專利名稱：一種基于arm的換熱站監(jiān)控記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種基于ARM的智能記錄和在線監(jiān)控系統(tǒng)，具體是一種專門配合換熱站設(shè)備使用的數(shù)據(jù)記錄和安全性能分析設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，針對(duì)換熱站監(jiān)控記錄裝置的研制主要有三類一類是電子模擬式，它采用了大量的模擬電路對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行處理計(jì)算，用模擬表顯示，弊端是精度低、設(shè)計(jì)維護(hù)難度大、易損壞，現(xiàn)已逐步被淘汰。第二類是數(shù)字式，它是目前使用最普遍的一種，其特點(diǎn)是，復(fù)雜的計(jì)算工作全部由軟件來完成，系統(tǒng)的集成度和綜合精度比以前有所提高，且系統(tǒng)具有自檢功能，采用新型高性能單片機(jī)及外圍芯片，性能更加穩(wěn)定、功耗更低、系統(tǒng)集成度更高。 第三類是微機(jī)控制方式，它是目前最先進(jìn)和功能最強(qiáng)的一類，體現(xiàn)了人機(jī)界面的優(yōu)化，顯示信息量大，強(qiáng)光下讀數(shù)清晰，功耗極低，具有文字提示功能，且全部的工作參數(shù)可在操作臺(tái)上顯示，電氣系統(tǒng)中對(duì)所有工作參數(shù)都設(shè)置了安全極限值，可實(shí)時(shí)監(jiān)控。從實(shí)際應(yīng)用技術(shù)角度而言，雖然是多年研究的問題，但還是主要集中在對(duì)實(shí)際工況信號(hào)分析的基礎(chǔ)上尋求新的有效信號(hào)分解提取方法，這樣處理對(duì)換熱站安全性能判定可提供依據(jù)，所以在我國能及時(shí)檢修以消除關(guān)鍵設(shè)備的潛在故障是至關(guān)重要的，但對(duì)于一個(gè)發(fā)展中國家，我國現(xiàn)行的預(yù)防性定期維修和運(yùn)轉(zhuǎn)至損壞再維修的設(shè)備維修體制已不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求，形成這種局面的客觀原因主要有兩個(gè)方面，一方面換熱站工作過程具有強(qiáng)耦合大滯后，操作存在困難；另一方面，能實(shí)現(xiàn)在線檢測的換熱站記錄儀價(jià)位比較高， 多數(shù)中小企業(yè)經(jīng)濟(jì)承受能力有限，就這兩方面大大地限制了換熱站工作準(zhǔn)確無誤的運(yùn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，為避免由換熱站故障而造成巨大損失，換熱站監(jiān)控系統(tǒng)必須向數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，傳統(tǒng)的、離散的監(jiān)控系統(tǒng)必將遭到摒棄。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)目前換熱站設(shè)備安全準(zhǔn)確運(yùn)行中存在不適的問題，而提供極為經(jīng)濟(jì)，可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測換熱站故障是否存在的一種基于ARM的換熱站監(jiān)控記錄裝置。采取的技術(shù)方案是一種基于ARM的換熱站監(jiān)控記錄裝置，它包括ARM11、攝像機(jī)、觸摸屏彩色液晶、上位機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述的攝像機(jī)安裝在換熱站操作間上方的攝像機(jī)，ARMll 經(jīng)GPRS模塊或以太網(wǎng)接口與遠(yuǎn)程監(jiān)控站上位機(jī)連接，ARMll接口通過高速串口與單片機(jī)系統(tǒng)相連接，所述的單片機(jī)系統(tǒng)，包括裝在箱體里的光電隔離器、中間繼電器、模擬量輸入接口，所述的光電隔離器將換熱站當(dāng)前工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)量輸入與單片機(jī)系統(tǒng)相連。工作原理及操作程序GPRS網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)上開通的一種新型的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，在有GPRS承載業(yè)務(wù)支持的標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上，GPRS可以提供系列交互式業(yè)務(wù)服務(wù)。本實(shí)用新型的換熱站群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，是由多個(gè)換熱站監(jiān)控記錄裝置與控制室的上位機(jī)以移動(dòng)GPRS網(wǎng)絡(luò)相連接的方式構(gòu)成，系統(tǒng)中每一個(gè)記錄裝置都能夠獨(dú)立工作，同時(shí)通過自己攜帶的GPRS模塊與控制室的監(jiān)控系統(tǒng)之間建立數(shù)據(jù)通道。