CN115718453A

CN115718453A - 一种换热站设备自驱式智能巡检装置及方法

Info

Publication number: CN115718453A
Application number: CN202211535457.3A
Authority: CN
Inventors: 王元; 王院生; 张世钰; 张旭; 杨兵
Original assignee: Hefei Ruina Intelligent Energy Management Co ltd
Current assignee: Hefei Ruina Intelligent Energy Management Co ltd
Priority date: 2022-12-02
Filing date: 2022-12-02
Publication date: 2023-02-28

Abstract

本发明提供一种换热站设备自驱式智能巡检装置及方法，包括主控单元，该主控单元通过巡检变频拖动回路与巡检电机设备的变频器连接；AD数据采集电路，该AD数据采集电路通过内部总线与所述主控单元信号连接；巡检诊断输出电路，该巡检诊断输出电路通过TCP/IP协议与数据采集与可视化交互装置进行数据交互式连接，以及供电回路和状态检测电路。本发明通过主控单元可以实时接收各换热站设备的的实时状态数据，并与历史数据对比，根据异常数据差异程度决定下一次巡检间隔时间，这样可以做到无需人员定期现场巡检，数据及时上传；供电回路中具有蓄电池组，可以实现无需外部供电的功能，特别适合于后期站内无电源情况。

Description

一种换热站设备自驱式智能巡检装置及方法

技术领域

本发明涉及换热站技术领域，具体涉及一种用于换热站设备自驱式智能巡检装置及方法。

背景技术

集中供热具有节约减排和改善城市环境等方面的积极作用，而且日益成为城市公用事业的一个重要组成部分，是国家大力推广的冬季供热方式。随着供热行业日趋发展壮大，人民对供热质量和供热安全的需求日益提高，更加科学的对换热站进行管理就显得格外重要，换热站是连接供热站和用户极为重要的环节，不仅其工作的安全性、可靠性直接影响锅炉、热电联产电厂的安全及供热质量，而且对提高工作效能还具有十分重大的节能环保意义。

目前全部民用换热站及绝大部分公建站已经实现了对换热机组主管的温度、压力、流量、补水量、用电量等基础数据的远程检测以及对一次调节阀的远程自动控制功能，但现有数据和自动控制程度不足以为换热站在较长时间间隔内无人巡检的情况下的安全运行提供数据依据和安全保障。

现有技术中，如中国专利CN207115512U一种换热站智能巡检系统，其包括主控服务器，设置于控制中心；监控服务器，设置于每个换热站基站内；手持移动终端，至少一个被配置于巡检员手中。现有技术是需要多个巡检员手持巡检设备配合巡检，需要多次定期巡检，成本较高，没法做到每时每刻对换热站内的全部重要数据及环境情况进行监控与记录，发生突发事件时不能够进行简单的紧急处理并发出报警信息，也没法对数据进行及时上传，效率低下，存在较大的安全隐患。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种能够实现换热站设备自动巡检的装置及方法，具体技术方案如下：

一种换热站设备自驱式智能巡检装置，包括：

主控单元，该主控单元用于接收和反馈信号，并通过无线远程模块与集控平台进行通讯连接，该主控单元通过巡检变频拖动回路与巡检电机设备的变频器连接；

供电回路，该供电回路用于向巡检电机设备进行供电；

AD数据采集电路，该AD数据采集电路通过内部总线与所述主控单元信号连接；

状态检测电路，该状态检测电路用于检测换热器设备的阀门状态、仪表状态、管路压力状态和循环水温度状态；以及

巡检诊断输出电路，该巡检诊断输出电路通过TCP/IP协议与数据采集与监视控制系统进行数据交互式连接。

进一步地，所述供电回路包括串联的第一逆变装置和第二逆变装置，以及依次串联的充电装置、蓄电池组和稳压器，其中稳压器的输入输出端连接所述第二逆变装置的输入输出端。

本发明还提供一种换热站设备自驱式智能巡检方法，所述方法包括如下步骤：

S1、通过主控单元实时读取供电回路、AD数据采集电路和状态检测电路的状态数据，并记录状态值；

S2、将状态数据置于实时数据库，与历史运行数据对比，若状态数据属于正常数据，则实时记录，并返回S1继续获取状态数据，若状态数据属于故障数据，则跳转执行S3；

S3、根据故障数据的异常差异程度，自动计算下一次巡检间隔时间，并结合内置电源设备的供电容量，提醒设备可运行时长。

由以上技术方案可知，本发明通过主控单元可以实时接收各换热站设备的的实时状态数据，并与历史数据对比，根据异常数据差异程度决定下一次巡检间隔时间，这样可以做到无需人员定期现场巡检，数据及时上传；供电回路中具有蓄电池组，可以实现无需外部供电的功能，特别适合于后期站内无电源情况；本发明的设备整体占地空间小，便于安装，也能够实现移动便携式，产品灵活性很高。

