主扇安全运行在线监测系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种应用于煤矿安全生产监控领域的，包含电动机绝缘在线监测功能的主扇安全运行在线监测系统。它是由传感器单元、数据处理单元、工控机、显示器、数据远传通信单元、报警单元、电动机绝缘在线监测仪和漏电流传感器组成的，传感器单元连接数据处理单元，数据处理单元连接工控机，工控机分别连接显示器、数据远传通信单元、报警单元和电动机绝缘在线监测仪，电动机绝缘在线监测仪连接漏电流传感器。本实用新型专利技术可以实现通风机房与机电科、通风科、调度室等管理部门的通讯联网，远程监视当前主扇的工作状况及运行参数，进行远程参数设置、远程定值整定、故障数据、历史数据远传和数据分析等。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及矿井电气设备，具体说就是一种主扇安全运行在线监测系统。
技术介绍
煤矿主通风机是煤矿的四大主要设备之一，作为矿井主通风，它每天不停地运转， 是整个矿井的“呼吸”系统。如此重要的安全生产关键设备，如果因某种故障而停机运行， 将会给整个矿山的安全生产带来巨大威胁。因此，对生产部门来说，及时准确地掌握主通风 机的运转特性，对保障安全生产和提高经济效益有十分重要的意义。通风机需要进行定期 检修，这不仅耗费较大的人力、财力，而且不能及时发现通风机的故障。因此，要求配套安装 可长期可靠运行的在线监测与故障诊断系统。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种应用于煤矿安全生产监控领域的，包含电动机绝 缘在线监测功能的主扇安全运行在线监测系统。本技术的目的是这样实现的它是由传感器单元、数据处理单元、工控机、显 示器、数据远传通信单元、报警单元、电动机绝缘在线监测仪和漏电流传感器组成的，传感 器单元连接数据处理单元，数据处理单元连接工控机，工控机分别连接显示器、数据远传通 信单元、报警单元和电动机绝缘在线监测仪，电动机绝缘在线监测仪连接漏电流传感器。本技术还有以下技术特征(1)所述的传感器单元包括风速传感器、负压传感器、温度传感器、电参数传感器、 开关量传感器和扩展传感器，风速传感器、负压传感器、温度传感器、电参数传感器、开关量 传感器和扩展传感器分别连接数据处理单元。(2)所述的漏电流传感器包括漏电流传感器甲、漏电流传感器乙、漏电流传感器 丙，漏电流传感器甲、漏电流传感器乙、漏电流传感器丙分别连接电动机绝缘在线监测仪。本技术一种主扇安全运行在线监测系统，可以实现通风机房与机电科、通风 科、调度室等管理部门的通讯联网，远程监视当前主扇的工作状况及运行参数，进行远程参 数设置、远程定值整定、故障数据、历史数据远传和数据分析等。附图说明图1为本技术的整体结构方框图；图2为本技术系统连接框图；图3为本技术模拟量通道原理图；图4为本技术开关量通道原理图；图5为本技术数据处理单元无源开关量原理框图；图6为本技术数据处理单元有源开关量原理框图；图7为本技术传感器接线示意图；图8为本技术电动机绝缘在线监测仪系统连接示意图；图9为本技术电动机绝缘在线监测仪信号处理单元框图；图10为本技术电动机绝缘在线监测仪预处理单元框图；图11为本技术电动机绝缘在线监测仪预处理单元原理图图12为本技术电动机绝缘在线监测仪软件流程图。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步说明。实施例1 结合图1，本技术一种主扇安全运行在线监测系统，它是由传感器 单元(16)、数据处理单元(6)、工控机(7)、显示器(8)、数据远传通信单元(9)、报警单元(10)、电动机绝缘在线监测仪(11)和漏电流传感器(17)组成的，传感器单元(16)连接数 据处理单元(6)，数据处理单元(6)连接工控机(7)，工控机(7)分别连接显示器(8)、数据 远传通信单元(9)、报警单元(10)和电动机绝缘在线监测仪(11)，电动机绝缘在线监测仪(11)连接漏电流传感器(17)。本技术还有以下技术特征所述的传感器单元(16)包括风速传感器(1)、负压传感器(2)、温度传感器(3)、电 参数传感器(4)、开关量传感器(5)和扩展传感器(15)，风速传感器(1)、负压传感器(2)、 温度传感器(3)、电参数传感器(4)、开关量传感器(5)和扩展传感器(15)分别连接数据处 理单元(6)。所述的漏电流传感器(17)包括漏电流传感器甲(12)、漏电流传感器乙(13)、漏电 流传感器丙(14)，漏电流传感器甲(12)、漏电流传感器乙(13)、漏电流传感器丙(14)分别 连接电动机绝缘在线监测仪(11)。