用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置，该装置包括：闪存；显示模块；温湿度传感器；气压传感器；运动传感器；数字输入模块；微处理器，分别与所述闪存、温湿度传感器、气压传感器、运动传感器、数字输入模块和显示模块相连，用于将所述温度信息、湿度信息、气压信息、振动信息和输入信息发送至所述显示模块进行显示，并将所述温度信息、湿度信息、气压信息、振动信息、输入信息分别与预先设定的报警阈值进行比较，并根据比较结果生成报警信息发送至所述显示模块进行显示。该装置能够针对长期运行在易受振动、高温、潮湿、供电故障等干扰环境中的集散控制系统机柜进行安全监测。
【专利说明】
用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及安全监测技术领域，尤其涉及一种用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置。
【背景技术】
[0002]大型火电厂自动控制设备绝大部分采用集散控制系统(DCS,DistributedControl System，以下简称DCS系统)，作为发电设备运行状态显示、操作及监控设备，其运行安全至关重要。DCS控制设备放置在机柜内部，机柜对这些设备起到了较好的保护作用，因此机柜的安全监测是DCS系统安全监测的重要组成部分。DCS系统主机柜、继电器柜、电源柜等设备通常安装在距离锅炉、汽机以及大型辅机设备较近的现场，长期运行在易受振动、高温、潮湿、供电故障等干扰的环境。
[0003]温度是影响DCS控制设备安全的主要因素之一，控制设备长期在高温环境下运行，将使设备的设计参数发生变化甚至使元器件失效;湿度对控制设备的影响也很大，设备长期处于高湿或低湿的环境中，容易引起短路、损毁电子元件和接触不良、设备过早老化等现象;控制设备运行在振动环境中，会造成电子元器件管脚和一些接插件松动，引发系统故障;供电故障更是DCS系统的致命故障。因此，实时监测DCS机柜温度、湿度、振动和供电，并保持其良好的状况是保证DCS系统安全运行的基础。目前，DCS系统本身具备设备自检功能，对构成系统的控制设备具有良好的监控，但是缺乏对DCS机柜安全的监测。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置，该装置能够针对长期运行在易受振动、高温、潮湿、供电故障等干扰环境中的集散控制系统机柜进行安全监测。
[0006]为达到上述目的，本实用新型实施例提出的用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置，包括:闪存；显示模块;温湿度传感器，用于采集机柜内温度及湿度，生成温度信息和湿度信息，并存储至所述闪存;气压传感器，用于采集机柜内的大气压力，生成气压信息，并存储至所述闪存;运动传感器，用于采集机柜的振动量，生成振动信息，并存储至所述闪存;数字输入模块，用于接收所述集散控制系统的相关设备发送的报警信号，并生成输入信息;微处理器，分别与所述闪存、温湿度传感器、气压传感器、运动传感器、数字输入模块和显示模块相连，用于将所述温度信息、湿度信息、气压信息、振动信息和输入信息发送至所述显示模块进行显示，并将所述温度信息、湿度信息、气压信息、振动信息、输入信息分别与预先设定的报警阈值进行比较，并根据比较结果生成报警信息发送至所述显示模块。
[0007]本实用新型实施例提出的用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置，可以有效地针对长期运行在易受振动、高温、潮湿、供电故障等干扰环境中DCS机柜进行安全监测，实时采集机柜温度、湿度、气压、振动、供电等运行参数，并实现参数存储、显示、超限报警和信息传输等功能，提高了 DCS系统的安全监控水平。
[0008]为让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
【附图说明】
[0009]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1是本实用新型一个实施例的用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置的结构示意图；
[0011]图2是本实用新型一个具体实施例的用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置的结构示意图；
[0012]图3是本实用新型一个实施例的用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置的外观示意图；
