CN110031243A - 可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置及方法，包括：模拟量采集模块、电流采集模块、语音模块、RS485集线器、串口显示屏模块、时钟模块、单片机控制模块；RS485集线器分别与模拟量采集模块、电流采集模块、语音模块和单片机控制模块电连接，单片机控制模块分别与串口显示屏模块、时钟模块电连接。本发明能够准确检测滤油机设备的电流、温度、压力、累计运行时间等参数，对危险或者故障状态进行语音提示，提高设备的安全运行；能够对设备运行时间和累计时间进行记录，便于在特定周期内给出设备点检提醒；安装便捷，安全系数高，使用寿命长。

Description

可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置及方法
技术领域
本发明涉及电力生产设备运行状态检测技术领域，提出了一种可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置及方法。
背景技术
在电力设备制造生产车间，经常使用滤油机设备，对变压器等进行滤油、注油操作。滤油机在运行过程中，其状态包括加热器的三相电流、油液温度、油液压力，以及注油时间、累计运行时间等，关乎着滤油机是否能够正常工作。当滤油机输出的变压器油液温度过高、压力过大、注油时间过短或过长，都会影响变压器的生产工艺控制；当滤油机加热器三相电流过大或缺相等出现时，会损坏滤油机；当滤油机达到累计使用时间未进行保养提醒，会缩短设备使用寿命。
现有的智能语音提醒装置仅实现了两个功能：(1)设备开机时，进行操作规范和安全交底；(2)运行过程中，点检提醒。然而，对设备运行参数还没有做到实时监测和故障报警。
综上所述，有必要提出一种可检测滤油机设备运行参数的智能语音安全警示装置及方法。在滤油机设备运行时，实时监测记录设备的油液压力、油液温度、电流、运行时间等参数，跟踪设备运行的全过程，一旦设备出现异常，立刻发出报警，防止事故的蔓延。
发明内容
为了提高生产设备的使用安全，本发明提供了一种可检测滤油机设备运行参数的智能语音安全警示装置及方法。本发明所采用的技术方案如下：
可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置，包括：模拟量采集模块、电流采集模块、语音模块、RS485集线器、串口显示屏模块、时钟模块、单片机控制模块，RS485集线器分别与模拟量采集模块、电流采集模块、语音模块和单片机控制模块电连接，单片机控制模块分别与串口显示屏模块、时钟模块电连接；
模拟量采集模块用于采集滤油机运行时的关键点的压力传感器或温度传感器输出的4-20mA信号，转换成485数字信号，经RS485集线器输入单片机控制模块的RS485接口；电流采集模块用于采集滤油机运行时的三相电流数据；语音模块用于播放相应的语音提示；RS485集线器用于模拟量采集模块、电流采集模块和语音模块与单片机控制模块的RS485通信；串口显示屏模块用于滤油机设备状态显示、参数输入；时钟模块用于显示当前时间和运行时间并存储滤油机运行的累计时间记录；单片机控制模块用于根据采集到的温度、压力、电流、滤油机累计使用时间及设备开关机状态信号，通过分析处理、判断滤油机设备运行状态，并控制语音模块给出相应语音提示。
可检测滤油机运行参数的方法，电流采集模块采集三相电流数据，模拟量采集模块获取关键点压力传感器或温度传感器输出的4-20mA信号、转换成485数字信号，经RS485集线器输入单片机控制模块的RS485接口；时钟模块输出时间并存储滤油机运行的时间，经串口线输入单片机控制模块；单片机控制模块分析处理输入的参数信息，判断滤油机设备的运行状态，并由RS485线控制语音模块给出相应语音提示；同时经串口线控制串口显示屏模块进行滤油机设备状态显示、参数输入设置。具体包括以下步骤：
步骤1、智能语音安全警示装置开机，播报开机语音；
步骤2、智能语音安全警示装置读取滤油机设备的运行参数，检测滤油机设备运行状态，具体步骤如下：
步骤2.1、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的累计使用时间，检测滤油机设备运行状态；
步骤2.2、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的三相电流参数，检测滤油机设备运行状态；