实施例2 结合图2-图12，本技术一种主扇安全运行在线监测系统，具有以下 结构特征独有的电动机绝缘在线监测技术所述的电动机绝缘在线监测技术由电动机绝 缘在线监测仪实现，其组成包括由零磁通穿芯对地漏电流传感器(简称漏电流传感器)、 信号预处理单元、信号采集计算单元、通讯管理单元、电源单元等，电动机绝缘在线监测仪 通过通讯电缆与后台机连接，实现电动机绝缘数据同步采集、计算、上传等功能。当主扇运 行时，电动机绝缘在线监测仪连续采集主扇电机对地泄露电流和工况电压信号，通过工况 电压和对地泄露电流信号计算介质损耗、绝缘电阻、等值电容。通过对主扇电机介质损耗、 绝缘电阻等的连续监测和分析，判断电机的绝缘状况。可扩展性、系统预留振动传感器接 口、转速传感器接口、4-20mA输入接口、电流、电压输入接口。方便用户扩展功能，增加接入 量。本技术采取如下的技术解决方案1 2信号数据处理单元所述的信号处理单元包括隔离电路、放大电路、滤波电路、 输出电路依次电信号连接，输出电路电信号通过模拟量电缆连接后台工控机内模拟量采集 卡。3电动机绝缘在线监测仪所述的内容组成包括由零磁通穿芯对地漏电流传感器 (简称漏电流传感器)、信号预处理单元、信号采集计算单元、通讯管理单元、电源单元等。1)漏电流传感器是整个测量单元的核心，也是本专利技术的关键元件，工作原理是 电信号穿过传感器后经过磁感应以及反馈补偿输出电信号到信号预处理单元；传感器测 量精度高，相位测量精度高士0. 02度；测量范围宽100μΑ 700πιΑ ；工作温度宽_35°C +65 C。2)信号预处理单元对信号进行放大、滤波、量程选择等处理后，将信号输出到信 号采集计算单元。3)信号采集计算单元包括A/D采样单元和计算单元，单片机控制A/D进行采样， 然后由计算单元采用谐波分析法，对A/D采样序列进行FFT变换，计算出信号有效值以及相 对于参考信号的相位差。4)通讯管理单元将采集、计算的数据通过RS485接口上传至后台机。电动机绝缘在线监测仪工作流程如下1)传感器信号转换传感器采集到的信号经过放大、滤波、反馈等处理后输出电 信号到信号预处理单元。2)信号预处理单元经过隔直滤波、放大、滤波、选择量程等处理后将信号输出到信 号采集计算单元。3)信号采集计算单元由单片机控制14位A/D采样，将电信号转换成数字信号，单 片机对数字信号序列采用谐波分析法进行分析，再通过FFT对信号进行频域分析，最后计 算出信号的有效值以及相对于参考信号的相位；经过多次测量和数字滤波方法计算出稳定 的信号有效值和相位差，之后将信号的有效值和相位通过RS485接口上传到后台机。4后台机由工控机、显示器、键盘、鼠标等组成。后台机的工作流程如下1)周期采集各个模拟量传感器模拟信号数据、开关量传感器逻辑信号数据。2)周期采集电动机绝缘在线监测仪测量的数据。电动机绝缘在线监测仪采样、计 算，本地测量单元完成数据测量后，向工控机请求上传数据，得到工控机认可后，电动机绝 缘在线监测仪将测量的数据上传到工控机。3)人机对话和显示，通过与工控机配套的液晶显示器、键盘鼠标实现对主扇风机 运行状态监视、故障诊断、安全运行信息采集与管理、主扇风机起停时间等历史数据的记录 等功能。4)通讯联网，远程监控。5屏体本系统采用标准2260mm(高)*800mm(宽)*600mm(深)标准屏体。后台机实现功能如下1主扇运行状态监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主扇安全运行在线监测系统，它是由传感器单元（１６）、数据处理单元（６）、工控机（７）、显示器（８）、数据远传通信单元（９）、报警单元（１０）、电动机绝缘在线监测仪（１１）和漏电流传感器（１７）组成的，其特征在于：传感器单元（１６）连接数据处理单元（６），数据处理单元（６）连接工控机（７），工控机（７）分别连接显示器（８）、数据远传通信单元（９）、报警单元（１０）和电动机绝缘在线监测仪（１１），电动机绝缘在线监测仪（１１）连接漏电流传感器（１７）。

【技术特征摘要】
一种主扇安全运行在线监测系统，它是由传感器单元(16)、数据处理单元(6)、工控机(7)、显示器(8)、数据远传通信单元(9)、报警单元(10)、电动机绝缘在线监测仪(11)和漏电流传感器(17)组成的，其特征在于传感器单元(16)连接数据处理单元(6)，数据处理单元(6)连接工控机(7)，工控机(7)分别连接显示器(8)、数据远传通信单元(9)、报警单元(10)和电动机绝缘在线监测仪(11)，电动机绝缘在线监测仪(11)连接漏电流传感器(17)。2.根据权利要求1所述的一种主扇安全运行在线监测系统，其特征在于所述的传感 器单元(16)...

【专利技术属性】
技术研发人员：国际平，王怀君，周文良，张孝芳，
申请(专利权)人：哈尔滨国力电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：93[中国|哈尔滨]