农村水电动态安全预警装置的制造方法

专利名称:农村水电动态安全预警装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及农村水电动态安全预警装置。农村水电动态安全预警装置，该装置包括声音采集装置、转速采集装置、单片机和机组控制中心，所述的声音采集装置通过设置放大电路连接所述的单片机，单片机内部集成的AD转换器把噪声转换成单片机能计算的数字量，所述的转速采集装置连接单片机的数字输入模块计算水轮机的转速，单片机通过设置通讯收发器连接所述的机组控制中心。本实用新型通过对机组转速和噪音信号的采集分析，对农村水电站小型水轮发电机组的过速、机组机械故障、机组机械振荡等故障进行判断报警，有效地提高了小型水轮发电机组的安全可靠性及运行管理水平。
【专利说明】
农村水电动态安全预警装置
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及农村水电动态安全预警装置。
【背景技术】
[0002]目前我国农村小型水电站只是通过测量发电机的频率对机组的转速进行采集分析，当机组过速时机组控制设备检测到过速信号从而发出停机命令以避免运行事故的发生。但是这种单一通过测量机组电压频率来确认机组转速的方法往往易受发电机谐波的干扰而造成测速不准甚至测速失败。而且国内还没有针对机组噪音和转速测量相结合的机组安全报警系统。农村小型水电站由于管理水平较低、安全风险意识不高、一直存在安全隐患多等问题。

【发明内容】

[0003]针对这上述的问题，本实用新型提供可一种低成本的农村水电站水轮发电机组运行报警装置，通过采集分析水轮发电机组在运行时发出的噪声和转速之间的关系，可在机组发生安全事故前进行报警，提升我国农村水电站安全运行水平，减少或避免农村水电站重大安全事故的发生。
[0004]为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案:
[0005]农村水电动态安全预警装置，该装置包括声音采集装置、转速采集装置、单片机和机组控制中心，所述的声音采集装置通过设置放大电路连接所述的单片机，单片机内部集成的AD转换器把噪声转换成单片机能计算的数字量，所述的转速采集装置连接单片机的数字输入模块计算水轮机的转速，单片机通过设置通讯收发器连接所述的机组控制中心。
[0006]作为优选，所述的声音采集装置采用话筒，放大电路采用NE5532芯片搭建;转速采集装置采用光电管，通讯收发器采用MAX485通讯收发器。
[0007]作为优选，所述的单片机采用单片机8051F350，放大电路放大后的信号输入单片机805 1F350的模拟输入引脚I，光电管把水轮机的转速转换成脉冲信号输入单片机8051F350的数字输入引脚13，单片机8051F350引脚17、引脚18为通讯接口，经MAX485通讯收发器完成将TTL电平转换为RS — 485电平，MAX485通讯收发器芯片内部含有一个驱动器和接收器，RO和DI端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，RO和DI端分别与单片机8051F350的引脚17、引脚18相连;/RE和DE端分别为接收和发送的使能端，当/RE为逻辑O时，MAX485通讯收发器处于接收状态；当DE为逻辑I时，MAX485通讯收发器处于发送状态，控制信号由所述单片机8051F350引脚16输出。
[0008]作为优选，所述的单片机8051F350引脚25接有一发光二极管，用于报警显示。
[0009]本实用新型通过对机组转速和噪音信号的采集分析，对农村水电站小型水轮发电机组的过速、机组机械故障、机组机械振荡等故障进行判断报警，有效地提高了小型水轮发电机组的安全可靠性及运行管理水平。
【附图说明】

