点中的电源控制板第一12VAC电压输出端321、电源控制板的第二12VAC电压输出端322的两端电压输入由电阻(R19-R22)和双向二极管(DX4-DX5)组成的过压过流保护电路121，随后进入由两块LM358构成的线形整流电路122，整流后的信号送入4066转换开关123，再进入A/D转换单元211的AD01输入脚，4066转换开关123的控制脚分别接到控制单元22的微处理器的P1.7和P2.7脚。
第三类监测点中的继电器K1控制输入端351、继电器K3控制输入端371、继电器K1的用于启动摄像机控制输出端353、继电器K2的控制输入端361、变压器的第一16VDC输出端311、变压器的第16VDC输出端312的两端电压先通过由二极管(D8-D13)、电阻(R33-R44)和电容(C8-C13)组成的过压过流保护电路131，再进入光电耦合器CNY17组成的隔离取样电路132，取样后的信号分别连接到A/D转换单元211的AD02、AD03、AD04、AD05、AD06、AD07输入脚。
第四类监测点中的转换继电器的水流控制输入端332、气压传感控制器的水压控制输入端341、继电器K1的用于启动温控开关控制输出端352、转换继电器的气压控制输入端333、转换继电器的用于启动K2继电器控制输出端334、气压传感控制器的控制输出端343输出的开关量先送入由电阻(R51-R74)、光电耦合器CNY17组成的隔离取样电路141，随后进入由LM358组成的比较电路142，再通过总线进入控制单元22的微处理器的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5脚。
按下测试按钮212后，控制单元22的微处理器的P3.4脚得到一个低电平，微处理器执行程序，按照程序设置的顺序读入各个监测点的数据信号，与预存的设定值进行比较，一旦发现存在差异，立刻读出相应的故障诊断方法，通过P3.0、P3.1、P3.2脚输出到显示单元23显示出来。
显示单元23是一个带国际中文字库的图形点阵液晶显示模块LCM12832ZK，接受来自控制单元22传来的信号并以两行文字、每行八个文字的形式显示出来。
控制单元22主要由微处理器AT89C51构成，用于输入、处理和输出各类信号。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明的目的，而并非用作对本发明的限定，只要在本发明的实质范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求的范围内。
Claims (6)
1.一种防爆高温工业电视的监测方法，其特征在于，
该监测方法的具体步骤为：
A.在防爆高温工业电视上确定监测点；
B.将数据采样单元设置于监测点进行数据信号的采集，产生采集信号；
C.将采集信号传送至控制单元，由控制单元对采集信号的数据进行处理分析和故障诊断，产生监测状态信号；
D.将监测状态信号传送至显示单元，由显示单元显示监测点的实时状态。
2.如权利要求1所述的监测方法，其特征在于，
所述步骤A的监测点包括至少四类，其中：
第一类是采集220V交流电压信号；
第二类是采集12V交流电压信号；
第三类是采集12V直流电压信号和16V直流电压信号；
第四类是采集开关量信号。
3.如权利要求2所述的监测方法，其特征在于，
步骤B中对于第一类监测点的具体步骤为：
B1.将监测点采集的信号通过排线传送至数据采样单元中进行过压过流保护；
B2.将过压过流保护后的信号进行整流隔离取样；
B3.将整流隔离取样后的信号送入转换开关，转换开关在控制单元的控制下把模拟信号进行A/D转换并产生采集信号。
4.如权利要求2所述的监测方法，其特征在于，
步骤B中对于第二类监测点的具体步骤为：
B1.将监测点采集的信号通过排线传送至数据采样单元中进行过压过流保护；
B2.将过压过流保护后的信号进行线性整流；
B3.将线性整流后的信号送入转换开关，转换开关在控制单元的控制下把模拟信号进行A/D转换并产生采集信号。
5.如权利要求2所述的监测方法，其特征在于，
步骤B中对于第三类监测点的具体步骤为：
B1.将监测点采集的信号通过排线传送至数据采样单元中进行过压过流保护；
B2.将过压过流保护后的信号进行隔离取样；
B3.将隔离取样后的信号送入进行A/D转换并产生采集信号。
6.如权利要求2所述的监测方法，其特征在于，
步骤B中对于第四类监测点的具体步骤为：
B1.将监测点采集的开关量信号通过排线传送至数据采样单元中进行隔离取样；
B2.将隔离取样后的信号传送至比较电路并产生采集信号。
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