CN113465288A - 一种制冷设备预警系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制冷设备预警系统，包括：机组主模块、从模块、云平台服务器、人机界面和客户端，所述从模块包括并联压缩机监控模块、冷凝器监控模块和蒸发器监控模块均通过RS485通讯线将数据传输至机组主模块，所述人机界面与机组主模块建立连接，主控模块通过互联网连接至云平台服务器，云平台服务器与客户端建立通信连接。监测范围更全面，结合压力监测技术，电流监测技术，温度检测技术，电压，相序检测技术，电量检测技术，外部告警信号全面检测系统中所有数据，并将数据上送云端形成报表进行数据分析；监测的目标点更多，便于数据分析；而且告警监控范围更加全面。
Description
技术领域
本发明属于设备预警监测技术领域，特别涉及一种制冷设备预警系统及其工作方法。
背景技术
随着工业及商业的发展、人民生活水平提升，冷冻设备应用越来越广泛，包括（1）冷库：食品的保鲜、低温冷藏等；（2）速冻加工：配套速冻隧道、冷干机使用；（3）蘑菇养殖业：菌类培育、养殖；（4）超市：配套超市冷柜使用；（5）医药行业：药品、血制品的储存；（6）制冰设备：配套制冰机使用；（7）机械行业：制鞋设备冷定型、啤酒设备等；（8）化工行业：化工原料的低温储存、制取化工用冷冻水等；（9）环境设备：环境降温、空气处理等。
制冷设备产品结构复杂，由压缩机、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器、膨胀节流阀这五大部分串联而成，里面冲注适量冷媒由电器根据环境的需求而控制压缩机运转而达到制冷传热的目的。冷冻设备自动化程序越来越高，设备应用领域越来越广，客户对设备状态实时监测、故障预警、故障诊断等要求也越来越高。而传统预警系统存在以下缺点：1、传统预警系统只能现场处理问题；2、告警是根据机械结构检测可靠性低；3、不能进行预警；4、不能监测冷库数据；5、无法分析设备运行数据；6、监测点位不全面，没有数据分析环节、无法全面告警；7、无法使用大数据给出冷库运行日报；8、根据数据针对告警分析告警原因。
因此，亟需一种制冷设备预警系统用于解决现有技术的不足。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种制冷设备预警系统及其工作方法，检测、记录并分析制冷机组的运行数据，通过分析数据中的异常值根据对比预知系统中可能存在的隐患并提前告知用户，从而实现远程/本地预警功能。
技术方案：一种制冷设备预警系统，机组主模块、从模块、云平台服务器、人机界面和客户端，所述并联压缩机监控模块、冷凝器监控模块和蒸发器监控模块均通过RS485通讯线将数据传输至机组主模块，所述人机界面与机组主模块建立通信连接，主控模块通过互联网连接至云平台服务器，云平台服务器与客户端建立通信连接。
进一步地，所述机组主模块包括环境温度监测/记录模块、电压保护模块、电流保护模块、相序保护模块、数据本地存储模块、电量保护模块、从模块通讯模块和通信模组，所述通信模组包括4G、2G和lOT。。
进一步地，所述并联压缩机监控模块包括一组压缩机监控模块，压缩机监测模块的数量根据压缩机保护模块的数量来配置，至少为6个；所述压缩机监控模块电压保护模块、电流保护模块、相序保护模块、温度保护模块、油流保护模块、高压保护模块、低压包括模块、油压保护模块、油位保护模块、频繁运行保护模块和机组模块保护；
其中，温度保护包括排气温度保护和吸气温度保护，均使用NTC温度传感器对温度进行采集并对排气温度检测点的过高值及吸气温度的过低值进行保护；
电流保护使用交流电流互感器对电流进行采集并对电流过高值或三相间电流不平衡进行保护；
相序/电压保护使用电压互感器对电压进行采集并对错相、电压过低、过高或缺相进行保护；
油位保护通过油平衡检测器检测对油位长时间低于过低值进行保护；
