CN110425075B - 一种基于物联网的电力设备可视化监测系统 - Google Patents

一种基于物联网的电力设备可视化监测系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，可以对水轮机的水流流速、轮机转速以及发电机温度进行采集，通过设置的可视化设备对水轮机进行场景构建并显示在显示模块中，根据水流流速、轮机转速以及发电机温度对显示模块上的水管水流、轮机转速以及温度显示色块进行改变，以动画的形式表现水轮机的运行状态，同时显示模块上还可以以数字形式显示转速信息、流速信息和温度信息，帮助工作人员直观的了解水轮机的运行状态，若水轮机状态出现异常，则可以第一时间做出处理，保证水轮机的正常运行。

Description

一种基于物联网的电力设备可视化监测系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种基于物联网的电力设备可视化监测系统。
背景技术
电力设备包括电力一次设备、电力二次设备，发电机、锅炉、汽轮机、水轮机等属于电力一次设备，电压表、电流表、继电器等属于电力二次设备，水轮机作为水力发电的核心部件，需要时刻监测其运行状态，传统的巡检工作除了少部分电气设备具备自动化信息采集传回数据的功能，其他主要还是依靠巡检人员定期、定时进行人工巡检，不仅工作量巨大，而且受气候、环境、人员专业技术及责任心等多方面因素的制约和影响，因此，传统的巡检方式可能因水轮机运行状态得不到及时反馈，延误检修造成水轮机故障等重大事故。
发明内容
鉴以此，本发明提出一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，可以对水轮机的各个参数进行采集，并进行可视化显示，帮助工作人员清晰的了解水轮机的运行状态，保证水轮机的正常运作。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，包括：
流速传感器，设置在水轮机的总入水管以及各个出水管处，用于采集水流的流速信息；
转速传感器，采集水轮机的转速信息；
控制器，用于进行信息处理；
可视化设备，用于显示流速信息以及转速信息；
所述控制器分别与流速传感器、转速传感器以及可视化设备电连接；所述可视化设备包括场景构建模块、信息更新模块以及显示模块，所述显示模块包括动画显示区域以及数字显示区域，所述场景构建模块用于构建水轮机模型并显示在显示模块上，所述控制器对流速传感器、转速传感器采集的信息进行处理并存储到信息更新模块中，所述显示模块根据信息更新模块中的信息显示流速信息以及转速信息。
优选的，所述动画显示区域包括轮机、总入水管以及出水管，所述控制器对流速传感器采集的信息进行处理后改变总入水管以及出水管的水流量，所述控制器对转速传感器采集的信息进行处理后改变轮机的转速，所述控制器对转速信息和流速信息进行处理后显示在数字显示区域上。
优选的，还包括温度传感器，所述温度传感器设置在发电机上，所述控制器与温度传感器电连接。
优选的，所述动画显示区域还包括温度显示色块，所述控制器对温度传感器采集的信息进行处理后改变温度显示色块的颜色。
优选的，所述数字显示区域包括总入水管流速显示区域、出水管流速显示区域、转速显示区域以及温度显示区域，所述控制器对转速信息、流速信息以及温度信息进行处理后显示在总入水管流速显示区域、出水管流速显示区域、转速显示区域以及温度显示区域上。
优选的，还包括阅读器和电子标签，所述控制器对转速信息和流速信息进行处理后传输给阅读器，所述阅读器对电子标签进行更新。
优选的，还包括无线传输单元，所述无线传输单元分别与控制器、信息更新模块电连接。
优选的，还包括设置在总入水管以及出水管处的挡水板，所述挡水板与控制器电连接。
优选的，还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片设置在发电机上，所述控制器与半导体制冷片电连接。
优选的，所述可视化设备还包括历史记录模块，所述历史记录模块从信息更新模块中读取信息并显示在显示模块上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，可以对水轮机的水流流速信息以及转速信息进行采集，通过设置的可视化设备对水轮机模型进行场景模拟并展示出来，显示模块上包括动画显示区域和数字显示区域，动画显示区域可以根据水流流速信息以及转速信息实时显示水流量以及轮机的转速，同时数字显示区域也会实时显示转速大小和流速大小，从而工作人员可以直观的观察到水轮机的运行状态以及运行数据，对水轮机的状态有一个清晰的了解，从而可以在水轮机出现异常时及时进行处理，保证水轮机的正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于物联网的电力设备可视化监测系统的一个实施例的原理图；
图2为本发明的一种基于物联网的电力设备可视化监测系统的一个实施例的显示模块的示意图；
