CN220649599U - 数据采集系统和二回路热力系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种数据采集系统和二回路热力系统。数据采集系统包括：多个变送器，分别设置在中的多个不同的测量位置处；多个无线采集终端，多个无线采集终端分别与多个变送器一一对应电连接，用于接收对应的变送器输出的测量数据；无线网络设备，分别与多个无线采集终端无线通信连接；处理设备，与无线网络设备无线通信连接，用于通过无线网络设备接收各无线采集终端采集的测量数据。采用本申请的数据采集系统，实现了测量数据的无线采集，无需铺设电缆，成本低。

Description

数据采集系统和二回路热力系统

技术领域

本申请涉及核电技术领域，特别是涉及一种数据采集系统和二回路热力系统。

背景技术

随着科技的进步和核电领域技术的发展，在核电汽轮机组出厂前，需要对其进行热力性能测试试验，以验证其是否满足设计需求，而该试验需要同时采集大量的观测点的数据，并且需要保证数据采集的准确性和连续性。

传统技术中，通过电缆将各变送器和采集终端连接起来，采用有线传输的方式进行数据采集。

然而，由于观测点数量太多，导致变送器的数量太多，采用有线传输的方式需花费大量时间进行校验，并且布线铺设电缆的工作过于繁琐，费时费力，且需要敷设大量的电缆，耗费人力物力。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够无需铺设电缆，成本低且采集方便的数据采集系统和二回路热力系统。

一种数据采集系统，包括：

多个变送器，分别设置在中的多个不同的测量位置处；

多个无线采集终端，多个所述无线采集终端分别与所述多个变送器一一对应电连接，用于接收对应的变送器输出的测量数据；

无线网络设备，分别与所述多个无线采集终端无线通信连接；

处理设备，与所述无线网络设备无线通信连接，用于通过所述无线网络设备接收各无线采集终端采集的测量数据。

在其中一个实施例中，所述变送器的类型包括温度变送器、压力变送器、流量变送器中的一种。

在其中一个实施例中，所述多个变送器具有至少两种类型；其中，所述测量位置的类型与所述变送器的类型相匹配。

在其中一个实施例中，所述无线采集终端包括第一WiFi芯片，所述无线网络设备包括第二WiFi芯片；其中，所述第二WiFi芯片分别与各所述无线采集终端中的第一WiFi芯片无线通信连接。

在其中一个实施例中，所述无线采集终端包括：显示屏，与所述第一WiFi芯片连接，用于显示接收到的所述测量数据，以及无线通信网络状态。

在其中一个实施例中，所述无线采集终端还包括：电池管理电路，与对应的所述变送器连接，用于为所述变送器和所述无线采集终端供电。

在其中一个实施例中，所述无线采集终端通过两线制通信线与对应的变送器电连接，其中，所述两线制通信线包括正极线和负极线。

在其中一个实施例中，所述处理设备包括：第三WiFi芯片，与所述第二WiFi芯片无线通信连接；处理器，与所述第三WiFi芯片电连接，用于接收各无线采集终端采集的测量数据；存储器，与所述处理器连接，用于存储各无线采集终端采集的测量数据。

一种二回路热力系统，其特征在于，包括前述的数据采集系统。

在其中一个实施例中，多个变送器的种类包括温度变送器、压力变送器、流量变送器，其中，所述温度变送器设置在凝汽器循环水出口、凝汽器循环水入口、除氧器出口、主给水出口、各级回热加热器的入口及各级回热加热器的出口；所述压力变送器设置在抽汽入口、主给水出口、高压缸进汽入口、低压缸排汽出口、凝汽器入口及主给水泵出口；所述流量测量位置变送器设置在主给水出口。

上述数据采集系统和二回路热力系统。通过在多个不同的测量位置设置多个变送器，从而能够获取到多个不同的测量位置处的测量数据，通过设置与所述多个变送器一一对应电连接的多个无线采集终端，能够接收对应的变送器采集的测量数据，并将测量数据以无线信号的形式传输出去。通过设置无线网络设备，能够以无线通信的方式与多个无线采集终端连接。通过设置处理设备，能够通过无线网络设备接收测量数据，实现了测量数据的无线采集，无需铺设电缆，成本低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中数据采集系统的结构示意图；