油压保护通过机械/电子油压差监测器对油压差长时间过小进行保护；
油流保护同过油流量开关对系统油流量过小或没油进行保护；
机组模块保护通过压缩机内置保护模块对压缩机电机过热、运行错相进行保护；
高压/低压保护分为模拟量保护及开光量保护：模拟量保护通过外置高压/低压传感器进行监测，将电压/电流信号传递给监测模块转换为实际压力并对高压压力过高或者低压压力过低进行保护；开关量保护通过外置高压、低压开关将开关量信号传递至保护模块；
频繁运行保护是通过监测压缩机每小时运行频率，对压缩机运行过于频繁进行保护。
进一步地，冷凝器监控模块包括冷凝水泵监控模块和一组冷凝风机监测模块，冷凝风机监测模块包括电量监测模块、电压监测模块、电流监测模块、温度监测模块、运行时间监测模块；冷凝水泵监控模块包括电量监测模块、电压监测模块、电流监测模块、温度监测模块、运行时间；其中，所述冷凝风机监测模块根据实际冷凝器配置的方式进行模块，数量至少为2个。
进一步地，冷凝风机监测模块包括电量监测模块、电压保护模块、电流保护模块、冷凝温度保护模块和平衡运行保护模块；冷凝水泵监控模块包括电流保护模块、电压保护模块、相序保护模块、冷凝温度保护模块和平衡运行保护模块。
进一步地，系统蒸发器监测模块包括一组冷风机监控模块，冷风机监控模块的数量可根据实际冷库中冷风机的数量来配置冷风机保护模块数量，最多8个，所述冷风机监控模块包括电量保护模块、电压保护模块、电流保护模块、温度保护模块、运行时间监测模块、化霜时间监测模块、低压压力保护模块、电流保护模块、相序保护模块、库温温度保护模块、回气温度保护模块、库温记录模块。
进一步地，客户端包括手机app或者PC网页端。
一种制冷设备预警系统的工作方法，具体工作方法如下：
（1）、（1）、并联压缩机监控模块、冷凝器监控模块、蒸发器监控模块对冷库库房数据、环境数据、压缩机机组运行数据记录、冷凝器、蒸发器的监测数据；
（2）从模块的上述监测数据通过RS485通讯线路将数据传输至机组主模块；
（3）机组主模块通过无线模组将数据上传至云平台服务器；
（4）若机组主模块与云平台服务器联网失败，则进行本地存储7天；
（5）远程云端将上传至云平台服务器的监测数据进行对比分析，并给出运行报表，其中，报表内容包括累计运行电量，告警次数，实际数据查看，库门开关次数，压缩机启停次数，总计制冷时间，总计化霜时间；
（6）、最后远程云端将分析结果在电脑网页及手机APP端展示给用户；
（7）云平台服务器对运行良好的及已经产生告警的制冷设备的数据作为参考，并与需要监控的目标设备作为持续对比，提前给出预警信息。
其中，所述并联压缩机监控模块的压缩机组运行数据记录包括压缩机用电量、日压缩机启停次数、压缩机运行电流、压缩机运行电压、压缩机排气温度、压缩机吸气温度。
所述冷凝器监控模块的监测数据包括冷凝温度、冷凝器用电量、冷凝器运行电流、冷凝器运行电压、库房存储设定温度、库房实际温度、膨胀阀后温度、蒸发器出口压力、库门开关次数、库房利用率、除霜电流、除霜频率、平均除霜时间和累计除霜时间。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：
（1）本发明所述一种制冷设备预警系统，监测范围更全面，结合压力监测技术，电流监测技术，温度检测技术，电压，相序检测技术，电量检测技术，外部告警信号全面检测系统中所有数据，并将数据上送云端形成报表进行数据分析；监测的目标点更多，便于数据分析；而且告警监控范围更加全面。
（2）本发明所述一种制冷设备预警系统，不仅将数据收集，远程云端将监测数据进行整合方便用户接入现场监控网络，与其他设备集中观察，通过检测所需数据达到数据整合分析的目的；还将数据再本地存储7天及远程服务器上存储，云平台服务器会筛选运行良好的已经产生告警的制冷设备系统数据作为参考数据，并与需要监控的目标设备做持续对比，达到提前并高准确率的预警。
附图说明
