一种高温超导磁体运行数据的检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高温超导磁体运行数据的检测方法及系统，所述方法包括：PLC按照预设时序向磁感应强度传感器、温度传感器和电压传感器发送控制指令，并接收磁体的感知数据，感知数据包括磁感应强度传感器发送的第一信号、温度传感器发送的第二信号和电压传感器发送的第三信号；PLC基于预设滤波算法对各感知数据进行滤波确定所述磁体的运行数据，PLC将运行数据与预设阈值表进行对比，若存在超过预设阈值表的设定阈值的运行数据，将对应的告警信息通过所述串口服务器发送到所述上位机，从而提高了对高温超导磁体运行数据进行检测的准确性和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种高温超导磁体运行数据的检测方法及系统
本申请涉及高温超导感应加热
，更具体地，涉及一种高温超导磁体运行数据的检测方法及系统。
技术介绍
高温超导感应加热系统中，核心部件之一的磁源是由超导材料制备而成的磁体产生。磁体被封装在真空杜瓦容器中，采用适当的制冷，使磁体在高于物理绝对零度的温度下，仍能处于超导态，这是高温超导感应加热系统实施和运行的基本原理和前提。超导材料的超导态由临界温度、临界磁感应强度和临界电流三个主要参数确定，只有三个参数之间满足较为复杂的相互关系和约束条件，才能使磁体始终工作在超导态。在实际工业应用中，受复杂的电磁环境和感应加热工况的影响，磁体的状态随时可能受到干扰，导致失超故障甚至事故。应实时监测磁体的状态，当判断磁体面临失超的可能，及时停止励磁，这是高温超导感应加热工业现场必要的保护措施之一。现有技术中对高温超导磁体运行数据的检测方式有温度检测或电压检测。对传统温度检测，是在超导磁体的表面布置电阻温度计，由于超导磁体运行参数较高，基于电阻的温度计在直接布置时候容易受到高压破坏的影响。基于电阻温度计可以达到很好的精确度，但是对于超导磁体来说面临的问题很明显：电阻温度计属于点测方式，只能测试某个点的温度变化，对于需要检测一定区域的磁体来说需要布置大量温度计，这显然难度较大，其次是受高压与电磁噪声的影响，其次由于检测的不是磁体实际的温度，具有一定的滞后性，不利于超导磁体的失超检测，只可以作为后备参考。传统的基于电压信号检测方法使用方便，需要失超检测电路少，但需要克服高运行参数带来的强电磁干扰问题。同时失超后的电压信号比较微弱，相对于磁体本身的温度或应变变化可能出现一定的滞后时间，尤其是高温超导磁体，仅仅通过检测电压信号是无法及时反映导体的实际失超情况。因此，如何提高对高温超导磁体运行数据进行检测的准确性和效率，是目前有待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术公开了一种高温超导磁体运行数据的检测方法，用于解决现有技术中对高温超导磁体运行数据进行检测的准确性和效率较低的技术问题，应用于包括上位机、PLC、串口服务器、磁感应强度传感器、温度传感器和电压传感器的检测系统中，所述方法包括：所述PLC按照预设时序向所述磁感应强度传感器、所述温度传感器和所述电压传感器发送控制指令，并接收磁体的感知数据，所述感知数据包括所述磁感应强度传感器发送的第一信号、所述温度传感器发送的第二信号和所述电压传感器发送的第三信号；所述PLC基于预设滤波算法对各所述感知数据进行滤波确定所述磁体的运行数据，所述运行数据包括与所述第一信号对应的所述磁体的磁感应强度，与所述第二信号对应的所述磁体的环境温度，与所述第三信号对应的所述磁体的电压；所述PLC将所述运行数据与预设阈值表进行对比，若存在超过所述预设阈值表的设定阈值的运行数据，将对应的告警信息通过所述串口服务器发送到所述上位机。一些实施例中，所述方法还包括：若不存在超过所述预设阈值表的设定阈值的运行数据，所述PLC通过所述串口服务器向所述上位机发送数据上传请求；所述PLC接收所述上位机通过所述串口服务器返回的状态信息，所述状态信息为CPU占用率不高于预设占用率的第一状态或所述CPU占用率高于所述预设占用率的第二状态；若所述状态信息为所述第一状态，所述PLC通过所述串口服务器将所述运行数据发送到所述上位机；若所述状态信息为所述第二状态，所述PLC保存所述运行数据，并通过所述串口服务器定时向所述上位机发送所述数据上传请求，直至将所述运行数据发送到所述上位机。