一种现场交互式工业锅炉安全与能效监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种现场交互式工业锅炉安全与能效监测装置。用于测量温度、压力、流量及含氧量的传感器经16个采样通道的模拟信号采集模块后接入微处理器的ADC接口，巡检按键及锅炉控制柜内的继电器经开关信号采集模块接入微处理器的IO口，多功能电量表通过RS485接口连接微处理器，GPRS通信模块通过USART接口连接微处理器，用来显示参数及人机交互的触控显示屏通过IO接口连接微处理器，用来存储参数及锅炉操作指导材料的数据存储模块通过SPI接口连接微处理器。本实用新型专利技术不仅以高性价比方式实现工业锅炉的远程监测，还能通过人机交互第一时间指导司炉工有效掌握锅炉运行状态，及时排除运行故障，经济安全地操作锅炉。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种现场交互式工业锅炉安全与能效监测装置。用于测量温度、压力、流量及含氧量的传感器经16个采样通道的模拟信号采集模块后接入微处理器的ADC接口，巡检按键及锅炉控制柜内的继电器经开关信号采集模块接入微处理器的IO口，多功能电量表通过RS485接口连接微处理器，GPRS通信模块通过USART接口连接微处理器，用来显示参数及人机交互的触控显示屏通过IO接口连接微处理器，用来存储参数及锅炉操作指导材料的数据存储模块通过SPI接口连接微处理器。本技术不仅以高性价比方式实现工业锅炉的远程监测，还能通过人机交互第一时间指导司炉工有效掌握锅炉运行状态，及时排除运行故障，经济安全地操作锅炉。【专利说明】一种现场交互式工业锅炉安全与能效监测装置
本技术涉及工业锅炉远程监测装置，尤其是一种现场交互式工业锅炉安全与能效监测装置。
技术介绍
当前我国的工业锅炉存在众多不足，例如机械化和自动化程度低、效率低、耗能高、污染严重，同时，锅炉操作人员普遍素质不高，责任心不强，对压力、温度、水位等动态参数的监控不严，易产生锅炉事故。从现有的监管手段来看，由于工业锅炉容量小、数量大、布点分散，难以集中监管，区域范围内的所有工业锅炉的基本信息及安全节能动态监管数据难以获取，这给更全面的安全监察和能耗监测带来一定难度。 目前判断锅炉是否节能运行的常规做法是现场能效测试。服务机构根据测试情况开出诊断书，提出锅炉效能提升改造方案。由于锅炉运行是动态过程，经能效调试改良后的锅炉在运行一段时间后，又会出现能效比下降的情况。要让锅炉长期保持最佳运行状态，就必须加强日常运行情况的监测，随时处理和调整运行方式。此外，能效检测工作通常采用人工现场记录数据，会存在数据记录不连续、不完整等情况，难以有效获取锅炉运行动态数据。 此外，我国目前定型的工业锅炉产品很少配置较为齐全的现场监测仪表，尤其是一些涉及能效的关键参数，如排烟含氧量、排烟温度等，大量燃煤锅炉甚至连蒸汽温度等常规参数都无法显示。现场仪表的缺乏导致司炉工无法真正掌握锅炉的运行情况，不能及时调节锅炉燃烧，从而使得热效率长期低于设计值。 基于物联网技术的现场交互式锅炉远程监测系统是解决上述问题的一项重要技术方案。通过安装传感器，或者利用锅炉现有传感器，将工业锅炉的实时状态参数采集、分析计算，一方面进行编码并传送至远程管理平台，进一步针对安全及能效指标统计分析，并以互联网为载体向政府机构、使用单位、制造单位等实时动态发布被监测锅炉的运行情况；另一方面通过交互式人机界面向现场操作锅炉的司炉人员显示锅炉实时状态参数，并提供锅炉安全与节能操作的有效建议，指导司炉人员针对性的找出问题所在，优化锅炉运行，使锅炉长期保持最优状态。
技术实现思路
为了克服上述
技术介绍
的不足，本技术的目的是提出一种现场交互式工业锅炉安全与能效监测装置，实现工业锅炉运行状态的现场显示及远程监测。 本技术解决其技术问题所采用的技术方案是: 本技术包括传感器、多功能电量表、巡检按键、ARM微处理器、模拟信号采集模块、开关信号采集模块、串行通信接口电路、GPRS通信模块、LCD触控显示屏、数据存储模块、电源模块和UPS电源；用于测量温度、压力、流量及含氧量信号的传感器安装在被监测锅炉上，传感器通过信号线将4-20mA的输出信号接入具有16个采样通道的模拟信号采集模块，模拟信号采集模块将传感器信号进行隔离放大后接入ARM微处理器的ADC接口 ；包括综合报警信号、超压报警信号、高水位信号、低水位信号、运行信号、大火燃烧信号、小火燃烧信号在内的锅炉开关信号由锅炉控制柜内的继电器干接点经开关信号采集模块接入ARM微处理器的1 口 ；用于现场监管司炉工的巡检按键经开关信号采集模块接入ARM微处理器的1 口 ；用来测量锅炉耗电量的多功能电量表通过RS485接口经串口通信接口电路接入ARM微处理器的USART接口 ；用于向工业锅炉远程监测管理平台无线发送监测参数的GPRS通信模块通过USART接口与ARM微处理器连接；用来实时显示锅炉安全与能效状态参数，并与司炉工进行现场人机交互的IXD触控显示屏通过通用1接口与ARM微处理器连接；集成了大容量SD卡的用来存储锅炉监测参数及锅炉操作运行指导材料的数据存储模块通过SPI接口与ARM微处理器连接；用来产生5V、4.2V、3.3V直流电压的电源模块分别与所述装置的各模块连接；产生24V稳定电能的UPS电源通过继电器连接传感器的电源线。 所述的ARM微处理器为基于ARM Cortex_M3内核的STM32F103VBT6芯片。 所述的GPRS通信模块采用具有工业标准接口及SMT封装形式的SM900A无线模块。 所述的IXD触控显示屏为7寸的电容式液晶触摸显示屏集成模块。 与