图1为本发明总体结构框图；
图2为本发明的机组主模块的结构示意图；
图3为本发明的并联压缩机监控模块的结构示意图；
图4为本发明的冷凝器监控模块的结构示意图；
图5为本发明的蒸发器监控模块的结构示意图；
图6为本发明的蒸发器保护模块的结构示意图；
图7为本发明的温度检测、电流保护、相序/电压保护、油位保护的原理框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。
实施例
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”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，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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1-7所示的一种制冷设备预警系统，机组主模块、从模块、云平台服务器、人机界面和客户端，所述从模块包括并联压缩机监控模块、冷凝器监控模块和蒸发器监控模块、所述人机界面与机组主模块建立通信连接，所述并联压缩机监控模块、冷凝器监控模块和蒸发器监控模块均通过RS485通讯线将数据传输至机组主模块，主控模块通过互联网连接至云平台服务器，云平台服务器与客户端建立通信连接。
机组主模块，负责收集从模块的监测数据，并对其进行保护及预警，同时将数据上传至云平台服务器；
并联压缩机监控模块，采集监测数据并通过RS485通讯线路将数据传输给机组主模块；并联压缩机监控模块的保护分成预保护及告警保护，预保护通过计算排气温度，低压、高压压力，压缩机电流，输入电压得到，告警保护为真实正在发生的保护；当保护模块由于外部原因于主模块断开连接时，根据缓存参数自行继续保护；
冷凝器监控模块，采集监测数据并通过RS485通讯线路将数据传输给机组主模块；保护分成预保护及告警保护，预保护通过计算冷凝温度，风机/水泵电流，输入电压得到，告警保护为真实正在发生的保护；当保护模块由于外部原因于主模块断开连接时，根据缓存参数自行继续保护；
蒸发器监控模块，采集监测数据并通过RS485通讯线路将数据传输给机组主模块；保护分成预保护及告警保护，预保护通过计算回气温度，低压压力，冷风机电流，输入电压得到，告警保护为真实正在发生的保护；当保护模块由于外部原因于主模块断开连接时，根据缓存参数自行继续保护。
云平台服务器将机组主模块上传的数据对比分析，并且给出运行报表；将数据和预警、告警数据及告警原因分析推送给至客户端。
所述机组主模块包括环境温度监测/记录模块、电压保护模块、电流保护模块、相序保护模块、数据本地存储模块、电量保护模块、从模块通讯模块和通信模组，所述通信模组包括4G、2G和lOT。。
本实施例中所述并联压缩机监控模块包括一组压缩机监控模块，压缩机监测模块的数量根据压缩机保护模块的数量来配置，至少为6个；所述压缩机监控模块电压保护模块、电流保护模块、相序保护模块、温度保护模块、油流保护模块、高压保护模块、低压包括模块、油压保护模块、油位保护模块、频繁运行保护模块和机组模块保护；
其中，温度保护包括排气温度保护和吸气温度保护，均使用NTC温度传感器对温度进行采集并对排气温度检测点的过高值及吸气温度的过低值进行保护；
电流保护使用交流电流互感器对电流进行采集并对电流过高值或三相间电流不平衡进行保护；
相序/电压保护使用电压互感器对电压进行采集并对错相、电压过低、过高或缺相进行保护；
油位保护通过油平衡检测器检测对油位长时间低于过低值进行保护；
油压保护通过机械/电子油压差监测器对油压差长时间过小进行保护；
油流保护同过油流量开关对系统油流量过小或没油进行保护；
机组模块保护通过压缩机内置保护模块对压缩机电机过热、运行错相进行保护；