图2为另一个实施例中数据采集系统的结构示意图；

图3为另一个实施例中数据采集系统的结构示意图；

图4为另一个实施例中数据采集系统的结构示意图；

图5为又一个实施例中数据采集系统的结构示意图。

附图标记说明：

10-变送器，20-无线采集终端，30-无线网络设备，40-处理设备，21-第一WiFi芯片，31-第二WiFi芯片，22-显示屏，23-电池管理电路，41-第三WiFi芯片，42-处理器，43-存储器。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种数据采集系统，包括：多个变送器10、多个无线采集终端20、无线网络设备30、处理设备40，其中：

多个变送器10分别设置在中的多个不同的测量位置处。

其中，多个变送器10的类型可以相同或者不同，变送器10的类型与其所设置的测量位置对应。

示例性地，变送器10的类型包括温度变送器10、压力变送器10、流量变送器10中的一种。

示例性地，多个变送器10具有至少两种类型。测量位置的类型与变送器10的类型相匹配，例如在需要获取温度数据的测量位置安装温度传感器，在需要获取压力数据的测量位置安装压力传感器等等。

多个无线采集终端20分别与多个变送器10一一对应电连接，用于接收对应的变送器10输出的测量数据。

其中，无线采集终端20可以采用HART协议(HighwayAddressable RemoteTransducer，可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议)读取对应的变送器10的测量数据。无线采集终端20还具有上传数据的功能，可以将读取到的测量数据传输出去。通过Hart协议读取变送器采集的4～20mA电流数据(Hart协议是目前行业通用的通讯协议，本系统选取的仪表是罗斯蒙特的设备，支持Hart协议，是一种高效的通讯协议，同时也可以兼容现场已有的数据采集设备)。

无线网络设备30分别与多个无线采集终端20无线通信连接。

其中，无线网络设备30可以是通过WIFI网络与无线采集终端20无线通信连接，可以是WIFI局域网设备。

处理设备40与无线网络设备30无线通信连接，用于通过无线网络设备30接收各无线采集终端20采集的测量数据。

其中，处理设备40与无线网络设备30连接，从而可以直接获取到无线网络设备30接收的无线采集终端20采集的测量数据，从而便于对测量数据进行处理分析。

示例性地，处理设备40可以对接收到的测量数据进行识别，首先可以识别出测量数据对应的变送器10的类别，然后将测量数据自动转换为温度、压力或者流量数据。除此之外，处理设备40还能够向变送器10发送控制指令，设定测量参数、数据采集频率等。还可以将测量数据存储起来。还可以控制各变送器10、无线采集终端20的休眠或者唤醒。还可以对数据进行计算和处理，例如对测量数据进行平均、累计、求和等运算处理(通过软件编程对数据进行加减乘除，其目的是满足汽轮机性能考核试验要求，因为直接采集的数据为4～20mA电流，需要转变成工程值，比如压力、流量、温度的真实数值)，并且可以将数据进行显示，显示的形式可以是成组显示、趋势显示、棒图显示等。还可以形成测量数据的趋势图。根据系统组态功能所设定的文件名以及存储周期进行文件存储，文件采用二进制格式，以备后期数据处理。在采集结束以后，用户可通过菜单栏的“数据文件”选项，选择要查询的数据文件，提取数据后可以查看所有记录的试验数据和测点的趋势图，从而对试验测点进行分析。

示例性地，处理设备40对每个测量数据的识别码识别后，通过软件设置的表格，将数据进行整理。

在本实施例中，通过在多个不同的测量位置设置多个变送器10，从而能够获取到多个不同的测量位置处的测量数据，通过设置与多个变送器10一一对应电连接的多个无线采集终端20，能够接收对应的变送器10采集的测量数据，并将测量数据以无线信号的形式传输出去。通过设置无线网络设备30，能够以无线通信的方式与多个无线采集终端20连接。通过设置处理设备40，能够通过无线网络设备30接收测量数据，实现了测量数据的无线采集，无需铺设电缆，成本低。

在一个实施例中，如图2所示，无线采集终端20包括第一WiFi芯片21，无线网络设备30包括第二WiFi芯片31。

其中，第二WiFi芯片31分别与各无线采集终端20中的第一WiFi芯片21无线通信连接。第一WiFi芯片21和第二WiFi芯片31均接入WiFi网络，从而通过WiFi网络通信连接。