技术介绍
相比，本技术具有的有益效果是: 1、以ARM Cortex_M3内核的微处理器为核心，构成锅炉运行状态数据采集监测装置，直接利用微处理器片内资源集成16路高精度模拟量输入通道及16路光耦隔离开关量安全输入通道，同时具备丰富的接口，整体具备高性能、低功耗、高性价比的特点，易于市场化推广。 2、本装置不仅能向远程管理平台发送被测锅炉的运行参数，同时也能与现场操作的司炉工进行互动，巡检按键能考核司炉工的在岗状态，触摸屏能向司炉工显示所测参数以及故障排除与节能操作指南，通过人机交互第一时间指导司炉工有效掌握锅炉的运行状态，及时排除运行故障，经济安全地操作锅炉运行。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术的结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。 如图1所示，本技术包括:传感器、多功能电量表、巡检按键、ARM微处理器、模拟信号采集模块、开关信号采集模块、串行通信接口电路、GPRS通信模块、LCD触控显示屏、数据存储模块、电源模块和UPS电源。 用于测量温度、压力、流量及含氧量信号的传感器安装在被监测锅炉上，传感器通过信号线将4-20mA的输出信号接入具有16个采样通道的模拟信号采集模块，模拟信号采集模块将传感器信号进行隔离放大后接入ARM微处理器的ADC接口 ；包括综合报警信号、超压报警信号、高水位信号、低水位信号、运行信号、大火燃烧信号、小火燃烧信号在内的锅炉开关信号由锅炉控制柜内的继电器干接点经开关信号采集模块接入ARM微处理器的1口 ；用于现场监管司炉工的巡检按键经开关信号采集模块接入ARM微处理器的1 口 ；用来测量锅炉耗电量的多功能电量表通过RS485接口经串口通信接口电路接入ARM微处理器的USART接口 ；用于向工业锅炉远程监测管理平台无线发送监测参数的GPRS通信模块通过USART接口与ARM微处理器连接；用来实时显示锅炉安全与能效状态参数，并与司炉工进行现场人机交互的IXD触控显示屏通过通用1接口与ARM微处理器连接；集成了大容量SD卡的用来存储锅炉监测参数及锅炉操作运行指导材料的数据存储模块通过SPI接口与ARM微处理器连接；用来产生5V、4.2V、3.3V直流电压的电源模块分别与所述装置的各模块连接；产生24V稳定电能的UPS电源通过继电器连接传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种现场交互式工业锅炉安全与能效监测装置，其特征在于：包括传感器、多功能电量表、巡检按键、ARM微处理器、模拟信号采集模块、开关信号采集模块、串行通信接口电路、GPRS通信模块、LCD触控显示屏、数据存储模块、电源模块和UPS电源；用于测量温度、压力、流量及含氧量信号的传感器安装在被监测锅炉上，传感器通过信号线将4‑20mA的输出信号接入具有16个采样通道的模拟信号采集模块，模拟信号采集模块将传感器信号进行隔离放大后接入ARM微处理器的ADC接口；包括综合报警信号、超压报警信号、高水位信号、低水位信号、运行信号、大火燃烧信号、小火燃烧信号在内的锅炉开关信号由锅炉控制柜内的继电器干接点经开关信号采集模块接入ARM微处理器的IO口；用于现场监管司炉工的巡检按键经开关信号采集模块接入ARM微处理器的IO口；用来测量锅炉耗电量的多功能电量表通过RS485接口经串口通信接口电路接入ARM微处理器的USART接口；用于向工业锅炉远程监测管理平台无线发送监测参数的GPRS通信模块通过USART接口与ARM微处理器连接；用来实时显示锅炉安全与能效状态参数，并与司炉工进行现场人机交互的LCD触控显示屏通过通用IO接口与ARM微处理器连接；集成了大容量SD卡的用来存储锅炉监测参数及锅炉操作运行指导材料的数据存储模块通过SPI接口与ARM微处理器连接；用来产生5V、4.2V、3.3V直流电压的电源模块分别与所述装置的各模块连接；产生24V稳定电能的UPS电源通过继电器连接传感器的电源线。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马舜，赵辉，李顺荣，刘松国，熊伟东，邱振宇，盛水平，
申请(专利权)人：杭州市特种设备检测研究院，
类型：新型
国别省市：浙江;33