高压/低压保护分为模拟量保护及开光量保护：模拟量保护通过外置高压/低压传感器进行监测，将电压/电流信号传递给监测模块转换为实际压力并对高压压力过高或者低压压力过低进行保护；开关量保护通过外置高压、低压开关将开关量信号传递至保护模块；
频繁运行保护是通过监测压缩机每小时运行频率，对压缩机运行过于频繁进行保护。
本实施例中冷凝器监控模块包括冷凝水泵监控模块和一组冷凝风机监测模块，冷凝风机监测模块包括电量监测模块、电压保护模块、电流保护模块、冷凝温度保护模块和平衡运行保护模块；冷凝水泵监控模块包括电流保护模块、电压保护模块、相序保护模块、冷凝温度保护模块和平衡运行保护模块；其中，所述冷凝风机监测模块根据实际冷凝器配置的方式进行模块，数量至少为2个。
本实施例中所述冷凝风机监测模块包括电流保护模块、平衡运行保护模块、冷凝温度保护模块、相序保护模块、电压保护模块；所述冷却水泵保护模块包括电流保护模块、平衡运行保护模块、冷凝温度保护模块、相序保护模块、电压保护模块和电流保护模块。
本实施例中系统蒸发器监测模块包括一组冷风机监控模块，冷风机监控模块的数量可根据实际冷库中冷风机的数量来配置冷风机保护模块数量，最多8个，所述冷风机监控模块包括电量保护模块、电压保护模块、电流保护模块、温度保护模块、运行时间监测模块、化霜时间监测模块、低压压力保护模块、电流保护模块、相序保护模块、库温温度保护模块、回气温度保护模块、库温记录模块。
本实施例中客户端包括手机app或者PC网页端。
一种制冷设备预警系统的工作方法，具体工作方法如下：
（1）、并联压缩机监控模块、冷凝器监控模块、蒸发器监控模块对冷库库房数据、环境数据、压缩机机组运行数据记录、冷凝器、蒸发器的监测数据；
（2）从模块的上述监测数据通过RS485通讯线路将数据传输至机组主模块；
（3）机组主模块通过无线模组将数据上传至云平台服务器；
（4）若机组主模块与云平台服务器联网失败，则进行本地存储7天；
（5）远程云端将上传至云平台服务器的监测数据进行对比分析，并给出运行报表，其中，报表内容包括累计运行电量，告警次数，实际数据查看，库门开关次数，压缩机启停次数，总计制冷时间，总计化霜时间；
（6）、最后远程云端将分析结果在电脑网页及手机APP端展示给用户；
（7）、云平台服务器对运行良好的及已经产生告警的制冷设备的数据作为参考，并与需要监控的目标设备作为持续对比，提前给出预警信息。
其中，所述并联压缩机监控模块的压缩机组运行数据记录包括压缩机用电量、日压缩机启停次数、压缩机运行电流、压缩机运行电压、压缩机排气温度、压缩机吸气温度；
所述冷凝器监控模块的监测数据包括冷凝温度、冷凝器用电量、冷凝器运行电流、冷凝器运行电压、库房存储设定温度、库房实际温度、膨胀阀后温度、蒸发器出口压力、库门开关次数、库房利用率、除霜电流、除霜频率、平均除霜时间和累计除霜时间。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种制冷设备预警系统，其特征在于：包括：机组主模块、从模块、云平台服务器、人机界面和客户端，所述从模块包括并联压缩机监控模块、冷凝器监控模块和蒸发器监控模块、所述人机界面与机组主模块建立通信连接，所述并联压缩机监控模块、冷凝器监控模块和蒸发器监控模块均通过RS485通讯线将数据传输至机组主模块，主控模块通过互联网连接至云平台服务器，云平台服务器与客户端建立通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种制冷设备预警系统，其特征在于：所述机组主模块包括环境温度监测/记录模块、电压保护模块、电流保护模块、相序保护模块、数据本地存储模块、电量保护模块、从模块通讯模块和通信模组，所述通信模组包括4G、2G和lOT。
