CN105278416A - 一种静电除尘设施监控终端 - Google Patents

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张文艺
陈萍
沈红池
邓文
周新程
陈晶
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Abstract

本发明公开了一种静电除尘设施监控终端，主要针对政府环保及相关监管部门监控中小企业静电除尘设施是否正常开机运行这一难题，将具有电信号采集与无线传输功能的智能终端并联接入静电除尘设施的控制系统，定时采集控制系统开关量信号和用电设备电磁感应信号，判定设备的运行工况。通过GPRS无线通讯模块，将智能终端采集并处理的静电除尘设施运行工况数据，以手机短消息的形式发送至政府及相关监管部门的接收终端，从而实现对静电除尘设施的远程监管。该终端成本低、适应性强、对接收设备要求低，使用者只要处于GPRS信号范围内，即可接收到智能终端发出的信息，不受时空限制。

Description

一种静电除尘设施监控终端
一、技术领域
本发明属于废气处理技术领域，具体涉及一种静电除尘设施监控终端。
二、背景技术
我国的经济建设高速发展，人民的生活水平不断提高的同时，社会对环境保护的要求也越来越高，固定污染源中颗粒物(粉尘)的控制也成为环境保护的一大热点，布袋除尘法由于其投资少、工艺简单等优点成为应用较为广泛的除尘方法。其主要工艺流程为：利用风机产生负压，将含有灰尘的烟尘吸入除尘器，通过布袋，粉尘被阻留，净化后的气体经过滤袋口后进入清洁室，由出风口排出。
但是，由于环保意识淡薄，尽管国家有多种环境保护法律、法规及规定约束，很多除尘设施仍是在政府环保及相关部门的监督下运行。仍有很多这样的企业，其除尘设施往往是白天开、晚上关，或者是检查时开、不检查时不开，政府环保及相关监管部门对其除尘设施的监管或监督则是鞭长莫及。相比较大中型电厂、水泥厂、煤化工及冶金企业等，由于处理规模大、污染物产生量多，这些设施一般建有在线设备，政府及相关监管部门可以通过在线设施获取相关实时工艺运行数据，从而实时监控其运行工况、处理效能和达标排放情况。但这些在线监控设备大多价格昂贵、运行成本高、而且需要专门技术人员进行管理维护。如一套常规在线除尘监控设施则需要60-80万元，甚至更贵，一般中小企业是难以承受的。静电除尘设施虽然规模不大，但其如果不正常运行，又对环境影响极大，尤其是中小企业。有数据显示，2006年仅铸造行业排放粉尘量即达150万吨，超出发达国家粉尘排放量9倍以上，这些粉尘如不处理，其对环境及人类健康影响则很大。
三、发明内容
鉴于上述政府环保及相关监管部门难以监控中小企业除尘设施是否正常开机运行这些难题，本发明提供一种基于GPRS数据传输的智能终端，实现对静电除尘设施的在线实时监管或监督。
静电除尘设施现有的用电单元主要包括引风机、电除尘器和顶风机，其控制系统(即开关柜)主要由引风机传感器、电除尘器电机传感器和顶风机电机传感器组成。通过实时采集上述这些设施的运行状态，即可有效的监管或监督静电除尘工艺的处理设施的运行工况。
本发明的主要原理：通过开发具有电信号采集与无线传输功能的智能终端，将其并联接入除尘设施的控制系统(即开关柜)，从而定时采集控制系统的开关量信号(即判断除尘设施何时关、何时开及通电时长)，并同步利用电器设备的电磁效应理论，通过电磁感应传感器感知用电设备的电磁感应电流和电压，从而判定设备是否运转，通过智能终端内部的微型计算机(CPU)，利用给定数学模型判定设备的运行工况。再通过GPRS无线通讯模块，将智能终端采集并处理的除尘设施运行工况数据，以手机短消息的形式发送至政府及相关监管部门的接收终端(该终端可以为普通手机、智能手机、电脑或iPad等其他智能终端，从而实现对该设施远程监管或监督)。
本发明具有以下优点：
(1)本终端成本低、技术原理简单、相关配件耗材少，所有电子元器件均可从普通电子元器件商品市场购得；
(2)本终端仅监控布袋法除尘设施运行工况，不采集相关环保污染物指标数据。因此，没有污染物监测传感器的投入，因而本机投入成本低、自动运行，且无运行成本、无需专人管理维护等。
(3)本终端与现有设备并联接入，不破坏、不影响、不干扰既有布袋除尘设施控制系统的正常运行，实现与既有设备控制系统的100％兼容和无缝对接。
(4)本终端环境适应性强、信号传输可靠、数据传输费用低等优点。由于利用GPRS公共数据传输平台，因而对数据传输没有硬件设施要求，即凡是有手机信号的地方均可安装、使用。
(5)本终端对接收设备要求低，任何手机电脑及其他GPRS终端均可接收，基本不需投入专门费用购置接收终端，方便众多相关监管人员同时使用。由于利用GPRS公共数据传输平台，使用者只要处于GPRS信号范围内，均可接收到智能终端发出的信息，不受时空限制。
四、附图说明
附图1为本发明的示意图。
1.现有用电单元接入端口；2.基于电磁效应的用电工况感知单元；3.终端控制单元；4.输出单元；5.GPRS发射天线单元；6.引风机继电器(开关)；7.电除尘器继电器(开关)；8.顶风机电机传感器；9.引风机电机传感器；10.电除尘器电机传感器；11.顶风机电机传感器；12.微型计算机(CPU)；13.电源；14.存储器；15.时钟芯片；16.开关量信号输入单元；17.模拟量信号输入单元；18.GPRS信号发送单元；19.电路板线路单元(上述1-18单元及相关电子元器件均用电子器件焊接的方式固定于电路线路板单元，并用专用防水油漆涂料作防水、防湿和防尘处理)；20.标准化外接线；21.终端外壳(为普通钢制并作防锈处理或不锈钢及塑料制造)；22.输出接线端；23.输入接线端；24.天线接线端；25.CRT显示器与接线端。
五、具体实施方式
如图1所示，本发明由用电单元接入端口1、基于电磁效应的用电设备工况感知单元2、终端控制单元3、输出单元4、GPRS发射天线单元5共5个单元组成。
1.用电单元接入端口1，将其并联接入现有布袋法除尘设施控制系统(如开关柜)，根据开关单元数量，确定开关量输入总数，即：引风机继电器(开关)6、电除尘器继电器(开关)7、顶风机继电器(开关)8；其控制系统(即开关柜)主要由引风机电机传感器9、电除尘器电机传感器10、顶风机电机传感器11组成。通过实时采集这些设施的运行状态，即可掌握这些设施或设备开或关的状态。此开关量数据直接接入终端控制单元的开关量信号接入端。
2.基于电磁效应的用电工况感知单元，由电磁互感线圈和信号放大器构成。当用电设备正常运行时，依据电磁学原理，其电机设备周边必将有一定强度的电磁场，特制的采集线圈上将产生一定大小的交流电流、电压信号，并通过信号放大器放大后，输入CPU，从而感知、判定设备是否正常运转。用电工况感知单元由引风机电机传感器9、电除尘器电机传感器10和顶风机电机传感器11组成。将模拟量信号与用电单元接入端口对应设备信号开关量信号按给定的运算法则进行逻辑运算，即可精确判定设备运行工况。若设备用电开关开了，无一定强度电流、电压感应信号，表明该设备运行异常。
3.外部感应信号通过终端单元内部的模块量输入单元转化为数字量信号，输入终端控制单元。终端控制单元，是本智能终端的“心脏”或“大脑”，它由CPU12、电源13、存储器14、时钟芯片15及开关量信号输入单元16、控制量信号输入单元17、GPRS信号发送单元18、电路单元19、标准化外接线20、终端外壳21等组成，负责采集、运算、存储、发送设备工况信息，即引风机继电器(开关)6、电除尘器继电器(开关)7、顶风机继电器(开关)8的运行情况。
4.输出单元4由输入接线端22、输出接线端23、天线接线端24和CRT显示器与接线端25。其中，输出、输入接线端单元由输入、输出2个模块组成。输入模块负责从编程计算机下载无线终端的CPU计算机程序，并通过CRT显示终端于应用现场实时调节监控相关变量或参数。CRT显示终端可永久安装或临时测试后安装，测试完毕后可取下。输出接线端23由GPRS发射天线组成，该天线为市购普通GPRS天线，其基座内含有磁铁，可直接吸附于铁质支撑物上。
5.电路板线路单元19，上述用电单元接入端口、用电工况感知单元及相关电子元器件(附图1中1-18单元)均用电子器件焊接的方式固定于电路板线路单元之上，并用专用防水油漆涂料作防水、防湿和防尘处理。终端外壳21为普通钢制并作防锈处理或不锈钢、塑料制造。
将上述终端接入静电除尘设施的控制系统，从而定时采集控制系统的开关量信号(即判断除尘设施何时关、何时开及通电时长)，并同步利用电器设备的电磁效应理论，通过电磁感应传感器感知用电设备的电磁感应电流和电压，从而判定设备是否运转，通过智能终端内部的微型计算机(CPU)，利用给定数学模型判定设备的运行工况。再通过GPRS无线通讯模块，将智能终端采集并处理的除尘设施运行工况数据，以手机短消息的形式发送至政府及相关监管部门的接收终端(该终端可以为普通手机、智能手机、电脑或iPad等其他智能终端，从而实现对该设施远程监管或监督)。