步骤2.3、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的油液压力参数，检测滤油机设备运行状态；
步骤2.4、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的油液温度参数，检测滤油机设备运行状态。
本发明的有益效果包括：
1)本装置能够准确检测滤油机设备的电流、温度、压力、累计运行时间等参数，对危险或者故障状态进行语音提示，提高设备的安全运行。
2)本装置能够对设备运行时间和累计时间进行记录，便于在特定周期内给出设备点检提醒，减少经济成本。
3)本装置安装便捷，安全系数高，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明的系统架构示意图；
图2为本发明的一个实施例的具体实施方式示意图；
图3为本发明的检测滤油机设备运行参数的方法控制流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1所示，为本发明的系统架构示意图。可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置，包括：模拟量采集模块、电流采集模块、语音模块、RS485集线器、串口显示屏模块、时钟模块、单片机控制模块。RS485集线器分别与模拟量采集模块、电流采集模块、语音模块和单片机控制模块电连接，单片机控制模块分别与串口显示屏模块、时钟模块电连接。
模拟量采集模块用于采集滤油机运行时的关键点的压力传感器或温度传感器输出的4-20mA信号，转换成485数字信号，经RS485集线器输入单片机控制模块的RS485接口。电流采集模块用于采集滤油机运行时的三相电流(最多16路)数据；语音模块用于播放相应的语音提示；RS485集线器用于模拟量采集模块、电流采集模块和语音模块这三个模块与单片机控制模块的RS485通信；串口显示屏模块用于滤油机设备状态显示、参数输入；时钟模块用于显示当前时间和运行时间并存储滤油机运行的累计时间记录；单片机控制模块用于根据采集到的温度、压力、电流、滤油机累计使用时间及设备开关机状态信号，通过分析处理、判断滤油机设备状态，并控制语音模块给出相应语音提示。
具体实施时，可实现本发明功能的硬件模块与型号具体可参考：模拟量采集模块ADM-4240S-C、电流采集模块HDHK、语音模块BG485、RS485集线器UT-5204、串口显示屏模块TJC3224K024_011RN、时钟模块DS1307、单片机控制模块STC12C5A60S2。
如图2所示，为本发明的一个实施例的具体实施方式示意图，本实施例中，模拟量采集模块与一拖二分配器电连接、具体通过一拖二分配器(比如：4-20mA信号隔离器MIK502E)获取关键点压力传感器或温度传感器输出的4-20mA信号，串口显示屏模块采用HMI串口触摸屏实现。
本发明的实施例之一：采用工程塑料制作智能语音安全警示装置外壳，在外壳上盖安装触摸显示屏，侧面安装接线端子。接线端子分别为喇叭出线孔、电流检测接线端子、触发信号和温度或压力检测接线端子、电源接线端子。触发信号和温度或压力检测接线端子，其触发信号为无源信号(由智能语音安全警示装置自己发出)，触发信号线接到滤油机设备启动开关(急停开关)辅助常闭触点或滤油机设备接触器的辅助常开触点；温度变送器输出的4-20mA信号，经过一拖二分配器分为两路，一路接到滤油机设备自身模块上，一路接到智能语音安全警示装置端子上。
本发明的实施例之二：其工作温度是-10C～40℃；触发方式为开关量触发；外形尺寸为长280毫米、宽190毫米、高130毫米。该装置能够实现的功能是：电流检测、显示及故障报警；温度检测、显示及故障报警；运行时间和累计总时间记录、显示；开机提醒；点检提醒；维修保养提醒等；提高了生产设备在运行中的安全，具有较大的经济价值和社会价值。
如图3所示，为本发明的检测滤油机设备运行参数的方法控制流程示意图。一种检测滤油机设备运行参数的方法，电流采集模块采集三相电流(最多16路)数据，模拟量采集模块获取关键点压力传感器或温度传感器输出的4-20mA信号、转换成485数字信号，经RS485集线器输入单片机控制模块的RS485接口；时钟模块输出时间并存储运行的时间，经串口线(IIC)输入单片机控制模块；单片机控制模块分析处理输入的参数信息，判断滤油机设备的运行状态，并由RS485线控制语音模块给出相应语音提示；同时经串口线(USART)控制串口显示屏模块进行滤油机设备状态显示、参数输入设置。具体包括以下步骤：