[0013]图4是本实用新型一个实施例的用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置的数字输入模块示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0015]下面参考附图描述本实用新型实施例的用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置。
[0016]图1是本实用新型一个实施例的用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括:微处理器101、闪存102、显示模块103、温湿度传感器
104、气压传感器105、运动传感器106和数字输入模块107。
[0017]具体地，温湿度传感器104用于采集机柜内温度及湿度，生成温度信息和湿度信息，并存储至所述闪存;气压传感器105用于采集机柜内的大气压力，生成气压信息，并存储至所述闪存;运动传感器106用于采集机柜的振动量，生成振动信息，并存储至所述闪存;数字输入(DI ,Digital Input)模块107用于接收所述集散控制系统的相关设备发送的报警信号，并生成输入信息；微处理器101，分别与所述闪存102、温湿度传感器104、气压传感器
105、运动传感器106、数字输入模块107和显示模块103相连，用于将所述温度信息、湿度信息、气压信息、振动信息和输入信息发送至显示模块103进行显示，并将所述温度信息、湿度信息、气压信息、振动信息、输入信息分别与预先设定的报警阈值进行比较，根据比较结果生成报警信息发送至显示模块103进行显示。其中，集散控制系统的相关设备包括主电源监测设备、备用电源监测设备、机柜浸水监测设备、机柜接地监测设备等中的一项或多项。闪存(S卩FLASH存储器)、温湿度传感器、大气压力传感器、运动传感器、显示模块与微处理器直接相连。
[0018]在本申请的一个实施例中，所述显示模块103为带背光的彩色LCD显示器，可以显示至少10行文本信息。
[0019]在本申请的一个实施例中，所述微处理器还设有RS485接口、以太网接口、USB接口等中的至少一种通信接口，用于实现相应协议的有线联网通信和信息传输，以及电源转换模块，用于将输入电源转换为符合预设条件的电源，具体例如将外部输入的直流24V电源转换为所述监测装置内部需要的5V电源。
[0020]在本申请的一个实施例中，所述装置外壳设置有与通信接口对应的接口连接器，例如RS485接口连接器、以太网接口连接器、USB接口连接器，还设有电源转换模块对应的供电接口连接器，具体例如24V供电接口连接器，以分别用于RS485接口、以太网接口、USB接口和电源转换模块穿出所述监测装置外壳与外部连接。
[0021]本申请的监测装置特别适用于火电厂集散控制系统(DCS)主机柜、继电器柜、电源柜等机柜安全监测。在使用时，可将本监测装置安装在DCS机柜内部，刚性固定在柜体内表面。本监测装置可以单机使用，也可以通过RS485或以太网接口与DCS系统联网，将采集到的信息传输至DCS系统集中监控。
[0022]在本申请的一个实施例中，所述监测装置还设有实时钟模块，用于产生实时钟，以提供采集各类信息的时间。
[0023]进一步的，DI输入模块采用光电隔离输入通道，以隔离干扰信号，防止微处理器损坏或死机等。通常可以采用4路光电隔离输入接口接收其它设备送来的报警信号，信号类型可以是无源接点，例如主电源报警继电器、备用电源报警继电器、机柜浸水传感器的报警继电器、机柜接地监测器的报警继电器等的数字输出接点，微处理器通过DI模块接收这些输入信息，并根据预设的报警阈值判断是否报警。举例而言，一种可能的4路输入信息组合是:直流24V主电源失电，直流24V备用电源失电，机柜浸水报警，机柜接地故障)。
[0024]以下配合图示及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。
[0025]如图2所示，该装置包括:微处理器201、FLASH存储器202、实时钟模块203、温湿度传感器204、大气压力传感器205、运动传感器206、IXD显示模块207、DI输入模块208、电源转换模块209以及用于网络通信的RS485接口 210、以太网接口 211和USB接口 212。
[0026]FLASH存储器202、温湿度传感器204、大气压力传感器205、运动传感器206、IXD显示模块207与微处理器201直接相连。各模块的功能如前述实施例所述，在此不再重复。
