CN113759808A - 风机监控系统、方法、装置以及计算机存储介质 - Google Patents

风机监控系统、方法、装置以及计算机存储介质 Download PDF

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孙旭宁
付军
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刘道煌
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Abstract

本发明公开了一种风机监控系统，包括：若干个风机、动力电路、启停控制装置和人机监控平台，其中，所述启停控制装置采用硬接线方式电连接至所述动力电路，所述人机监控平台采用现场总线方式通讯连接至所述动力电路，并由所述动力电路控制驱动若干个所述风机。其可以解决目前发电机的控制系统难以做到在各种工作环境中对特种发电机的灵活控制以及可视化监控的问题。

Description

风机监控系统、方法、装置以及计算机存储介质
技术领域
本发明涉及发电机控制技术领域，尤其涉及到一种风机监控系统、一种风机监控方法、一种风机监控装置以及一种计算机存储介质。
背景技术
发电机控制装置可以实现对发电机的起励、灭磁以及监测状态等功能，特别是对发电机在工作现场的工作状态的监控尤为重要。然而发电机往往需要适应于安装在各种恶劣环境中，目前发电机的控制系统难以做到在各种工作环境中对特种发电机的灵活控制以及可视化监控。因此，提出一种环境适应度高、控制灵活以及可是性强的风机监控系统是当前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种风机监控系统、一种风机监控方法、一种风机监控装置以及一种计算机存储介质，其可以解决的目前发电机的控制系统难以做到在各种工作环境中对特种发电机的灵活控制以及可视化监控的问题。
一方面，本发明实施例提供了一种风机监控方法，包括：若干个风机、动力电路、启停控制装置和人机监控平台，其中，所述启停控制装置采用硬接线方式电连接至所述动力电路，所述人机监控平台采用现场总线方式通讯连接至所述动力电路，并由所述动力电路控制驱动若干个所述风机。
在本发明的一个实施例中，所述动力电路包括：动力电源、电机启动器和软启动器，所述动力电源采用380V三相交流电源，电连接至所述电机启动器，所述电机启动器电连接至所述软启动器、启停控制装置以及人机监控平台。
在本发明的一个实施例中，所述启停控制装置包括：辅助电源、启停开关和中间继电器，所述辅助电源电连接至所述启停开关，所述启停开关电连接至所述中间继电器，所述中间继电器电连接至所述电机启动器。
在本发明的一个实施例中，所述人机监控平台，包括嵌入式控制器、总线驱动器、温度采集电路以及监视器，所述嵌入式控制器包括DSP控制电路和FPGA控制电路，所述DSP控制电路通讯连接至所述总线驱动器和所述监视器，所述FPGA控制电路通讯连接至所述温度采集电路。
在本发明的一个实施例中，所述DSP控制电路包括CAN总线接口和RS232总线接口，分别通过对应的CAN接口控制器和RS232接口控制器与所述总线驱动器通讯连接。
另一方面，本发明实施例提出一种风机监控方法，包括：响应于用户的开关控制操作，控制辅助电源为中间继电器供电，驱动所述中间继电器的常开触点吸合；由动力电源为电机启动器的线圈供电，当所述中间继电器闭合后，所述电机启动器的线圈通电，带动所述电机启动器的主触点吸合；所述电机启动器启动后经由软启动器对外输出；所述风机监控方法适用于前述中任意一个实施例所述的风机监控系统。
又一方面，本发明实施例提出一种风机监控方法，包括：由工作现场的温度传感器将温度数据发送到嵌入式控制器；由所述嵌入式控制器做出判断后下达风机启停指令，并通过CAN通讯方式或RS232通讯方式发送到总线驱动器；由所述总线驱动器接收所述风机启停指令，所述总线驱动器上的多路输出接口的通断状态发生翻转，对应风机的电机启动器随之吸合或断开，完成对所述风机的远程调控；所述风机监控方法适用于上述中任意一个实施例所述的风机监控系统。
再一方面，本发明实施例提出一种风机监控装置，包括：温度数据发送模块，用于由工作现场的温度传感器将温度数据发送到嵌入式控制器；启停指令发送模块，用于由所述嵌入式控制器做出判断后下达风机启停指令，并通过CAN通讯方式或RS232通讯方式发送到总线驱动器；驱动控制模块，用于由所述总线驱动器接收所述风机启停指令，所述总线驱动器上的多路输出接口的通断状态发生翻转，对应风机的电机启动器随之吸合或断开，完成对所述风机的远程调控。
再另一方面，本发明实施例提出一种风机监控系统，包括：存储器和连接所述存储器的一个或多个处理器，存储器存储有计算机程序，处理器用于执行所述计算机程序以实现上述实施例所述的风机监控方法。
又一方面，本发明实施例提出一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上述实施例所述的风机监控方法。
