CN206710851U - 基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统 - Google Patents
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Abstract
基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统，包括数据监测节点、嵌入式控制器和应急除尘装置；在工业除尘设备的关键位置各设置一个数据监测节点，工业除尘设备的关键位置包括收尘管道、集尘桶以及将收尘管道与集尘桶相连接的除尘输送管道。每个数据监测节点均包括温度传感器、流量传感器和压力传感器；应急除尘装置以及每个数据监测节点中的温度传感器、流量传感器和压力传感器，均与嵌入式控制器相连接；嵌入式控制器中内置有时钟模块和电源模块。本实用新型能解决目前除尘设备检修和维护需要大量人力资源的问题，同时弥补了物理量监测单一的缺陷，实现对工业除尘设备全面有效的监控，维护其安全稳定运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业除尘设备智能监控技术领域，特别是一种基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统。
背景技术
随着金属、机械工业、塑料工业、有机合成工业和粮食加工工业等行业的迅速发展，对原料、成品进行粉体加工的企业迅速增多，伴随而来的是易爆行业不断增加的粉尘爆炸危险和严重的大气污染。据相关资料显示，我国近几年因粉尘爆炸和污染带来的损失不断上升，造成的危害也触目惊心。
仅2014年江苏昆山某金属制品公司发生的粉尘爆炸事故就造成了75人死亡、185人受伤，事故原因为除尘设备未按规定清理，导致粉尘浓度过高，遇明火发生燃爆。
国家强制要求工厂必须安装除尘设备，然而依然造成巨大的损失。根据国家环保部门每月的调查报告得知，大部分事故都是由于除尘设备的失灵造成的。而这种失灵的原因主要是目前除尘器系统日常维护需要高昂的成本，再加上企业安全意识淡薄，相当部分企业没有对这些设备维护到位甚至违规维护或零维护。
目前，随着嵌入式技术的不断发展，嵌入控制器因其体积小、可靠性高、功能强、灵活方便等许多优点,其应用已深入到工业、农业、教育、国防、科研以及日常生活等各个领域,对各行各业的技术改造、产品更新换代、加速自动化进程、提高生产率等方面起到了极其重要的推动作用。
基于以上需求和技术发展，为工业除尘设备安装适合的监控预警系统是必要且可行的。可以减少人力巡视，同时降低安全风险问题，维护工业除尘设备稳定运行。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统，该基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统能解决目前除尘设备检修和维护需要大量人力资源的问题，同时弥补了物理量监测单一的缺陷，实现对工业除尘设备全面有效的监控，维护其安全稳定运行。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统，包括数据监测节点、嵌入式控制器和应急除尘装置。
工业除尘设备包括收尘管道、集尘桶以及将收尘管道与集尘桶相连接的除尘输送管道，其中，收尘管道与粉尘产生工位相连接。
在粉尘产生工位与收尘管道的接口部位、除尘输送管道与集尘桶的接口部位各设置一个所述数据监测节点。
每个数据监测节点均包括温度传感器、流量传感器和压力传感器，其中，温度传感器用于监测对应数据监测节点处管道内的粉尘温度，流量传感器用于监测对应数据监测节点处管道内的粉尘流量，压力传感器用于监测对应数据监测节点处管道内的管道压力。
应急除尘装置以及每个数据监测节点中的温度传感器、流量传感器和压力传感器，均与嵌入式控制器相连接。
嵌入式控制器中内置有时钟模块和电源模块。
还包括智能显示终端，该智能显示终端分别与嵌入式控制器和应急除尘装置无线连接。
所述智能显示终端为智能手机、IPAD或电脑。
当除尘输送管道具有拐点时，在除尘输送管道的拐点部位也设置有所述数据监测节点。
应急除尘装置为防爆设备或通风净化设备。
本实用新型采用上述结构后，具有如下有益效果：
1.本实用新型区别于传统对单一物理量的监测，采用了多传感器数据融合技术，通过在工业除尘设备的关键位置布置数据监测节点，对每个数据监测节点均采集粉尘温度、粉尘流量和管道压力等多种物理量 ，再对数据进行像素级的信息提取、融合和分析，实现对除尘设备区域及整体的监测的运行状况的决策分析。
2.本实用新型能将分析得到的结果通过互联网推送到智能终端，避免了传统巡视检修的人力资源浪费现象。
3.本实用新型在监测的基础上加入反馈控制环节，从而有效避免了因未能及时控制而导致的爆燃。
附图说明
图1显示了本实用新型一种基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统的结构示意图。
图2显示了本实用新型中嵌入式控制器的连接框图。
其中有：1.数据监测节点；2.嵌入式控制器；3.智能显示终端；4.应急除尘装置。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，一种基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统，包括数据监测节点1、嵌入式控制器2、智能显示终端3和应急除尘装置4。
工业除尘设备包括收尘管道、集尘桶以及将收尘管道与集尘桶相连接的除尘输送管道，其中，收尘管道与粉尘产生工位相连接。
粉尘产生工位优选为打磨抛光工位。
在工业除尘设备的关键位置各设置一个数据监测节点。
工业除尘设备的关键位置包括粉尘产生工位与收尘管道的接口部位以及除尘输送管道与集尘桶的接口部位。
当除尘输送管道具有拐点时，除尘输送管道的拐点部位也构成工业除尘设备的关键位置，因此，除尘输送管道的拐点部位也设置有所述数据监测节点。
每个数据监测节点均包括温度传感器、流量传感器和压力传感器，其中，温度传感器用于监测对应数据监测节点处管道内的粉尘温度，流量传感器用于监测对应数据监测节点处管道内的粉尘流量，压力传感器用于监测对应数据监测节点处管道内的管道压力。