图中，1为流速传感器，2为转速传感器，3为控制器，4为可视化设备，5为场景构建模块，6为信息更新模块，7为显示模块，8为动画显示区域，9为数字显示区域，10为轮机，11为总入水管，12为出水管，13为温度传感器，14为温度显示色块，15为总入水管流速显示区域，16为出水管流速显示区域，17为转速显示区域，18为温度显示区域，19为阅读器，20为电子标签，21为无线传输单元，22为挡水板，23为半导体制冷片，24为历史记录模块。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1至图2，本发明提供的一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，包括：
流速传感器1，设置在水轮机的总入水管11以及各个出水管12处，用于采集水流的流速信息；
转速传感器2，采集水轮机的转速信息；
控制器3，用于进行信息处理；
可视化设备4，用于显示流速信息以及转速信息；
所述控制器3分别与流速传感器1、转速传感器2以及可视化设备4电连接；所述可视化设备4包括场景构建模块5、信息更新模块6以及显示模块7，所述显示模块7包括动画显示区域8以及数字显示区域9，所述场景构建模块5用于构建水轮机模型并显示在显示模块7上，所述控制器3对流速传感器1、转速传感器2采集的信息进行处理并存储到信息更新模块6中，所述显示模块7根据信息更新模块6中的信息显示流速信息以及转速信息。
本发明的电力设备可视化监测系统，应用在水轮机中，一般水轮机都会设置入水管和出水管12，为了提高水轮机发电的效率，一般出水管12都会设置成多个，同时对轮机10进行水流的冲击来使轮机10进行旋转，因此对于入水管和出水管12的水流量需要进行把控，若水流流速过快，会对轮机10造成较大的负担，本发明通过设置的流速传感器1可以对总入水管11以及各个出水管12的水流流速进行采集，采集到的流速信息传输给控制器3进行处理，控制器3将处理后的流速信息传输到可视化设备4进行显示，同时设置的转速传感器2也可以对轮机10的转速进行采集，并相应的显示在显示模块7中，工作人员可以通过可视化设备4直观清楚的了解到水轮机的工作状态，在水轮机状态异常时，可以迅速进行处理。
本发明的可视化设备4包括了场景构建模块5、信息更新模块6以及显示模块7，其中场景构建模块5可以进行建模，建立水轮机模型，包括轮机10、水管、发电机等设备，用于模拟实际的水轮机运作情况，信息更新模块6用于接收控制器3传输的流速信息、转速信息等，并将流速信息和转速信息传输给显示模块7，显示模块7包括动画显示区域8以及数字显示区域9，动画显示区域8用于显示场景构建模块5构建的水轮机模型，并且可以根据流速信息改变水管的水流流速，以及根据转速信息改变轮机10的转速，同时在数字显示区域9可以实时显示当前各个水管的流速以及轮机10的转速，通过动画并辅以数字显示的方式，可以让工作人员的监测更加直观，当水轮机状态异常时，可以及时进行处理，保证水轮机的正常运作。
优选的，所述动画显示区域8包括轮机10、总入水管11以及出水管12，所述控制器3对流速传感器1采集的信息进行处理后改变总入水管11以及出水管12的水流量，所述控制器3对转速传感器2采集的信息进行处理后改变轮机10的转速，所述控制器3对转速信息和流速信息进行处理后显示在数字显示区域9上。
动画显示区域8可以显示模拟的轮机10、水管等部件，并根据信息更新模块6内的流速信息、转速信息等对轮机10的转速以及水管的水流流速进行改变，从而可以工作人员可以直观的查看到轮机10的转动以及水管内水的流动，同时数字显示区域9可以以数字形式显示相应的转速和流速。
优选的，还包括温度传感器13，所述温度传感器13设置在发电机上，所述控制器3与温度传感器13电连接；所述动画显示区域8还包括温度显示色块14，所述控制器3对温度传感器13采集的信息进行处理后改变温度显示色块14的颜色。
温度传感器13用于采集发电机的温度信息，并将温度信息传输给控制器3进行处理，控制器3对温度信息进行处理后将温度信息传输到信息更新模块6中，显示模块7根据信息更新模块6中的温度信息来改变温度显示色块14的颜色，色调越偏向红色则显示温度越高，工作人员可以通过颜色直接判断是否温度过高，当温度异常时，可以采取降温处理或者降低轮机10的转速。
优选的，所述数字显示区域9包括总入水管速显示区域15、出水管流速显示区域16、转速显示区域17以及温度显示区域18，所述控制器3对转速信息、流速信息以及温度信息进行处理后显示在总入水管速显示区域15、出水管流速显示区域16、转速显示区域17以及温度显示区域18上。
数字显示区域9用于显示各个水管的流速信息、轮机10的转速信息、发电机的温度信息，以数字的形式进行显示，用于辅助动画显示，直观的显示出水轮机当前的运行状态。
优选的，还包括阅读器19和电子标签20，所述控制器3对转速信息和流速信息进行处理后传输给阅读器19，所述阅读器19对电子标签20进行更新。
将电子标签20设置在水轮机上，控制器3将转速信息、流速信息等传输给阅读器19，由阅读器19将流速信息、转速信息写入到电子标签20中，工作人员可以采用另一个阅读器19读取电子标签20中的信息，从而可以在水轮机附近了解到水轮机的运行状态，若水轮机状态出现异常，可以直接在对水轮机进行处理，保证水轮机的正常运行。