由上可知，通过本发明所构思的上述方案与现有技术相比，可以具有如下一个或多个有益效果：通过启停控制装置采用硬接线方式电连接至动力电路，人机监控平台采用现场总线方式通讯连接至动力电路，并由动力电路控制驱动若干个风机，能够实现对风机的现场控制和远程控制，适应于各种工作环境，可以同时满足在有人和无人工况下对风机的灵活控制；人机监控平台的嵌入式控制器采用DSP+FPGA控制架构，DSP控制电路连接监视器，FPGA控制电路连接温度采集电路，能够实时获取风机工作的温度信息以及实现可视化监控。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其他方面的特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定。还应当知道，除非另外指出，不必要依比例绘制附图，它们仅仅力图概念地说明此处描述的结构和流程。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的风机监控系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的风机监控系统的具体控制原理示意图；
图3a至3d为本发明实施例提供的风机监控系统的嵌入式控制器的引脚控制示意图；
图4为本发明实施例提供的一种风机监控方法的流程图；
图5为本发明实施例提供的另一种风机监控方法的流程图
图6为本发明实施例提供的风机监控装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的风机监控系统的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的计算机存储介质的结构示意图。
附图标记说明
11：风机；12：动力电路；13：启停控制装置；14：人机监控平台；15：温度传感器；
121：动力电源；122：电机启动器；123：软启动器；131：辅助电源；132：启停开关；133：中间继电器；141：嵌入式控制器；142：总线驱动器；143：温度采集电路；144：监视器；
1411：DSP控制电路；1412：FPGA控制电路；
步骤S21至S23：风机监控方法的步骤；
步骤S31至S33：风机监控方法的步骤；
41：风机监控装置；401：温度数据发送模块；402：启停指令发送模块；403：驱动控制模块；
50：风机监控系统；51：处理器；52：存储器；
60：计算机存储介质。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相组合。下面将参考附图并结合实施例来说明本发明。
为了使本领域普通技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，都应当属于本发明的保护范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等适用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外。术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备国有的其它步骤或单元。
还需要说明的是，本发明中多个实施例的划分仅是为了描述的方便，不应构成特别的限定，各种实施例中的特征在不矛盾的情况下可以相结合，相互引用。
【第一实施例】
如图1所示，本发明第一实施例提出一种风机监控系统，例如包括：若干个风机11、动力电路12、启停控制装置13和人机监控平台14。其中，启停控制装置13采用硬接线方式电连接至动力电路12，用于用户在电机工作现场直接控制一个或多个风机11。人机监控平台13采用现场总线方式通讯连接至动力电路12，由动力电路12驱动风机11，实现以远程控制的方式自动控制一个或多个风机11。
具体的，动力电路12例如包括：动力电源121、电机启动器122和软启动器123，所述动力电源采用380V三相交流电源，电连接至电机启动器122进行供电，该电机启动器122电连接至软启动器123，经由软启动器123控制风机11的启动和停止，可以实现在整个起动过程中无冲击而平滑的起动风机,而且可根据风机负载的特性来调节起动过程中的参数,如限流值、起动时间等。
进一步的，电机启动器122还连接启停控制装置13以及人机监控平台14。其中，如图2所示，启停控制装置13例如包括：辅助电源131、启停开关132和中间继电器133。启停开关132电连接在辅助电源131和中间继电器133之间，由辅助电源131为中间继电器133进行供电，启停开关132控制供电线路通断，启停开关132例如为一个开关按钮，可由用户手动控制闭合与断开。中间继电器133电连接至电机启动器13，当中间继电器133的常开触点吸合后，动力电源121为电机启动器122的线圈通电，带动主触电吸合，经由软启动器123输出，实现开环控制。
