水电解制氢设备安全运行远程监测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种水电解制氢设备运行安全远程监测系统，该系统包括有数据处理装置和若干无线传感器，各无线传感器利用Ｚｉｇｂｅｅ技术与数据处理装置组成局域状态信息采集网络。本实用新型专利技术通过各种无线传感器对水电解制氢设备运行的各个工作参数进行采集和处理，再通过无线方式与数据处理装置进行数据信息的交换和通讯；数据处理装置可现场实时显示水电解制氢设备的工作状态信息，并通过通讯模块或与Ｉｎｅｒｔｎｅｔ网连接，实现设备运行状态信息的远程传输，实现了从单一人工巡视方式到多点实时自动监测方式的根本转变，提高了水电解制氢设备运行的安全性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种设备运行监测装置，具体地说是一种水电解制氢设备 安全运行远程监测系统。
技术介绍
目前国内水电解制氢设备在运行制氢过程中的工作压力、储氢罐压力、制 氢工作电压、工作电流等的状态信息均是通过机械式仪表监测显示，制氢过程 中的工作温度则是通过数字式仪表进行显示。各种仪表安装在制氢室的仪表盘 上，制氢值班人员在巡视时通过制氢室的观察窗来监视仪表盘上的各个仪表和 氢气泄漏监测装置，以此了解设备运行状况。由于制氢生产过程的时间长，工 作人员的劳动强度大，而设备安全运行又全部依赖于制氢值班人员的观察判断， 因此，稍有疏漏就有可能造成重大的生产安全事故。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种水电解制氢设备安全运行远程监测系统， 以克服现有技术存在的不足，实现水电解制氢设备工作运行状态信息的自动采 集、处理、传输、分析、预警和报警。本技术是这样实现的 一种水电解制氢设备安全运行远程监测系统，该系统包括有数据处理装置和若干无线传感器，各无线传感器利用Zigbee技术 与数据处理装置组成局域状态信息采集网络。本技术是在数据处理装置上配备有通讯接口，在数据处理装置中或者 配置有GPRS/CDMA通讯模块，或者配置有与Inertnet网连接的连接软件。通过 各种无线传感器对水电解制氢设备运行的各个工作参数进行采集和处理，再通 过无线方式与数据处理装置进行数据信息的交换和通讯；数据处理装置可在现 场实时显示水电解制氢设备的各种工作状态信息，并通过GPRS/CDMA通讯模 块或与Inertnet网连接，实现设备运行状态信息的远程传输，由此实现水电解制 氢设备安全运行的远程监测。所述数据处理装置由低功耗工业主板与无线收发装置、触摸屏和电源连接 组成；无线收发装置为无线一有线的转接节点。所述无线传感器是由传感器通过 信号调理装置接无线单片机，电池为各部分提供工作电源。3本技术中的多个无线传感器与数据处理装置共同组成局域状态信息采 集网络；其中，无源传感器不需要布设线缆，有源传感器仅布设传感器供电线缆就可完成安装布设，其优点是可降低现场线缆干扰信号的侵入，方便系统的安装维护；而监测数据的远程传输和应用，实现了从单一人工巡视方式到多点 实时自动监测方式的根本性转变，由此可明显提高水电解制氢设备工作运行的 安全性。本技术布设方便，同时降低了工人的工作强度。以下结合附图对本技术做进一步详述。附图说明图l是本技术的结构框图。图2是无线传感器的电路原理图。图3是数据处理装置中无线收发装置的电路原理图。具体实施方式如图1所示，本技术包括有数据处理装置1和多个不同的无线传感器2， 其中各无线传感器2由根据需要选配的传感器24、满足不同传感器电气联接的 信号调理装置22、与数据处理装置1进行通讯的无线单片机21和供电电池23 连接组成。所选配的传感器24包括有工作压力传感器、储氢罐压力传感器、工 作电压传感器、工作电流传感器、氢气泄漏传感器等多种不同的传感器。这些 传感器安装在水电解制氢设备上的相关部位，对水电解制氢设备的运行工作状 态进行探测，并将所探测的信号分别送各自的信号调理装置22进行调理，使信 号的变化范围可以满足无线单片机21中的A/D转换的需要。