示例性地，数据采集系统在WiFi网络覆盖的范围内工作，或者数据采集系统还可以包括路由器，由路由器提供WiFi网络。为了保证WiFi网络的覆盖范围能够覆盖到各变送器10和各无线采集终端20的安装位置，可以采用无线扩展器对WiFi网络进行扩展，也可以设置多个路由器。并且各路由器、各无线采集终端20和无线网络设备30的WiFi名称和密码均相同，便于用户使用。

在本实施例中，无线采集终端20包括第一WiFi芯片21，无线网络设备30包括第二WiFi芯片31，从而无线采集终端20和无线网络设备30可以通过WiFi网络无线连接。

在一个实施例中，如图3所示，无线采集终端20包括：显示屏22。显示屏22与第一WiFi芯片21连接，用于显示接收到的测量数据，以及无线通信网络状态。

具体地，显示屏22上还可以显示无线采集终端20连接的无线网络名称、无线采集终端20的工作状态、无线采集终端20的电量等信息。

在本实施例中，通过设置显示屏22，便于工作人员查看无线采集终端20的工作情况。

在一个实施例中，如图4所示，无线采集终端20还包括：电池管理电路23。电池管理电路23，与对应的变送器10连接，用于为变送器10和无线采集终端20供电。

具体地，无线采集终端20包括电池管理电路23，电池管理电路23包括电池，电池可以为无线采集终端20以及对应连接的变送器10供电。

示例性地，无线采集终端20通过两线制通信线与对应的变送器10电连接，其中，两线制通信线包括正极线和负极线。无线采集终端20可以通过两线制通信线为对应的变送器10供电，并且也可以通过两线制通信线读取变送器10采集到的测量数据。无线采集终端20也可以通过无线通信的方式读取变送器10采集到的测量数据。

示例性地，无线采集终端20具有连接WiFi和上传数据功能，自带电池管理模块，可以给变送器输送24V标准电压，供变送器工作。其自带显示屏幕，可以显示连接WiFi信息、自身电量、变送器采集数据等信息。其自带开关按键，可以手动控制开机与关机，设置采集和休眠工作模式。

在本实施例中，通过设置电池管理电路23，保证了无线采集终端20以及对应连接的变送器10的续航时间。

在一个实施例中，如图5所示，处理设备40包括：第三WiFi芯片41、处理器42、存储器43，其中：

第三WiFi芯片41与第二WiFi芯片31无线通信连接。

其中，第三WiFi芯片41与网络设备中的第二WiFi芯片31无线通信连接。第三WiFi芯片41和第二WiFi芯片31均接入WiFi网络，从而通过WiFi网络通信连接。

处理器42与第三WiFi芯片41电连接，用于接收各无线采集终端20采集的测量数据。

具体地，处理器42可以对接收到的测量数据进行识别，首先可以识别出测量数据对应的变送器10的类别，然后将测量数据自动转换为温度、压力或者流量数据。除此之外，处理设备40还能够向变送器10发送控制指令，设定测量参数、数据采集频率等。还可以将测量数据存储起来。还可以控制各变送器10、无线采集终端20的休眠或者唤醒。还可以对数据进行计算和处理，例如对测量数据进行平均、累计、求和等运算处理。

存储器43与处理器42连接，用于存储各无线采集终端20采集的测量数据。

具体地，存储器43能够将测量数据存储起来，便于后续追溯。

在本实施例中，通过设置第三WiFi芯片41，实现了处理器42与无线网路设备之间的通信连接，通过设置处理器42，能够接受测量数据，并且对测量数据进行处理，以便于符合用户的需求，通过设置存储器43，能够将测量数据存储起来方便追溯。

在一个实施例中，提供了一种二回路热力系统，其特征在于，包括前述任一实施例中的数据采集系统。

示例性地，二回路热力系统主要由汽轮机发电机组、冷凝器、凝结水泵、给水加热器、除氧器、给水泵、蒸汽发生器、汽水分离再热器等设备组成。本申请中的数据采集系统主要应用于核电厂汽轮机性能试验上，需要测量核电厂汽轮机性能试验计算所需的测量点的测量数据。首先确定核电厂汽轮机性能试验专用测量点，安装符合精度量程的变送器，然后采用本申请的数据采集系统实现各测量位置的测量数据的采集。