人机监控平台14例如包括：嵌入式控制器141、总线驱动器142、温度采集电路143以及监视器144。其中，嵌入式控制器141例如包括DSP控制电路1411和FPGA控制电路1412，如图3a至3d所示为嵌入式控制器141的控制引脚示意图。DSP控制电路1411通讯连接至总线驱动器142和监视器144，FPGA控制电路1412通讯连接至温度采集电路143。
进一步的，风机11的工作现场设置有对应的温度传感器15，例如采用Pt100铂电阻传感器，通过R→U→F换算，用于实时感测风机11在当前作业现场的温度信息并发送至温度采集电路143，进一步传输至嵌入式控制器141进行数据处理，由嵌入式控制器141做出判断后，下达相应的风机启停控制指令。根据该控制指令，总线驱动器142上的多路输出接口的通断状态发生翻转，对应风机11的电机启动器122随之吸合或断开，完成对风机11的远程调控，实现闭环控制。
同时，经由监视器144，用户可以实时监测各个风机11的控制状态，在出现故障问题时进行报警，便于用户及时执行相应的调节操作，风机监控系统整体具有冗余度高、可视性强、报警及时、可靠性高等优点。
进一步的，DSP控制电路1411例如包括CAN总线接口和RS232总线接口，分别通过对应的CAN接口控制器和RS232接口控制器与总线驱动器142通讯连接。当然，在本实施例的其它实施方式中，DSP控制电路1411也可以通过其它通讯协议以及对应的协议接口与总线驱动器142进行通讯连接，本发明并不以此为限制。
综上所述，本发明实施例提出的一种风机监控系统，通过启停控制装置采用硬接线方式电连接至动力电路，人机监控平台采用现场总线方式通讯连接至动力电路，并由动力电路控制驱动若干个风机，能够实现对风机的现场控制和远程控制，适应于各种工作环境，可以同时满足在有人和无人工况下对风机的灵活控制；人机监控平台的嵌入式控制器采用DSP+FPGA控制架构，DSP控制电路连接监视器，FPGA控制电路连接温度采集电路，能够实时获取风机工作的温度信息以及实现可视化监控。
【第二实施例】
如图4所示，本发明第二实施例提出一种风机监控方法，包括如下步骤：步骤S21响应于用户的开关控制操作，控制辅助电源为中间继电器供电，驱动所述中间继电器的常开触点吸合；步骤S22由动力电源为电机启动器的线圈供电，当所述中间继电器闭合后，所述电机启动器的线圈通电，带动所述电机启动器的主触点吸合；步骤S23所述电机启动器启动后经由软启动器对外输出。
需要说明的是，本发明第二实施例公开的风机监控方法适用于前述第一实施例中所述的风机监控系统，具体的风机监控系统的架构及功能如第一实施例中所述，故在此不再进行详细讲述，且本实施例的有益效果同前述第一实施例的有益效果相同。
【第三实施例】
如图5所示，本发明第三实施例提出一种风机监控方法，包括如下步骤：步骤S31由工作现场的温度传感器将温度数据发送到嵌入式控制器；步骤S32由所述嵌入式控制器做出判断后下达风机启停指令，并通过CAN通讯方式或RS232通讯方式发送到总线驱动器；步骤S33由所述总线驱动器接收所述风机启停指令，所述总线驱动器上的多路输出接口的通断状态发生翻转，对应风机的电机启动器随之吸合或断开，完成对所述风机的远程调控。
需要说明的是，本发明第三实施例公开的风机监控方法适用于前述第一实施例中所述的风机监控系统，具体的风机监控系统的架构及功能如第一实施例中所述，故在此不再进行详细讲述，且本实施例的有益效果同前述第一实施例的有益效果相同。
【第四实施例】
如图6所示，本发明第四实施例提出了一种风机监控装置40，例如包括：温度数据发送模块401、启停指令发送模块402、驱动控制模块403。
其中，温度数据发送模块401用于由工作现场的温度传感器将温度数据发送到嵌入式控制器。启停指令发送模块402用于由所述嵌入式控制器做出判断后下达风机启停指令，并通过CAN通讯方式或RS232通讯方式发送到总线驱动器。驱动控制模块403用于由所述总线驱动器接收所述风机启停指令，所述总线驱动器上的多路输出接口的通断状态发生翻转，对应风机的电机启动器随之吸合或断开，完成对所述风机的远程调控。
本发明第四实施例公开的风机监控装置40所实现的风机监控方法如前述第三实施例所述，故在此不再进行详细讲述。可选地，第四实施例中的各个模块和上述其他操作或功能分别为了实现第三实施例所述的方法，且本实施例的有益效果同前述第三实施例所述的风机监控方法的有益效果相同，为了简洁，不在此赘述。
【第五实施例】
如图7所示，本发明第五实施例提出一种风机监控系统50，例如包括：存储器52和连接存储器52的一个或多个处理器51。存储器52存储有计算机程序，处理器51用于执行所述计算机程序以实现如第三实施例所述的风机监控方法。具体的风机监控方法可参考第三实施例所述的方法，为了简洁在此不再赘述，且本实施例提供的风机监控系统50的有益效果与第三实施例提供的风机监控方法的有益效果相同。
【第六实施例】
如图8所示，本发明第四实施例提出一种计算机存储介质60，计算机存储介质60为非易失性存储器且存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时，例如使得所述一个或多个处理器执行前述第三实施例所述的风机监控方法。具体方法可参考第三实施例所述的方法，为了简洁在此不再赘述，且本实施例提供的计算机存储介质40的有益效果同第三实施例提供的风机监控方法的有益效果相同。