Claims (4)

1.一种静电除尘设施监控终端，其特征在于：该终端由用电单元接入端口、基于电磁效应的用电设备工况感知单元、终端控制单元、输出单元、GPRS发射天线单元共5个单元组成。
2.根据权利要求1所述的一种静电除尘设施监控终端，其特征在于：用电单元接入端口并联接入现有静电除尘设备控制系统(如开关柜)，根据开关单元数量，确定开关量输入总数，即：引风机继电器(开关)、电除尘器继电器(开关)和顶风机继电器(开关)；其控制系统(即开关柜)主要由引风机传感器、电除尘器传感器和顶风机传感器组成。
3.根据权利要求1所述的一种静电除尘设施监控终端，其特征在于：基于电磁效应的用电工况感知单元，由电磁互感线圈和信号放大器构成。当用电设备正常运行时，其电机设备周边必将有一定强度的电磁场，特制的采集线圈上产生一定大小的交流电流和电压信号，通过信号放大器放大和模拟转换后，输入CPU，从而感知、判定设备运转工况。
4.根据权利要求1所述的一种静电除尘设施监控终端，其特征在于：感应信号通过终端单元内部的模块量输入单元转化为数字量信号，输入终端控制单元。终端控制单元由CPU、电源、存储器、时钟芯片及开关量信号输入单元、控制量信号输入单元、GPRS信号发送单元、电路板线路单元、标准化外接线、终端外壳等组成，负责采集、运算、存储、发送设备工况信息。
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