[0027]图3是本申请一个实施例的安全监测装置的外观示意图所示(图中尺寸仅作参考)，在具体实施例中，如图3所示，所述LCD显示模块207在外观上是带背光的彩色LCD显示器301，至少可以显示10行文本信息。
[0028]监测装置在主机外壳侧面设置有外围接口连接器，具体位置可以有多种，本申请对比不做限定，外围接口连接器具体可以包括:1XD显示开关302，电源开关303、24V供电接口连接器304、RS485接口连接器305、DI输入端子306，USB接口连接器307和以太网接口连接器308。
[0029]在本实施例中，如图4所示，DI输入模块208为4路光隔离输入，接收其它设备送来的报警信号，输入组合是:直流24V主电源失电401，直流24V备用电源失电402，机柜浸水报警403，机柜接地故障404。
[0030]在本实施例中，微控制器201的型号可以选用STM32F107，为瑞士3丁1；[01'061601:1'011；[0 8公司生产的内核为41^-(]01^613的微处理器芯片；空气温湿度传感器204可以选用SHTll数字式空气温湿度传感器，为瑞士 Sensir1n公司生产的数字式空气温湿度传感器。
[0031]本实用新型实施例提出的用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置，可以有效地针对长期运行在易受振动、高温、潮湿、供电故障等干扰环境中DCS机柜进行安全监测，实时采集机柜温度、湿度、气压、振动、供电、浸水、接地等运行参数，并实现参数存储、显示、超限报警和信息传输等功能，通过对DCS系统机柜的安全监测提高了 DCS系统的安全监控水平。
[0032]需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0033]应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
[0034]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0035]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种用于火电厂集散控制系统机柜的安全监测装置，其特征在于，包括: 闪存;显示模块； 温湿度传感器，用于采集机柜内温度及湿度，生成温度信息和湿度信息，并存储至所述闪存； 气压传感器，用于采集机柜内的大气压力，生成气压信息，并存储至所述闪存； 运动传感器，用于采集机柜的振动量，生成振动信息，并存储至所述闪存； 数字输入模块，用于接收所述集散控制系统的相关设备发送的报警信号，并生成输入信息； 微处理器，分别与所述闪存、温湿度传感器、气压传感器、运动传感器、数字输入模块和显示模块相连，用于将所述温度信息、湿度信息、气压信息、振动信息和输入信息发送至所述显示模块进行显示，并将所述温度信息、湿度信息、气压信息、振动信息、输入信息分别与预先设定的报警阈值进行比较，根据比较结果生成报警信息发送至所述显示模块进行显不O2.如权利要求1所述的安全监测装置，其特征在于，还包括: 与所述微处理器相连的至少一个通信接口，用于与所述集散控制系统联网，其中，所述通信接口是RS485接口、以太网接口、USB接口中的一项或多项。3.如权利要求2所述的安全监测装置，其特征在于，还包括: 电源转换模块，用于将输入电源转换为符合预设条件的电源。4.如权利要求1所述的安全监测装置，其特征在于，还包括: 实时钟模块，用于产生实时钟，以提供采集各类信息的时间。5.如权利要求3所述的安全监测装置，其特征在于，还包括与所述通信接口对应的通信接口连接器，以及与所述电源转换模块对应的供电接口连接器。6.如权利要求1所述的安全监测装置，其特征在于，所述显示模块为带背光的彩色LCD显示器，所述显示模块可以显示至少10行文本信息。7.如权利要求1所述的安全监测装置，其特征在于，所述数字输入模块包括4路光电隔离输入通道。8.如权利要求7所述的安全监测装置，其特征在于，所述集散控制系统的相关设备包括主电源监测设备、备用电源监测设备、机柜浸水监测设备、机柜接地监测设备。9.如权利要求1所述的安全监测装置，其特征在于，所述装置使用时安装在所述集散控制系统机柜的内部，刚性固定在柜体内表面。10.如权利要求1所述的安全监测装置，其特征在于，所述温湿度传感器为数字式温湿度传感器。
【文档编号】G05B19/048GK205594406SQ201620246663
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】刘军, 阎芳, 徐燕, 赵东杰, 郗松楠
【申请人】北京物资学院