此外，可以理解的是，前述各个实施例仅为本发明的示例性说明，在技术特征不冲突、结构不矛盾、不违背本发明的发明目的前提下，各个实施例的技术方案可以任意组合、搭配使用。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和/或方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元/模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多路单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元/模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元/模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多路网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元/模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元/模块可以集成在一个处理单元/模块中，也可以是各个单元/模块单独物理存在，也可以两个或两个以上单元/模块集成在一个单元/模块中。上述集成的单元/模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元/模块的形式实现。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种风机监控系统，其特征在于，包括：若干个风机、动力电路、启停控制装置和人机监控平台，其中，所述启停控制装置采用硬接线方式电连接至所述动力电路，所述人机监控平台采用现场总线方式通讯连接至所述动力电路，并由所述动力电路控制驱动若干个所述风机。
2.根据权利要求1所述的风机监控系统，其特征在于，所述动力电路包括：动力电源、电机启动器和软启动器，所述动力电源采用380V三相交流电源，电连接至所述电机启动器，所述电机启动器电连接至所述软启动器、启停控制装置以及人机监控平台。
3.根据权利要求2所述的风机监控系统，其特征在于，所述启停控制装置包括：辅助电源、启停开关和中间继电器，所述辅助电源电连接至所述启停开关，所述启停开关电连接至所述中间继电器，所述中间继电器电连接至所述电机启动器。
4.根据权利要求1所述的风机监控系统，其特征在于，所述人机监控平台，包括嵌入式控制器、总线驱动器、温度采集电路以及监视器，所述嵌入式控制器包括DSP控制电路和FPGA控制电路，所述DSP控制电路通讯连接至所述总线驱动器和所述监视器，所述FPGA控制电路通讯连接至所述温度采集电路。
5.根据权利要求4所述的风机监控系统，其特征在于，所述DSP控制电路包括CAN总线接口和RS232总线接口，分别通过对应的CAN接口控制器和RS232接口控制器与所述总线驱动器通讯连接。
6.一种风机监控方法，其特征在于，包括：
响应于用户的开关控制操作，控制辅助电源为中间继电器供电，驱动所述中间继电器的常开触点吸合；
由动力电源为电机启动器的线圈供电，当所述中间继电器闭合后，所述电机启动器的线圈通电，带动所述电机启动器的主触点吸合；
所述电机启动器启动后经由软启动器对外输出；
所述风机监控方法适用于权利要求1至5中任意一项所述的风机监控系统。
7.一种风机监控方法，其特征在于，包括：
由工作现场的温度传感器将温度数据发送到嵌入式控制器；
由所述嵌入式控制器做出判断后下达风机启停指令，并通过CAN通讯方式或RS232通讯方式发送到总线驱动器；
由所述总线驱动器接收所述风机启停指令，所述总线驱动器上的多路输出接口的通断状态发生翻转，对应风机的电机启动器随之吸合或断开，完成对所述风机的远程调控；
所述风机监控方法适用于权利要求1至5中任意一项所述的风机监控系统。
8.一种风机监控装置，其特征在于，包括：
温度数据发送模块，用于由工作现场的温度传感器将温度数据发送到嵌入式控制器；
启停指令发送模块，用于由所述嵌入式控制器做出判断后下达风机启停指令，并通过CAN通讯方式或RS232通讯方式发送到总线驱动器；
驱动控制模块，用于由所述总线驱动器接收所述风机启停指令，所述总线驱动器上的多路输出接口的通断状态发生翻转，对应风机的电机启动器随之吸合或断开，完成对所述风机的远程调控。
9.一种风机监控系统，其特征在于，包括：存储器和连接所述存储器的一个或多个处理器，存储器存储有计算机程序，处理器用于执行所述计算机程序以实现权利要求7所述的风机监控方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行权利要求7所述的风机监控方法。
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