参照图2，本系统 的设备运行的工作温度参数从水电解制氢设备数字仪表的RS232端口与无线单 片机21的RS232端口连接处获取；氢气纯度参数从现场装配的氢气纯度分析仪 的RS232端口与无线单片机21的RS232端口连接处获取；供电电池23的5V供 电电压从数字表仪中获取。无线单片机21按照程序设定的要求，完成对上述各 种水电解制氢设备运行工作状态的数据采集和信号处理，并将处理好的状态数 据通过无线方式上传到数据处理装置1中。本技术中的数据处理装置1由低功耗工业主板11与无线收发装置12、 触摸屏13和电源14连接组成，其中的无线收发装置12如图3所示，是由无线 单片机121与外围元件按常规方式连接组成，作为本系统无线一有线的转接节 点。在低功耗工业主板ll中内置有控制软件，以控制其本身和各个无线传感器 2的工作运行，并通过无线收发装置12，对各无线传感器2所上传的水电解制氢设备运行工作状态的数据进行接收，再按照GB/T 19774-2005《水电解制氢系 统技术要求》和QX 33-2005《气象业务氢气作业安全技术规范》的要求进行数 据处理，最后通过GPRS/CDMA通讯模块或Internet通讯端口进行信息传输。在图2所示的无线传感器2的一个实施例中，无线单片机21的外围电路使 用一个非平衡天线，由电容C1和电感L1、 L2、 L3以及一个PCB板A/4微波传输 线组成，整个结构满足RF输入/输出匹配电阻(50Q)的要求。电阻R1和R2为 偏置电阻，电阻Rl主要用来为32 MHz的晶振电路提供一个合适的工作电流。 电容C6和C7是去耦电容，为电源滤波，以提高芯片工作的稳定性。无线单片 机21的A/D转换器端口与外部的信号调理装置22相连接，再与传感器24连接。 无线单片机21的RS232串口与数字仪表连接，构成状态信息采集通道。在预置 于无线单片机21中的软件的控制下，进行每秒1000次状态采样，利用加权平 均滤波算法获得分钟的状态值及时间量值，并通过无线方式上传到数据处理装 置l，完成水电解制氢设备运行工作状态的信息采集、处理和通讯。在图3所示的数据处理装置1中的无线收发装置12的一个实施例中，无线收 发装置12的外围电路使用一个非平衡天线，由电容C5和电感L1、 L2、 L3以及一 个PCB板A/4微波传输线组成.整个结构满足RF输入/输出匹配电阻(50Q)的要 求。电源14为该无线收发装置12提供3V和5V两种直流工作电压，其中3V直流电 压为无线单片机121供电，5V电压为RS232串口电路供电。无线收发装置12通过 RS232串口与低功耗工业主板11相连，实现低功耗工业主板11对各无线传感器2 的控制和状态信息的接收。触摸屏13提供现场直观显示和功能操作，低功耗工 业主板ll配置的多个RS-232通讯接口和网络接口 ，通过配置GPRS/CDMA通讯模 块或与Inertnet网端口连接，构成广泛区域的网络，实现水电解制氢设备运行工 作状态信息的远程传输。远程监控中心对上传的状态信息进行处理，出现报警 信息时启动声光报警装置发出声光报警，并通过短信方式将报警信息发送到制 氢值班员、现场安全责任人以及各级安全管理负责人的手机上，由此实现全方 位多点监测，对故障及时处理，防止水电解制氢设备发生严重的安全事故。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水电解制氢设备安全运行远程监测系统，其特征在于该系统包括有数据处理装置（１）和若干无线传感器（２），各无线传感器（２）利用Ｚｉｇｂｅｅ技术与数据处理装置（１）组成局域状态信息采集网络。

【技术特征摘要】
1、一种水电解制氢设备安全运行远程监测系统，其特征在于该系统包括有数据处理装置(1)和若干无线传感器(2)，各无线传感器(2)利用Zigbee技术与数据处理装置(1)组成局域状态信息采集网络。2、 根据权利要求1所述的水电解制氢设备安全运行远程监测系统，其特征 在于所述数据处理装置(1)由低功耗工业主板...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建明，幺伦韬，甄树勇，韩磊，
申请(专利权)人：李建明，
类型：实用新型
国别省市：13[中国|河北]