应急除尘装置以及每个数据监测节点中的温度传感器、流量传感器和压力传感器，均与嵌入式控制器相连接。
嵌入式控制器中内置有无线收发模块、时钟模块、电源模块以及存储单元。
嵌入式控制器的型号优选为ARM11。
时钟模块用于采集数据的时间同步，电源模块用于供电，存储单元用于数据存储。
无线收发模块采用ZigBee技术单播模式无线发布至互联网进而推送到智能显示终端。
上述智能显示终端优选为智能手机、IPAD或电脑等。智能显示终端根据需要设置，该智能显示终端分别与嵌入式控制器和应急除尘装置无线连接。
上述应急除尘装置优选为防爆设备或通风净化设备等。
一种基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控方法，包括如下步骤。
步骤1，数据监测节点布置：在工业除尘设备的关键位置各布置一个数据监测节点，工业除尘设备的关键位置包括粉尘产生工位与收尘管道的接口部位以及除尘输送管道与集尘桶的接口部位。当除尘输送管道具有拐点时，除尘输送管道的拐点部位也构成工业除尘设备的关键位置。
本实用新型中的数据监测节点优选布置为三个，也即在粉尘产生工位与收尘管道的接口部位、除尘输送管道的拐点部位和除尘输送管道与集尘桶的接口部位各布置一个。
在每个数据监测节点处的管道内均分别布置温度传感器、流量传感器和压力传感器。
步骤2，粉尘温度、粉尘流量以及管道压力数据采集：布置在对应数据监测节点处的温度传感器、流量传感器和压力传感器，分别对该数据监测节点处管道内的粉尘温度、粉尘流量以及管道压力数据进行采集，并将采集后的粉尘温度、粉尘流量以及管道压力数据均传送给嵌入式控制器。
步骤3，数据处理：嵌入式控制器将接收到的所有粉尘温度、粉尘流量以及管道压力数据均经过时间和位置匹配后，采用多传感器数据融合算法，将时间和位置匹配后的采集数据进行像素级的融合和分析，得到工业除尘设备每个数据监测点的温度、粉尘流量及管道压力。
步骤4，工业除尘设备当前工作状态判定：嵌入式控制器将步骤3得到的工业除尘设备每个数据监测点的温度、粉尘流量及管道压力，与每个数据监测点设定的粉尘温度、设定粉尘流量和设定管道压力，进行比较并判定工业除尘设备的当前工作状态是否安全。
上述设定粉尘温度范围优选为30~180℃，设定管道压力范围优选为0.005~0.15KN/m3，设定粉尘流量范围优选为≤60mg/m3。
只有当工业除尘设备的当前各数据监测点粉尘温度、当前各数据监测点粉尘流量以及当前各数据监测点管道压力均在设定范围内时，方判定工业除尘设备的当前工作状态处于安全状态。
也即当工业除尘设备的当前各数据监测点粉尘温度、当前各数据监测点粉尘流量以及当前各数据监测点管道压力满足下式要求时，判定系统安全。
上式中，为当前各数据监测点粉尘温度，为当前各数据监测点管道压力，为当前各数据监测点粉尘流量。
否则，判定除尘设备异常。
步骤5，应急处理：当步骤4的判定结果为工业除尘设备的当前工作状态异常时，应急除尘装置启动，对工业除尘设备进行应急强制通风除尘。
嵌入式控制器对工业除尘设备当前工作状态的判定结果，有如下两种优选处理方式：
1.直接根据判断结果，自动开启应急除尘装置。
2.采用ZigBee技术单播模式无线发布至互联网进而推送到智能显示终端，由维护人员根据智能显示终端上显示的工业除尘设备当前工作状态的判定结果，能远程手动控制应急除尘装置的开启。
在智能显示终端界面上，可以显示工业除尘设备中各数据监测点的温度、流量以及压力等数值以及实时变化曲线，并能进行预警。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统，其特征在于：包括数据监测节点、嵌入式控制器和应急除尘装置；
工业除尘设备包括收尘管道、集尘桶以及将收尘管道与集尘桶相连接的除尘输送管道，其中，收尘管道与粉尘产生工位相连接；
在粉尘产生工位与收尘管道的接口部位、除尘输送管道与集尘桶的接口部位各设置一个所述数据监测节点；
每个数据监测节点均包括温度传感器、流量传感器和压力传感器，其中，温度传感器用于监测对应数据监测节点处管道内的粉尘温度，流量传感器用于监测对应数据监测节点处管道内的粉尘流量，压力传感器用于监测对应数据监测节点处管道内的管道压力；
应急除尘装置以及每个数据监测节点中的温度传感器、流量传感器和压力传感器，均与嵌入式控制器相连接；
嵌入式控制器中内置有时钟模块和电源模块。
2.根据权利要求1所述的基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统，其特征在于：还包括智能显示终端，该智能显示终端分别与嵌入式控制器和应急除尘装置无线连接。
3.根据权利要求2所述的基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统，其特征在于：所述智能显示终端为智能手机、IPAD或电脑。
4.根据权利要求1所述的基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统，其特征在于：当除尘输送管道具有拐点时，在除尘输送管道的拐点部位也设置有所述数据监测节点。
5.根据权利要求1所述的基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统，其特征在于：应急除尘装置为防爆设备或通风净化设备。
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| CN201720545218.4U CN206710851U (zh) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | 基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统 |
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| CN107065681A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-08-18 | 南京信息工程大学 | 基于嵌入式技术的工业除尘设备智能监控系统与方法 |
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