附图说明

图1为本发明智能巡检装置的整体结构示意图；

图2为本发明智能巡检方法的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，在详细说明本发明各实施例的技术方案前，对所涉及的名词和术语进行解释说明，在本说明书中，名称相同或标号相同的部件代表相似或相同的结构，且仅限于示意的目的。

如图1所示，本发明的换热站设备自驱式智能巡检装置，包含主控单元1、供电回路2、AD数据采集电路3、状态检测电路4、巡检诊断输出电路5和切换装置8。主控单元1用于数据采集、运算、控制、报警、远传等系列功能。

主控单元1采用基于codesys系统平台的施耐德M241系列TM241CE24R主机，主控单元1用于接收和反馈信号，并通过无线远程模块与集控平台进行通讯连接。主控单元1通过巡检变频拖动回路与巡检电机设备的变频器7连接，变频器7用于控制巡检电机设备6。巡检变频拖动回路具体是一次回路采用变频器直接拖动电机，巡检装置内变频器输出转矩确保能克服设备的静阻转矩，能拖动设备转动且反馈转速，从而满足巡检需求。

主控单元1还信号连接有设备巡检切换装置8，当选择手动巡检状态时，通过主控单元依次读取供电回路2、AD数据采集电路3和状态检测电路4的状态数据进行换热站设备巡检；当选择自动巡检状态时，主控单元1按照周期对换热站设备进行巡检，记录状态数据并上传至集控平台，若主控单元1接收到运行指令则自动退出巡检。手动巡检和自动巡检是设备巡检的一种状态，用一个bool量进行选择，默认是0为手动巡检，1为自动巡检。手动巡检就需要人为去触发巡检开始指令，然后按顺序依次进行设备的巡检工作。自动巡检就关联设备的巡检故障率，一次巡检设备故障率高，下次自动巡检间隔周期就短，确保设备提前故障处理，设备均处于健康状态。反之，则可延长巡检间隔周期。

手动巡检为在线实现设备健康情况检测，此时由人为触发巡检指令，按既定的逻辑及顺序进行各设备的状态检测。自动巡检为系统按默认的周期进行设备依次巡检，记录巡检结果，并同步将设备信息上传集控平台，当系统触发运行指令后，自动退出巡检，按既定自动逻辑进行设备的运行。

供电回路2用于向巡检装置提供一次和二次供电，确保在无外部供电情况下，设备任然能正常工作。供电回路2包括串联的第一逆变装置21和第二逆变装置22，以及依次串联的充电装置23、蓄电池组24和稳压器25，其中稳压器25的输入输出端连接第二逆变装置22的输入输出端。第一逆变装置21和第二逆变装置22构成整流逆变装置，用于实现电源的转换。蓄电池组24用于提供内部电源，可以无需外部供电，特别适合于后期站内无电源情况，此系统仍正常使用。

AD数据采集电路3，该AD数据采集电路3通过内部总线与主控单元1信号连接，AD数据采集电路能够采集压力、温度、液位、湿度、电流、电压和阀位等信息。系统正常运行时，主控单元1实时记录设备正常运行时刻的各设备状态数据，并针对AD数据进行偏差修正，可允许适当数据偏差，但针对开关量数据不进行任何修正。

状态检测电路4，该状态检测电路4用于检测换热器设备的阀门状态、仪表状态、管路压力状态和循环水温度状态。

巡检诊断输出电路5，该巡检诊断输出电路5依次通过TCP/IP协议51与数据采集52与监视控制系统53进行数据交互式连接。

本系统具有很多附加功能，比如主控单元还通过RS485总线连接可视化交互装置9和多个计量设备10，其中可视化交互装置9用于进行设备操作和数据巡查，可进行相关命令的下达，计量设备10包括计量电表、计量热表、计量水表、室内温湿度传感器。本发明还包括外接的开关电源11，该开关电源的电源输出端分别连接主控单元1和AD数据采集电路3。