步骤1、智能语音安全警示装置开机，播报开机语音；
步骤2、智能语音安全警示装置读取滤油机设备的运行参数，检测滤油机设备运行状态，具体步骤如下：
步骤2.1、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的累计使用时间，检测滤油机设备运行状态，详细步骤如下：
S2.1.1、读取滤油机的累计使用时间；
S2.1.2、判断是否到达保养时间，如果是、播报设备保养提醒、转步骤S2.1.6，如果否、转下一步；
S2.1.3、记录启动时间及本次运行时间；
S2.1.4、判断是否到达点检时间，如果是、播报设备点检提醒、转步骤S2.1.6，如果否、转下一步；
S2.1.5、是否到达结束时间，如果是、播报工序完成提醒、转步骤S2.1.6，如果否、转步骤2；
S2.1.6、播报完毕、转步骤2。
步骤2.2、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的三相电流参数，检测滤油机设备运行状态，详细步骤如下：
S2.2.1、监测滤油机的三相电流参数值；
S2.2.2、判断是否缺相、或者电流过大，如果是、转下一步，如果否、转步骤2；
S2.2.3、播报电流故障报警；
S2.2.4、判断是否已经解除故障，如果是、转步骤2，如果否、转步骤S2.2.3。
步骤2.3、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的油液压力参数，检测滤油机设备运行状态，详细步骤如下：
S2.3.1、监测滤油机的油液压力参数值；
S2.3.2、判断是否压力过大，如果是、转下一步，如果否、转步骤2；
S2.3.3、播报压力故障报警；
S2.3.4、判断是否已经解除故障，如果是、转步骤2，如果否、转步骤S2.3.3。
步骤2.4、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的油液温度参数，检测滤油机设备运行状态，详细步骤如下：
S2.4.1、监测滤油机的油液温度参数值；
S2.4.2、判断是否温度过高，如果是、转下一步，如果否、转步骤2；
S2.4.3、播报温度故障报警；
S2.4.4、判断是否已经解除故障，如果是、转步骤2，如果否、转步骤S2.4.3。
在本方法的实施过程中，可通过智能语音安全警示装置的屏幕主页面来显示当前时间、运行时间、电流、温度、语音、键盘、关于等参数或图标。分别点击主页面各图标，可进入相应的各子页面。点击当前时间子页面内点检、周期维护输入框，输入数据，可实现对点检间隔及周期维护设置；在运行时间子页面中可以记录设备一次启动到停止的时间；在电流页面中，实时监测设备的n路电流值，设置电流的定值，当设备超过预先设定的值，装置发出电流报警语音；在温度页面中，实时显示温度变化曲线，设定温度上限、下限，当温度超过上限或低于下限装置发出温度报警语音。

Claims (8)

1.可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置，其特征在于，包括：模拟量采集模块、电流采集模块、语音模块、RS485集线器、串口显示屏模块、时钟模块、单片机控制模块，RS485集线器分别与模拟量采集模块、电流采集模块、语音模块和单片机控制模块电连接，单片机控制模块分别与串口显示屏模块、时钟模块电连接；
模拟量采集模块用于采集滤油机运行时的关键点的压力传感器或温度传感器输出的4-20mA信号，转换成485数字信号，经RS485集线器输入单片机控制模块的RS485接口；电流采集模块用于采集滤油机运行时的三相电流数据；语音模块用于播放相应的语音提示；RS485集线器用于模拟量采集模块、电流采集模块和语音模块与单片机控制模块的RS485通信；串口显示屏模块用于滤油机运行状态显示、参数输入；时钟模块用于显示当前时间和运行时间并存储滤油机运行的累计时间记录；单片机控制模块用于根据采集到的温度、压力、电流、滤油机累计使用时间及开关机状态信号，通过分析处理、判断滤油机设备状态，并控制语音模块给出相应语音提示。
2.根据权利要求1所述的可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置，其特征在于，模拟量采集模块与一拖二分配器电连接、通过一拖二分配器获取滤油机关键点压力传感器或温度传感器输出的4-20mA信号，串口显示屏模块采用HMI串口触摸屏实现。