优选的，还包括无线传输单元21，所述无线传输单元21分别与控制器3、信息更新模块6电连接。
无线传输单元21设置在水轮机上，用于将流速传感器1、转速传感器2以及温度传感器13采集的信息以无线传输的方式传输给可视化设备4，可视化设备4一般设置在监控室中，可以实现远距离的监控，因此无线传输单元21将控制器3与可视化设备4连接起来，控制器3处理后的信息经过无线传输单元21传输给可视化设备4进行显示，无线传输单元21额可以采用wifi模组、蓝牙模组、ZigBee传输模块等来实现，而控制器3需要进行数据的处理，可以采用STM32F101R6单片机来实现。
优选的，还包括设置在总入水管11以及出水管12处的挡水板22，所述挡水板22与控制器3电连接。
挡水板22设置在各个水管处，当水流流速过快或者过慢时，控制器3可以对挡水板22进行控制，控制通过水管的水流量，从而实现对流速的控制。
优选的，还包括半导体制冷片23，所述半导体制冷片23设置在发电机上，所述控制器3与半导体制冷片23电连接。
半导体制冷片23设置在发电机上，当温度传感器13检测到发电机温度过高时，控制器3可以控制半导体制冷片23进行制冷降温，保证发电机不会过热，可以设定一定的阈值，当温度超过第一个阈值时，可以采取半导体制冷片23降温的形式，当温度超过第二个阈值时，可以同时降低水流流速，使得轮机10的转速下降，从而可以减少发电机发电产生的热量。
优选的，所述可视化设备4还包括历史记录模块24，所述历史记录模块24从信息更新模块6中读取信息并显示在显示模块上7。
信息更新模块6可以存储流速信息、转速信息以及温度信息，工作人员可以通过显示模块7上的历史记录模块24去查看历史数据，从而可以进行统计归纳等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，其特征在于，包括：
流速传感器，设置在水轮机的总入水管以及各个出水管处，用于采集水流的流速信息；
转速传感器，采集水轮机的转速信息；
控制器，用于进行信息处理；
可视化设备，用于显示流速信息以及转速信息；
所述控制器分别与流速传感器、转速传感器以及可视化设备电连接；所述可视化设备包括场景构建模块、信息更新模块以及显示模块，所述显示模块包括动画显示区域以及数字显示区域，所述场景构建模块用于构建水轮机模型并显示在显示模块上，所述控制器对流速传感器、转速传感器采集的信息进行处理并存储到信息更新模块中，所述显示模块根据信息更新模块中的信息显示流速信息以及转速信息；
还包括设置在总入水管以及出水管处的挡水板，所述挡水板与控制器电连接；
所述动画显示区域包括轮机、总入水管以及出水管，所述控制器对流速传感器采集的信息进行处理后改变总入水管以及出水管的水流量，所述控制器对转速传感器采集的信息进行处理后改变轮机的转速，所述控制器对转速信息和流速信息进行处理后显示在数字显示区域上；还包括温度传感器，所述温度传感器设置在发电机上，所述控制器与温度传感器电连接；还包括半导体制冷片，所述半导体制冷片设置在发电机上，所述控制器与半导体制冷片电连接；所述控制器内存储有第一阈值以及第二阈值，当温度传感器传输的温度信息大于第一阈值时，控制器控制半导体制冷片工作，当温度传感器传输的温度信息大于第二阈值时，控制器控制挡水板工作，降低水流流速。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，其特征在于，所述动画显示区域还包括温度显示色块，所述控制器对温度传感器采集的信息进行处理后改变温度显示色块的颜色。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，其特征在于，所述数字显示区域包括总入水管流速显示区域、出水管流速显示区域、转速显示区域以及温度显示区域，所述控制器对转速信息、流速信息以及温度信息进行处理后显示在总入水管流速显示区域、出水管流速显示区域、转速显示区域以及温度显示区域上。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，其特征在于，还包括阅读器和电子标签，所述控制器对转速信息和流速信息进行处理后传输给阅读器，所述阅读器对电子标签进行更新。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，其特征在于，还包括无线传输单元，所述无线传输单元分别与控制器、信息更新模块电连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的电力设备可视化监测系统，其特征在于，所述可视化设备还包括历史记录模块，所述历史记录模块从信息更新模块中读取信息并显示在显示模块上。
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Patentee before: QIONGHAI POWER SUPPLY BUREAU OF HAINAN POWER GRID Co.,Ltd.