一些实施例中，所述预设滤波算法为中值滤波算法，所述第一信号为预设数量的磁感应强度值序列，所述第二信号为所述预设数量的温度值序列，所述第三信号为所述预设数量的电压值序列，所述PLC基于预设滤波算法对各所述感知数据进行滤波确定所述磁体的运行数据，具体为：所述PLC确定所述磁感应强度值序列中，除最大磁感应强度值和最小磁感应强度值外各磁感应强度值的磁感应强度算术平均值，根据所述磁感应强度算术平均值确定所述磁感应强度；所述PLC确定所述温度值序列中，除最大温度值和最小温度值外各温度值的温度算术平均值，根据所述温度算术平均值确定所述环境温度；所述PLC确定所述电压值序列中，除最大电压值和最小电压值外各电压值的电压算术平均值，根据所述电压算术平均值确定所述电压。一些实施例中，所述预设数量为3到14之间的任一整数。一些实施例中，所述上位机为基于Labview的上位机，所述上位机的显示界面显示磁体电压曲线图表、磁体温度分布图表、磁感应强度分布图表和报警信息，所述磁感应强度传感器为安装在真空杜瓦容器内部所述磁体周围的霍尔传感器，所述温度传感器为安装在所述真空杜瓦容器内壁且面向所述磁体的红外温度传感器，所述电压传感器为纳伏表。一些实施例中，所述方法还包括：若接收到所述PLC通过所述串口服务器发送的告警信息，所述上位机触发与所述告警信息对应的保护进行动作；若接收到所述PLC通过所述串口服务器发送的运行数据，所述上位机将所述运行数据与所述预设阈值表进行对比，并在存在超过所述预设阈值表的设定阈值的运行数据时触发所述保护进行动作，否则保存所述运行数据。相应的，本专利技术还公开了一种高温超导磁体运行数据的检测系统，所述系统包括：串口服务器，用于提供串口转网络功能；磁感应强度传感器，安装在真空杜瓦容器内部磁体周围的位置，用于实时检测磁体周围磁感应强度及其变化；温度传感器，安装在所述真空杜瓦容器的内壁上并面向所述磁体，用于进行磁体环境温度感知和故障点识别；电压传感器，实时监测所述磁体两端的电压值；PLC，被配置为：按照预设时序向所述磁感应强度传感器、所述温度传感器和所述电压传感器发送控制指令，并接收磁体的感知数据，所述感知数据包括所述磁感应强度传感器发送的第一信号、所述温度传感器发送的第二信号和所述电压传感器发送的第三信号；基于预设滤波算法对各所述感知数据进行滤波确定所述磁体的运行数据，所述运行数据包括与所述第一信号对应的所述磁体的磁感应强度，与所述第二信号对应的所述磁体的环境温度，与所述第三信号对应的所述磁体的电压；将所述运行数据与预设阈值表进行对比，若存在超过所述预设阈值表的设定阈值的运行数据，将对应的告警信息通过所述串口服务器发送到上位机；上位机，被配置为：若接收到所述PLC通过所述串口服务器发送的告警信息，触发与所述告警信息对应的保护进行动作；若接收到所述PLC通过所述串口服务器发送的运行数据，将所述运行数据与预设阈值表进行对比，并在存在超过所述预设阈值表的设定阈值的运行数据时触发所述保护进行动作，否则保存所述运行数据。一些实施例中，所述PLC包括：数据采集模块，用于按照预设时序向所述磁感应强度传感器、所述温度传感器和所述电压传感器发送控制指令，并接收磁体的感知数据，所述感知数据包括所述磁感应强度传感器发送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温超导磁体运行数据的检测方法，其特征在于，应用于包括上位机、PLC、串口服务器、磁感应强度传感器、温度传感器和电压传感器的检测系统中，所述方法包括：/n所述PLC按照预设时序向所述磁感应强度传感器、所述温度传感器和所述电压传感器发送控制指令，并接收磁体的感知数据，所述感知数据包括所述磁感应强度传感器发送的第一信号、所述温度传感器发送的第二信号和所述电压传感器发送的第三信号；/n所述PLC基于预设滤波算法对各所述感知数据进行滤波确定所述磁体的运行数据，所述运行数据包括与所述第一信号对应的所述磁体的磁感应强度，与所述第二信号对应的所述磁体的环境温度，与所述第三信号对应的所述磁体的电压；/n所述PLC将所述运行数据与预设阈值表进行对比，若存在超过所述预设阈值表的设定阈值的运行数据，将对应的告警信息通过所述串口服务器发送到所述上位机。