本實(shí)用新型中換熱站監(jiān)控記錄儀內(nèi)均裝有GPRS模塊，其換熱站監(jiān)控記錄裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，通用的智能記錄裝置的架構(gòu)以ARMll為核心，配以GPRS或以太網(wǎng)等接口模塊，并且內(nèi)嵌BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦優(yōu)化算法和wince操作系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上利用單片機(jī)C8051F020擴(kuò)展通用的模擬量、數(shù)字量I/O接口。實(shí)際使用時(shí)，操作者利用觸摸屏彩色液晶根據(jù)特定的要求對(duì)硬件模塊和接口進(jìn)行組態(tài)選擇，監(jiān)控中心可以實(shí)時(shí)監(jiān)測換熱站的當(dāng)前運(yùn)行動(dòng)作數(shù)據(jù)，也可以通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)閱某一個(gè)換熱站以前的工作記錄，還可以將換熱站監(jiān)控記錄儀中的SD卡取走，直接在監(jiān)控中心上讀取其歷史記錄。操作步驟1、換熱站設(shè)備運(yùn)行時(shí)，換熱站操作室上方的攝像機(jī)會(huì)對(duì)運(yùn)行設(shè)備行三連拍，目的是避免違反安全操作規(guī)則的情況出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)換熱站無人值守，減少運(yùn)行人員。攝像機(jī)獲取的信息操作人員可通過彩色液晶直接觀測，也可通過GPRS模塊傳送至遠(yuǎn)程監(jiān)控端，當(dāng)監(jiān)控人發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，監(jiān)控端可強(qiáng)行取消換熱站設(shè)備當(dāng)前的工作命令。2、換熱站設(shè)備運(yùn)行時(shí)，操作人員通過觸摸屏彩色液晶，不僅可以顯示塔機(jī)工作過程各種參數(shù)的數(shù)字量，還可顯示各參數(shù)變化的圖形，使操作者準(zhǔn)確判斷換熱站各個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)、及時(shí)掌握換熱站的工作區(qū)域限制情況。多變的操作界面使操作者無單調(diào)感、疲勞感。3、監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)根據(jù)回傳的換熱站工作狀態(tài)參數(shù)信息，通過上位機(jī)分析軟件進(jìn)行系統(tǒng)分析和統(tǒng)計(jì)，采用新型高性能單片機(jī)及外圍芯片，性能穩(wěn)定、功耗較低、系統(tǒng)集成度尚。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)科學(xué)、富有創(chuàng)意，通過換熱站監(jiān)控系統(tǒng)記錄儀對(duì)于換熱站運(yùn)行數(shù)據(jù)和圖像的采集和存儲(chǔ)，提高故障診斷的靈活性、易操作性和準(zhǔn)確性，提高了換熱站運(yùn)作效率，能對(duì)換熱站運(yùn)行設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行分析，具有超溫、超壓、停電、停泵等異常事件的保護(hù)功能，確保系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行(如電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在斷電時(shí)能自動(dòng)關(guān)閉，以保護(hù)換熱器的安全)；抗干擾能力強(qiáng)，保證運(yùn)行數(shù)據(jù)及狀態(tài)準(zhǔn)確上傳；可根據(jù)時(shí)間因素和室外溫度因素適當(dāng)調(diào)節(jié)供水溫度，以達(dá)到最大節(jié)能的目的；可根據(jù)供、回水溫差，對(duì)循環(huán)泵進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，達(dá)到優(yōu)化控制；可根據(jù)供水壓力，對(duì)補(bǔ)水泵進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)；支持模糊控制和PID控制，在控制精度允許范圍內(nèi)，避免電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度的頻繁調(diào)節(jié)，從而延長電