3.根据权利要求2所述的可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置，其特征在于，在智能语音安全警示装置外壳的上盖安装触摸显示屏，侧面安装接线端子。
4.根据权利要求3所述的可检测滤油机运行参数的智能语音安全警示装置，其特征在于，所述的接线端子分别为喇叭出线孔、电流检测接线端子、触发信号和温度或压力检测接线端子、电源接线端子。
5.可检测滤油机运行参数的方法，其特征在于，电流采集模块采集三相电流数据，模拟量采集模块获取关键点压力传感器或温度传感器输出的4-20mA信号、转换成485数字信号，经RS485集线器输入单片机控制模块的RS485接口；时钟模块输出时间并存储滤油机运行的时间，经串口线输入单片机控制模块；单片机控制模块分析处理输入的参数信息，判断滤油机设备的运行状态，并由RS485线控制语音模块给出相应语音提示；同时经串口线控制串口显示屏模块进行滤油机设备状态显示、参数输入设置。
6.根据权利要求5所述的可检测滤油机运行参数的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1、智能语音安全警示装置开机，播报开机语音；
步骤2、智能语音安全警示装置读取滤油机设备的运行参数，检测滤油机设备运行状态，具体步骤如下：
步骤2.1、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的累计使用时间，检测滤油机设备运行状态；
步骤2.2、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的三相电流参数，检测滤油机设备运行状态；
步骤2.3、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的油液压力参数，检测滤油机设备运行状态；
步骤2.4、智能语音安全警示装置根据滤油机设备的油液温度参数，检测滤油机设备运行状态。
7.根据权利要求6所述的可检测滤油机运行参数的方法，其特征在于，步骤2.1所述的根据滤油机设备的累计使用时间检测滤油机设备运行状态的详细步骤如下：
S2.1.1、读取滤油机的累计使用时间；
S2.1.2、判断是否到达保养时间，如果是、播报设备保养提醒、转步骤S2.1.6，如果否、转下一步；
S2.1.3、记录启动时间及本次运行时间；
S2.1.4、判断是否到达点检时间，如果是、播报设备点检提醒、转步骤S2.1.6，如果否、转下一步；
S2.1.5、是否到达结束时间，如果是、播报工序完成提醒、转步骤S2.1.6，如果否、转步骤2；
S2.1.6、播报完毕、转步骤2；
步骤2.2所述的根据滤油机设备的三相电流参数检测滤油机设备运行状态的详细步骤如下：
S2.2.1、监测滤油机的三相电流参数值；
S2.2.2、判断是否缺相、或者电流过大，如果是、转下一步，如果否、转步骤2；
S2.2.3、播报电流故障报警；
S2.2.4、判断是否已经解除故障，如果是、转步骤2，如果否、转步骤S2.2.3；
步骤2.3所述的根据滤油机设备的油液压力参数检测滤油机设备运行状态的详细步骤如下：
S2.3.1、监测滤油机的油液压力参数值；
S2.3.2、判断是否压力过大，如果是、转下一步，如果否、转步骤2；
S2.3.3、播报压力故障报警；
S2.3.4、判断是否已经解除故障，如果是、转步骤2，如果否、转步骤S2.3.3；
步骤2.4所述的根据滤油机设备的油液温度参数检测滤油机设备运行状态的详细步骤如下：
S2.4.1、监测滤油机的油液温度参数值；
S2.4.2、判断是否温度过高，如果是、转下一步，如果否、转步骤2；
S2.4.3、播报温度故障报警；
S2.4.4、判断是否已经解除故障，如果是、转步骤2，如果否、转步骤S2.4.3。
8.根据权利要求7所述的可检测滤油机运行参数的方法，其特征在于，通过智能语音安全警示装置的屏幕主页面来显示当前时间、运行时间、电流、温度、语音、键盘参数或图标；
分别点击主页面各图标，可进入相应的各子页面：点击当前时间子页面内点检、周期维护输入框，输入数据，可实现对点检间隔及周期维护设置；在运行时间子页面中可以记录设备一次启动到停止的时间；在电流页面中，实时监测设备的n路电流值，设置电流的定值，当设备超过预先设定的值，装置发出电流报警语音；在温度页面中，实时显示温度变化曲线，设定温度上限、下限，当温度超过上限或低于下限装置发出温度报警语音。
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