矿用智能电力监控系统的制作方法

1.本发明属于煤矿应用领域，涉及电力监控技术，具体是矿用智能电力监控系统。


背景技术：

2.随着国家对煤矿企业安全生产要求的不断提高和煤炭企业自身发展的需要，我国各大、中、小煤矿陆续装备矿井监控系统，系统的装备能够大大提高矿井安全生产水平和安全生产管理效率。在现有的电气监控系统中，大多是对电气设备的工作参数进行简单的汇总统计，且多是设备出现故障后进行后期维修，缺乏一种行之有效的检测方式，使得可以结合电气设备的工作环境以及在工作环境下的工作参数，进而进行设备提前预警以及停机维修。
3.为此，提出一种矿用智能电力监控系统。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出矿用智能电力监控系统，该矿用智能电力监控系统解决了矿用电气设备监控的问题。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出矿用智能电力监控系统，包括云平台，以及与之相连接的数据采集模块、数据处理模块、设备监测模块以及报警模块；各个模块之间基于数字信号进行信息交互；
6.所述数据采集模块用于采集园区内电力设备的运行参数和环境参数；其中，所述运行参数包括电压值和电流值；所述环境参数包括温度数据和湿度数据；
7.并将所述运行参数和所述环境参数发送至所述云平台；
8.所述数据处理模块用于对接收到的运行参数和环境参数进行处理，包括以下步骤：
9.所述数据处理模块获取所述运行参数，并将所述电流值和所述电压值分别标记为in和un；其中，n表示运行参数采集周期的编号；
10.所述数据处理模块利用计算公式获取运行系数，将所述运行系数标记为yxn；
11.所述数据处理模块接收所述环境参数，并将所述温度数据和所述湿度数据分别标记为wn和sn；式中，n表示环境参数采集周期的编号；
12.所述数据处理模块利用计算公式获取环境系数，将所述环境系数标记为hjn；
13.所述数据处理模块根据所述运行系数和所述环境系数获取监测提醒系数，并将所述监测提醒系数标记为jcn；
14.所述数据处理模块设定监测提醒系数阈值，并将所述监测提醒系数与所述监测提醒系数阈值进行比较；
15.当所述监测提醒系数大于所述监测提醒系数阈值时，所述数据处理模块发送维护信号至所述报警模块；
16.当所述监测提醒系数小于等于所述监测提醒系数阈值时，所述数据处理模块不作
处理；
17.所述设备监测模块用于监测园区内电力设备的运行状态；
18.所述报警模块用于通知管理人员根据异常数据对电力设备进行检查和维护。
19.优选的，所述数据采集模块在采集所述运行参数和所述环境参数时，采用周期性采集的方式，且采集的周期由云平台进行设定；并且在将所述运行参数发送至所述云平台时，对采集的周期进行编号，运行参数采集周期的编号标记为n；其中，n的取值为1,2,3
……
n,n为采集周期的总数。
20.优选的，所述运行系数的计算公式为：
21.式中，ε为状态修正因子，且ε∈(0,1)。
22.优选的，所述环境系数的计算公式为：
23.式中，α和β分别为温度修正系数和湿度修正系数，且α和β均为大于零的实数。
24.优选的，所述监测提醒系数的计算公式为：jcn＝a*yxn+b*hjn；
25.式中，a和b均为大于零的实数，且a+b＝1。
26.优选的，所述设备监测模块包括检测传感器；其中，所述检测传感器包括温度传感器、噪声传感器以及振动传感器。
27.优选的，所述设备监测模块监测园区内电力设备的运行状态，包括以下步骤：
28.所述检测传感器检测与其对应的电力设备的当前工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述设备检测模块；
29.所述设备检测模块将所述工作状态信息与数据库预存地与所述电力设备对应的安全准则相比较，确定所述园区设备的当前安全状况；其中，所述安全状况包括安全和异常；
30.当园区设备的当前安全状况为异常时，所述设备检测模块发送设备异常信号至所述报警模块。
31.优选的，所述报警模块通知管理人员根据异常数据对电力设备进行检查和维护，包括以下步骤：
32.所述报警模块接收维护信号后，生成数据异常信息至关联的智能终端，以提醒智能终端的管理人员；其中，所述数据异常信息包括维护指令和对应的异常运行参数和环境参数；
33.所述报警模块接收设备异常信号后，生成设备异常信息至关联的智能终端，以提醒智能终端的管理人员；其中，所述设备异常信息包括维护指令和对应的异常工作状态。
34.优选的，所述智能终端包括智能手机和电脑。
35.优选的，所述云平台与所述数据采集模块通信和/或电气连接；
36.所述数据采集模块与所述数据处理模块通信和/或电气连接；
37.所述数据处理模块与所述报警模块通信和/或电气连接；
38.所述云平台与所述设备监测模块通信和/或电气连接；
39.所述设备监测模块与所述报警模块通信和/或电气连接。
40.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
41.本发明通过数据采集模块采集园区内电力设备的运行参数和环境参数；并将运行参数和环境参数发送至云平台；数据处理模块获取运行参数，数据处理模块利用计算公式获取运行系数；数据处理模块接收环境参数，数据处理模块利用计算公式获取环境系数，数据处理模块根据运行系数和环境系数获取监测提醒系数，数据处理模块设定监测提醒系数阈值，并将监测提醒系数与监测提醒系数阈值进行比较；当监测提醒系数大于监测提醒系数阈值时，数据处理模块发送维护信号至报警模块；设备监测模块监测园区内电力设备的运行状态；报警模块通知管理人员根据异常数据对电力设备进行检查和维护；实现了做到无故障提前维修保养，有故障及时提醒维修的目的，减少因电气设备故障带来的停机造成生产损失以及时间浪费，提高了矿用电力设备的安全性。