[0010]图1为本实用新型的系统框图。
[0011]图2为本实用新型的电路图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做一个详细的说明。
[0013]如图1、图2所示的农村水电动态安全预警装置，该装置包括话筒、光电管、单片机和机组控制中心，所述的单片机采用单片机8051F350X8051F350是完全集成的混合信号片上系统型MCU，具有32个引脚，高速性能流水结构的8051兼容的CIP-51内核。所述的声音采集装置通过设置放大电路连接所述的单片机，放大电路采用NE5532芯片搭建。单片机内部集成的AD转换器把噪声转换成单片机能计算的数字量，所述的转速采集装置连接单片机的数字输入模块计算水轮机的转速，单片机通过设置通讯收发器连接所述的机组控制中心，通讯收发器采用MAX485通讯收发器。放大电路放大后的信号输入单片机8051F350的模拟输入引脚I，光电管把水轮机的转速转换成脉冲信号输入单片机8051F350的数字输入引脚13，单片机8051F350引脚17、引脚18为通讯接口，经MAX485通讯收发器完成将TTL电平转换为RS — 485电平，MAX485通讯收发器芯片内部含有一个驱动器和接收器，RO和DI端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，RO和DI端分别与单片机8051F350引脚17、引脚18相连即可;/RE和DE端分别为接收和发送的使能端，当/RE为逻辑O时，MAX485通讯收发器处于接收状态；当DE为逻辑I时，MAX485通讯收发器处于发送状态，控制信号由所述单片机8051F350引脚16输出。所述的单片机8051F350引脚25接有一发光二极管，用于报警显示。
[0014]农村水电站机组动态预警装置默认刚开始工作时水轮发电机组工作正常，该装置通过安装在水轮发电机组厂房内的话筒收集水电站水轮发电机组运行时产生的噪声，通过光电管采集水轮机的转速脉冲(正常情况下，光电管发光器发出的光被安装在机组大轴或飞轮上的反光板反射回来被收光器收到;一旦光路被检测物挡住，收光器收不到光时，光电开关就动作，输出一个开关控制信号。)结合噪声和转速二个信号后，判断水轮发电机组在运行时是否存在与转速水平相符的噪声，记录下当前水轮机噪声水平。该设备作为长期工作的设备，实时检测水轮发电机组的噪声，通过实时的检测可以得出噪声水平是否变大或有异常噪声。结合这二个信号的情况，该装置将发出报警信息，并将报警信息通过485通讯电路传输给机组控制中心，这样就可以对机组的运行进行控制，达到避免事故发生的目的。
【主权项】
1.农村水电动态安全预警装置，其特征在于:该装置包括声音采集装置、转速采集装置、单片机和机组控制中心，所述的声音采集装置通过设置放大电路连接所述的单片机，单片机内部集成的AD转换器把噪声转换成单片机能计算的数字量，所述的转速采集装置连接单片机的数字输入模块计算水轮机的转速，单片机通过设置通讯收发器连接所述的机组控制中心。2.根据权利要求1所述的农村水电动态安全预警装置，其特征在于:声音采集装置采用话筒，放大电路采用NE5532芯片搭建;转速采集装置采用光电管，通讯收发器采用MAX485通讯收发器。3.根据权利要求2所述的农村水电动态安全预警装置，其特征在于:单片机采用单片机8051F350，放大电路放大后的信号输入单片机8051F350的模拟输入引脚I，光电管把水轮机的转速转换成脉冲信号输入单片机8051F350的数字输入引脚13，单片机8051F350引脚17、引脚18为通讯接口，经MAX485通讯收发器完成将TTL电平转换为RS — 485电平，MAX485通讯收发器芯片内部含有一个驱动器和接收器，RO和DI端分别为接收器的输出和驱动器的输入端，RO和DI端分别与单片机8051F350的引脚17、引脚18相连;/RE和DE端分别为接收和发送的使能端，当/RE为逻辑O时，MAX485通讯收发器处于接收状态；当DE为逻辑I时，MAX485通讯收发器处于发送状态，控制信号由所述单片机8051F350引脚16输出。4.根据权利要求2或3所述的农村水电动态安全预警装置，其特征在于:单片机8051F350引脚25接有一发光二极管，用于报警显示。
【文档编号】G05B19/042GK205721217SQ201620366855
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】金华频, 王晓罡, 徐国君, 张巍, 崔振华, 杨佳, 胡长硕, 刘若星, 徐竞喆, 丁立大
【申请人】水利部农村电气化研究所, 杭州思绿能源科技有限公司