本发明另外还提供一种换热站设备自驱式智能巡检方法，采用上述的换热站设备自驱式智能巡检装置，如图2所示，方法包括如下步骤：

S1、通过主控单元实时读取供电回路、AD数据采集电路和状态检测电路的状态数据，并记录状态值。

状态数据包括：阀门设备运行、故障、反馈的状态数据；传感器设备断线、短路、超量程、低量程的状态数据；变频器给定、反馈、运行、故障的状态数据；仪表通讯状态、通讯数据的状态数据；充电装置内部运行及故障的状态数据；第一逆变装置和第二逆变装置内部运行及故障的状态数据；以及蓄电池组浮充电电流及端电压的状态数据。

S2、将状态数据置于实时数据库，与历史运行数据对比，若状态数据属于正常数据，则实时记录，并返回S1继续获取状态数据，若状态数据属于故障数据，则跳转执行S3。

巡检过程中设备的反馈信息和系统正常运行数据进行比对，其中开关量信息不进行修正，实时数据信息结合系统所处时间段，可修正压力、温度、瞬时数据、累计数据等信息，因巡检状态为非系统运行状态，故此类数据均和正常运行时候会有差别，需要干预或者默认此类数据正常。

S3、根据故障数据的异常差异程度，自动计算下一次换热站设备巡检间隔时间，并结合内置电源设备的供电容量，提醒设备可运行时长。

邻近两次巡检周期内，原有记录异常数据，仍然没有处理，会自动缩减巡检周期，缩减巡检周期是可以设定或者自动按设备巡检故障量多少进行相应的周期缩减，然后及时上传设备状态至集控平台，提醒要确保设备正常运行，需要及时排处故障点，以免影响系统正常运行。下一次换热站设备巡检间隔时间T₁的具体计算公式为：

其中，T₀为上一次换热站设备巡检间隔时间，H为换热站设备巡检故障量，A为换热站设备总量，a为系统系数。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种换热站设备自驱式智能巡检装置，其特征在于，包括：

供电回路，该供电回路用于向巡检电机设备进行供电；

2.根据权利要求1所述的换热站设备自驱式智能巡检装置，其特征在于，所述供电回路包括串联的第一逆变装置和第二逆变装置，以及依次串联的充电装置、蓄电池组和稳压器，其中稳压器的输入输出端连接所述第二逆变装置的输入输出端。

3.根据权利要求1所述的换热站设备自驱式智能巡检装置，其特征在于，所述主控单元还信号连接有设备巡检切换装置，当选择手动巡检状态时，通过主控单元依次读取供电回路、AD数据采集电路和状态检测电路的状态数据进行换热站设备巡检；当选择自动巡检状态时，主控单元按照周期对换热站设备进行巡检，记录状态数据并上传至集控平台，若主控单元接收到运行指令则自动退出巡检。

4.根据权利要求1所述的换热站设备自驱式智能巡检装置，其特征在于，所述主控单元通过RS485总线连接多个计量设备。

5.根据权利要求4所述的换热站设备自驱式智能巡检装置，其特征在于，所述计量设备包括计量电表、计量热表、计量水表、室内温湿度传感器。

6.根据权利要求1所述的换热站设备自驱式智能巡检装置，其特征在于，还包括外接的开关电源，该开关电源的电源输出端分别连接主控单元和AD数据采集电路。

7.一种换热站设备自驱式智能巡检方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的换热站设备自驱式智能巡检装置，所述方法包括如下步骤：

8.根据权利要求7所述的换热站设备自驱式智能巡检方法，其特征在于，所述状态数据包括：

阀门设备运行、故障、反馈的状态数据；

传感器设备断线、短路、超量程、低量程的状态数据；

变频器给定、反馈、运行、故障的状态数据；

仪表通讯状态、通讯数据的状态数据；

充电装置内部运行及故障的状态数据；

第一逆变装置和第二逆变装置内部运行及故障的状态数据；以及

蓄电池组浮充电电流及端电压的状态数据。

9.根据权利要求7所述的换热站设备自驱式智能巡检方法，其特征在于，所述根据故障数据的异常差异程度，自动计算下一次换热站设备巡检间隔时间，具体计算公式为：

其中，T₁为下一次换热站设备巡检间隔时间，T₀为上一次换热站设备巡检间隔时间，H为换热站设备巡检故障量，A为换热站设备总量，a为系统系数。