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温超导磁体运行数据的检测方法，其特征在于，应用于包括上位机、PLC、串口服务器、磁感应强度传感器、温度传感器和电压传感器的检测系统中，所述方法包括：
所述PLC按照预设时序向所述磁感应强度传感器、所述温度传感器和所述电压传感器发送控制指令，并接收磁体的感知数据，所述感知数据包括所述磁感应强度传感器发送的第一信号、所述温度传感器发送的第二信号和所述电压传感器发送的第三信号；
所述PLC基于预设滤波算法对各所述感知数据进行滤波确定所述磁体的运行数据，所述运行数据包括与所述第一信号对应的所述磁体的磁感应强度，与所述第二信号对应的所述磁体的环境温度，与所述第三信号对应的所述磁体的电压；
所述PLC将所述运行数据与预设阈值表进行对比，若存在超过所述预设阈值表的设定阈值的运行数据，将对应的告警信息通过所述串口服务器发送到所述上位机。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若不存在超过所述预设阈值表的设定阈值的运行数据，所述PLC通过所述串口服务器向所述上位机发送数据上传请求；
所述PLC接收所述上位机通过所述串口服务器返回的状态信息，所述状态信息为CPU占用率不高于预设占用率的第一状态或所述CPU占用率高于所述预设占用率的第二状态；
若所述状态信息为所述第一状态，所述PLC通过所述串口服务器将所述运行数据发送到所述上位机；
若所述状态信息为所述第二状态，所述PLC保存所述运行数据，并通过所述串口服务器定时向所述上位机发送所述数据上传请求，直至将所述运行数据发送到所述上位机。


3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设滤波算法为中值滤波算法，所述第一信号为预设数量的磁感应强度值序列，所述第二信号为所述预设数量的温度值序列，所述第三信号为所述预设数量的电压值序列，所述PLC基于预设滤波算法对各所述感知数据进行滤波确定所述磁体的运行数据，具体为：
所述PLC确定所述磁感应强度值序列中，除最大磁感应强度值和最小磁感应强度值外各磁感应强度值的磁感应强度算术平均值，根据所述磁感应强度算术平均值确定所述磁感应强度；
所述PLC确定所述温度值序列中，除最大温度值和最小温度值外各温度值的温度算术平均值，根据所述温度算术平均值确定所述环境温度；
所述PLC确定所述电压值序列中，除最大电压值和最小电压值外各电压值的电压算术平均值，根据所述电压算术平均值确定所述电压。


4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设数量为3到14之间的任一整数。


5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上位机为基于Labview的上位机，所述上位机的显示界面显示磁体电压曲线图表、磁体温度分布图表、磁感应强度分布图表和报警信息，所述磁感应强度传感器为安装在真空杜瓦容器内部所述磁体周围的霍尔传感器，所述温度传感器为安装在所述真空杜瓦容器内壁且面向所述磁体的红外温度传感器，所述电压传感器为纳伏表。


6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若接收到所述PLC通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴少涛，马韬，胡磊，伍锐，袁文林，常同旭，周呈劼，曹毅，
申请(专利权)人：江西联创光电超导应用有限公司，江西联创光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36