根据核电厂机组性能试验规程要求，需要测量的二回路热力系统的参数包括压力、流量、温度等。所需的测量数据包括凝结水温度、凝汽器循环水出口、入口温度、除氧器出口温度、主给水温度、各级回热加热器的进出口温度及输水温度、各级回热加热器的抽汽入口压力、主给水压力、高压缸进汽压力、低压缸排汽压力、凝汽器压力及主给水泵压力、主给水流量等。对于温度数据的测量精度需要精确到±0.3℃，对于压力数据的测量精度需要精确到±0.075％，对于流量数据的测量精度需要精确到±0.025％。

示例性地，需要采集至少150个不同的测量点的测量数据，并且需要按照所需的采样周期进行数据采集。

示例性地，多个变送器的种类包括温度变送器、压力变送器、流量变送器，其中，温度变送器设置在凝汽器循环水出口、凝汽器循环水入口、除氧器出口、主给水出口、各级回热加热器的入口及各级回热加热器的出口。压力变送器设置在抽汽入口、主给水出口、高压缸进汽入口、低压缸排汽出口、凝汽器入口及主给水泵出口。流量测量位置变送器设置在主给水出口。

在本实施例中，采用包括前述任一实施例中的数据采集系统的二回路热力系统，能够按照核电汽轮机性能试验采集要求精确的采集到测量数据，并且采集测量数据的方式所需的成本低。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种数据采集系统，其特征在于，包括：

多个变送器，分别设置在待测的二回路热力系统中的多个不同的测量位置处；其中，所述多个变送器的类型包括温度变送器、压力变送器、流量变送器中的至少两种，所述待测的二回路热力系统中的测量位置的类型与所述变送器的类型相匹配；

多个无线采集终端，多个所述无线采集终端分别与所述多个变送器一一对应电连接，用于接收对应的变送器输出的测量数据；

无线网络设备，分别与所述多个无线采集终端无线通信连接；

处理设备，与所述无线网络设备无线通信连接，用于通过所述无线网络设备接收各无线采集终端采集的测量数据。

2.根据权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述无线采集终端采用可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议读取对应电连接的变送器的测量数据。

3.根据权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述无线采集终端包括第一WiFi芯片，所述无线网络设备包括第二WiFi芯片；其中，

所述第二WiFi芯片分别与各所述无线采集终端中的第一WiFi芯片无线通信连接。

4.根据权利要求3所述的数据采集系统，其特征在于，各所述无线采集终端和所述无线网络设备的WiFi名称和密码均相同。

5.根据权利要求4所述的数据采集系统，其特征在于，所述无线采集终端包括：

显示屏，与所述第一WiFi芯片连接，用于显示接收到的所述测量数据，以及无线通信网络状态。

6.根据权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述无线采集终端还包括：

电池管理电路，与对应的所述变送器连接，用于为所述变送器和所述无线采集终端供电。

7.根据权利要求6所述的数据采集系统，其特征在于，

所述无线采集终端通过两线制通信线与对应的变送器电连接，其中，所述两线制通信线包括正极线和负极线。

8.根据权利要求4所述的数据采集系统，其特征在于，所述处理设备包括：

第三WiFi芯片，与所述第二WiFi芯片无线通信连接；

处理器，与所述第三WiFi芯片电连接，用于接收各无线采集终端采集的测量数据；

存储器，与所述处理器连接，用于存储各无线采集终端采集的测量数据。

9.一种二回路热力系统，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的数据采集系统。

10.根据权利要求9所述的二回路热力系统，其特征在于，所述多个变送器的种类包括温度变送器、压力变送器、流量变送器，其中，所述温度变送器设置在凝汽器循环水出口、凝汽器循环水入口、除氧器出口、主给水出口、各级回热加热器的入口及各级回热加热器的出口；

所述压力变送器设置在抽汽入口、主给水出口、高压缸进汽入口、低压缸排汽出口、凝汽器入口及主给水泵出口；

所述流量变送器设置在主给水出口。