3.根据权利要求2所述的一种制冷设备预警系统，其特征在于：所述并联压缩机监测模块包括一组压缩机监控模块，压缩机监测模块的数量根据压缩机保护模块的数量来配置，至少为6个；所述压缩机监控模块电压保护模块、电流保护模块、相序保护模块、温度保护模块、油流保护模块、高压保护模块、低压包括模块、油压保护模块、油位保护模块、频繁运行保护模块和机组模块保护；其中，温度保护包括排气温度保护和吸气温度保护，均使用NTC温度传感器对温度进行采集并对排气温度检测点的过高值及吸气温度的过低值进行保护；
电流保护使用交流电流互感器对电流进行采集并对电流过高值或三相间电流不平衡进行保护；
相序/电压保护使用电压互感器对电压进行采集并对错相、电压过低、过高或缺相进行保护；
油位保护通过油平衡检测器检测对油位长时间低于过低值进行保护；
油压保护通过机械/电子油压差监测器对油压差长时间过小进行保护；
油流保护同过油流量开关对系统油流量过小或没油进行保护；
机组模块保护通过压缩机内置保护模块对压缩机电机过热、运行错相进行保护；
高压/低压保护分为模拟量保护及开光量保护：模拟量保护通过外置高压/低压传感器进行监测，将电压/电流信号传递给监测模块转换为实际压力并对高压压力过高或者低压压力过低进行保护；开关量保护通过外置高压、低压开关将开关量信号传递至保护模块；
频繁运行保护是通过监测压缩机每小时运行频率，对压缩机运行过于频繁进行保护。
4.根据权利要求3所述的一种制冷设备预警系统，其特征在于：冷凝器监控模块包括冷凝水泵监控模块和一组冷凝风机监测模块，冷凝风机监测模块包括电量监测模块、电压保护模块、电流保护模块、冷凝温度保护模块和平衡运行保护模块；冷凝水泵监控模块包括电流保护模块、电压保护模块、相序保护模块、冷凝温度保护模块和平衡运行保护模块；其中，所述冷凝风机监测模块根据实际冷凝器配置的方式进行模块，数量至少为2个。
5.根据权利要求4所述的一种制冷设备预警系统，其特征在于：系统蒸发器监测模块包括一组冷风机监控模块，冷风机监控模块的数量可根据实际冷库中冷风机的数量来配置冷风机保护模块数量，最多8个，所述冷风机监控模块包括电量保护模块、电压保护模块、电流保护模块、温度保护模块、运行时间监测模块、化霜时间监测模块、低压压力保护模块、电流保护模块、相序保护模块、库温温度保护模块、回气温度保护模块、库温记录模块。
6.根据权利要求1所述的一种制冷设备预警系统，其特征在于：所述客户端包括手机app或者PC网页端。
7.一种制冷设备预警系统的工作方法，其特征在于：具体工作方法如下：
（1）、并联压缩机监控模块、冷凝器监控模块、蒸发器监控模块对冷库库房数据、环境数据、压缩机机组运行数据记录、冷凝器、蒸发器的监测数据；
（2）从模块的上述监测数据通过RS485通讯线路将数据传输至机组主模块；
（3）机组主模块通过无线模组将数据上传至云平台服务器；
（4）若机组主模块与云平台服务器联网失败，则进行本地存储7天；
（5）远程云端将上传至云平台服务器的监测数据进行对比分析，并给出运行报表，其中，报表内容包括累计运行电量，告警次数，实际数据查看，库门开关次数，压缩机启停次数，总计制冷时间，总计化霜时间；
（6）、最后远程云端将分析结果在电脑网页及手机APP端展示给用户；
（7）云平台服务器对运行良好的及已经产生告警的制冷设备的数据作为参考，并与需要监控的目标设备作为持续对比，提前给出预警信息。
8.根据权利要求7所述的一种制冷设备预警系统的工作方法，其特征在于：所述并联压缩机监控模块的压缩机组运行数据记录包括压缩机用电量、日压缩机启停次数、压缩机运行电流、压缩机运行电压、压缩机排气温度、压缩机吸气温度。
9.根据权利要求8所述的一种制冷设备预警系统的工作方法，其特征在于：所述冷凝器监控模块的监测数据包括冷凝温度、冷凝器用电量、冷凝器运行电流、冷凝器运行电压、库房存储设定温度、库房实际温度、膨胀阀后温度、蒸发器出口压力、库门开关次数、库房利用率、除霜电流、除霜频率、平均除霜时间和累计除霜时间。
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