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的使用壽命；對(duì)熱網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)智能優(yōu)化調(diào)節(jié)，使換熱站經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行，從而節(jié)省熱能；實(shí)現(xiàn)換熱站所有運(yùn)行參數(shù)(壓力、溫度、流量、液位、水泵轉(zhuǎn)速、閥門開度等)的自動(dòng)監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)的當(dāng)?shù)卦O(shè)置或遠(yuǎn)方設(shè)置，操作方便?？刂飘嬅娴慕M態(tài)方式簡單靈活，功能強(qiáng)大，易學(xué)易用。實(shí)用性較強(qiáng)、整體結(jié)構(gòu)緊湊、耗材少、壽命長、成本低廉、性能穩(wěn)定、可靠、維修方便，本實(shí)用新型適宜塔機(jī)施工部門推廣使用。

圖1為本實(shí)用新型的換熱站群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。[0018]圖2為本實(shí)用新型的監(jiān)控記錄儀的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型的單片機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型的攝像機(jī)采集初始狀態(tài)位置示意圖。
具體實(shí)施方式
一種基于ARM的換熱站監(jiān)控記錄裝置，它包括ARMll 1、攝像機(jī)5、觸摸屏彩色液晶 4、上位機(jī)3和單片機(jī)系統(tǒng)2，ARMll 1自動(dòng)完成對(duì)攝像機(jī)5的拍照操作，通過SPI接口存儲(chǔ)到SD卡中，并對(duì)信息進(jìn)行進(jìn)一步的處理。攝像機(jī)5安裝在換熱站操作間13上方，ARMll 1 通過對(duì)采集數(shù)據(jù)的處理，一路在本地完成對(duì)現(xiàn)場工作狀態(tài)的監(jiān)控與分析并且通過觸摸屏彩色液晶4顯示出來；一路經(jīng)GPRS模塊6或以太網(wǎng)接口 7與遠(yuǎn)程監(jiān)控站上位機(jī)3連接，且將數(shù)據(jù)上傳并分析。ARMll 1接口通過高速串口與單片機(jī)系統(tǒng)2相連接。單片機(jī)系統(tǒng)2包括裝在箱體里的光電隔離器9、中間繼電器11、模擬量輸入接口 12，光電隔離器9將換熱站當(dāng)前工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)量輸入8與單片機(jī)系統(tǒng)2相連；對(duì)下一時(shí)刻換熱站工作狀態(tài)的執(zhí)行動(dòng)作由單片機(jī)系統(tǒng)2經(jīng)對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)量輸出10送至中間繼電器11后執(zhí)行。
權(quán)利要求1. 一種基于ARM的換熱站監(jiān)控記錄裝置，它包括ARMll (1)、攝像機(jī)(5)、觸摸屏彩色液晶(4)、上位機(jī)(3)和單片機(jī)系統(tǒng)(2)，其特征在于所述的攝像機(jī)(5)安裝在換熱站操作間 (13)上方，ARMll (1)經(jīng)GPRS模塊(6)或以太網(wǎng)接口(7)與遠(yuǎn)程監(jiān)控站上位機(jī)(3)連接， ARMll (1)接口通過高速串口與單片機(jī)系統(tǒng)(2)相連接，所述的單片機(jī)系統(tǒng)(2)，包括裝在箱體里的光電隔離器(9)、中間繼電器(11)、模擬量輸入接口(12)，所述的光電隔離器(9)將換熱站當(dāng)前工作狀態(tài)對(duì)應(yīng)的多個(gè)開關(guān)量輸入(8)與單片機(jī)系統(tǒng)(2)相連。
專利摘要一種基于ARM的換熱站監(jiān)控記錄裝置，它包括ARM11、攝像機(jī)、觸摸屏彩色液晶、上位機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)；ARM11通過攝像機(jī)采集換熱站運(yùn)行過程的圖像，利用彩色觸摸屏顯示并且存儲(chǔ)到SD卡中，通過GPRS模塊或以太網(wǎng)接口與上位機(jī)連接；單片機(jī)系統(tǒng)通過高速串口與ARM11接口相連接，傳遞換熱站裝置運(yùn)行過程中的供水溫度、出水溫度、閥門開度等信息；本實(shí)用新型提高了換熱站的安全運(yùn)行效率、整體結(jié)構(gòu)緊湊、耗材少、壽命長、成本低廉、性能穩(wěn)定、可靠、維修方便，適宜供暖施工部門推廣使用。
文檔編號(hào)F24D19/10GK202109584SQ201120188599
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者尹冬梅, 陳亮, 齊宏偉 申請(qǐng)人:沈陽理工大學(xué)