附图说明
42.图1为本发明的原理图。
具体实施方式
43.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
44.如图1所示，矿用智能电力监控系统，包括云平台，以及与之相连接的数据采集模块、数据处理模块、设备监测模块以及报警模块；各个模块之间基于数字信号进行信息交互；
45.所述数据采集模块用于采集园区内电力设备的运行参数和环境参数；其中，所述运行参数包括电压值和电流值；所述环境参数包括温度数据和湿度数据；
46.并将所述运行参数和所述环境参数发送至所述云平台；
47.所述数据处理模块用于对接收到的运行参数和环境参数进行处理；
48.所述设备监测模块用于监测园区内电力设备的运行状态；
49.所述报警模块用于通知管理人员根据异常数据对电力设备进行检查和维护。
50.本实施例中，所述数据采集模块在采集所述运行参数和所述环境参数时，采用周期性采集的方式，且采集的周期由云平台进行设定；并且在将所述运行参数发送至所述云平台时，对采集的周期进行编号，运行参数采集周期的编号标记为n；其中，n的取值为1,2,3
……
n,n为采集周期的总数。
51.所述数据处理模块对接收到的运行参数和环境参数进行处理，包括以下步骤：
52.所述数据处理模块获取所述运行参数，并将所述电流值和所述电压值分别标记为in和un；其中，n表示运行参数采集周期的编号；
53.所述数据处理模块利用计算公式获取运行系数，将所述运行系数标记为yxn；
54.所述运行系数的计算公式为：
55.式中，ε为状态修正因子，且ε∈(0,1)；
56.所述数据处理模块接收所述环境参数，并将所述温度数据和所述湿度数据分别标
记为wn和sn；式中，n表示环境参数采集周期的编号；
57.所述数据处理模块利用计算公式获取环境系数，将所述环境系数标记为hjn；
58.所述环境系数的计算公式为：
59.式中，α和β分别为温度修正系数和湿度修正系数，且α和β均为大于零的实数；
60.所述数据处理模块根据所述运行系数和所述环境系数获取监测提醒系数，并将所述监测提醒系数标记为jcn；
61.所述监测提醒系数的计算公式为：jcn＝a*yxn+b*hjn；
62.式中，a和b均为大于零的实数，且a+b＝1；
63.所述数据处理模块设定监测提醒系数阈值，并将所述监测提醒系数与所述监测提醒系数阈值进行比较；
64.当所述监测提醒系数大于所述监测提醒系数阈值时，所述数据处理模块发送维护信号至所述报警模块；
65.当所述监测提醒系数小于等于所述监测提醒系数阈值时，所述数据处理模块不作处理。
66.本实施例中，所述设备监测模块包括检测传感器；其中，所述检测传感器包括温度传感器、噪声传感器以及振动传感器。
67.所述设备监测模块监测园区内电力设备的运行状态，包括以下步骤：
68.所述检测传感器检测与其对应的电力设备的当前工作状态信息，并将所述工作状态信息发送至所述设备检测模块；
69.所述设备检测模块将所述工作状态信息与数据库预存地与所述电力设备对应的安全准则相比较，确定所述园区设备的当前安全状况；其中，所述安全状况包括安全和异常；
70.当园区设备的当前安全状况为异常时，所述设备检测模块发送设备异常信号至所述报警模块。
71.所述报警模块通知管理人员根据异常数据对电力设备进行检查和维护，包括以下步骤：
72.所述报警模块接收所述维护信号后，生成数据异常信息至关联的智能终端，以提醒智能终端的管理人员；其中，所述数据异常信息包括维护指令和对应的异常运行参数和环境参数；
73.所述报警模块接收所述设备异常信号后，生成设备异常信息至关联的智能终端，以提醒智能终端的管理人员；其中，所述设备异常信息包括维护指令和对应的异常工作状态。
74.本实施例中，所述智能终端包括智能手机和电脑等智能设备。
75.本实施例中，所述云平台与所述数据采集模块通信和/或电气连接；
76.所述数据采集模块与所述数据处理模块通信和/或电气连接；
77.所述数据处理模块与所述报警模块通信和/或电气连接；
78.所述云平台与所述设备监测模块通信和/或电气连接；
79.所述设备监测模块与所述报警模块通信和/或电气连接。
80.上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。
81.本发明的工作原理：
82.数据采集模块用于采集园区内电力设备的运行参数和环境参数；并将运行参数和环境参数发送至云平台；
83.数据处理模块获取运行参数，数据处理模块利用计算公式获取运行系数；数据处理模块接收环境参数，数据处理模块利用计算公式获取环境系数；数据处理模块根据运行系数和环境系数获取监测提醒系数；数据处理模块设定监测提醒系数阈值，并将监测提醒系数与监测提醒系数阈值进行比较；当监测提醒系数大于监测提醒系数阈值时，数据处理模块发送维护信号至报警模块；当监测提醒系数小于等于监测提醒系数阈值时，数据处理模块不做处理；
84.检测传感器检测与其对应的电力设备的当前工作状态信息，并将工作状态信息发送至设备检测模块；设备检测模块将工作状态信息与数据库预存地与电力设备对应的安全准则相比较，确定园区设备的当前安全状况；当园区设备的当前安全状况为异常时，设备检测模块发送设备异常信号至报警模块；
85.报警模块接收维护信号后，生成数据异常信息至关联的智能终端，以提醒智能终端的管理人员；报警模块接收设备异常信号后，生成设备异常信息至关联的智能终端，以提醒智能终端的管理人员。
86.以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。