安科瑞無線測溫系統(tǒng)在棉花加工廠的應(yīng)用
發(fā)布時間：2023-03-15瀏覽次數(shù)：876返回列表
易允恒
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：棉花加工企業(yè)每年新棉收購加工時間集中。提高加工生產(chǎn)安全運轉(zhuǎn)，縮短加工周期極為重要。將無線測溫系統(tǒng)應(yīng)用到棉花加工廠中，運用數(shù)字化技術(shù)、計算機技術(shù)對關(guān)鍵設(shè)備進行在線監(jiān)測預(yù)警，實時進行自動檢測，對設(shè)備不良運行狀況進行提前預(yù)警，可降低設(shè)備巡查和維修量，提高生產(chǎn)安全運行率，縮短加工周期，降低企業(yè)運營成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。本文對無線測溫技術(shù)在棉花加工廠的實際應(yīng)用進行了淺述。
關(guān)鍵詞：無線測溫；棉花加工廠；數(shù)據(jù)采集；在線監(jiān)測預(yù)警
一、前言
棉花加工企業(yè)具有“季節(jié)收購、集中加工”的特性，每年新棉的收購和加工集中在9月至12月份。提高生產(chǎn)安全運轉(zhuǎn)率，縮短棉花加工周期極為重要，只有如此，棉花加工廠才能既保證棉花的加工質(zhì)量，又減少運營成本，進而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。影響生產(chǎn)安全運行因素很多，其中電力電氣及加工設(shè)備的安全運行是重要方面，因此對電力電氣及加工設(shè)備的運行監(jiān)測和報警極為重要。維護人員只有全面及時地掌握設(shè)備的運行狀況，才能做出正確的決策，保證設(shè)備的安全運行，杜絕危險的發(fā)生，同時管理人員也便于管理。設(shè)備運行異常會導(dǎo)致自身溫度發(fā)生變化，只要實時監(jiān)測設(shè)備的溫度情況，就可掌握設(shè)備運行狀況，有效保證設(shè)備的安全，提高生產(chǎn)安全運轉(zhuǎn)效率。
在無線測溫發(fā)展起來之前，針對設(shè)備測溫使用的都是諸如目測法、試溫蠟片法、紅外線點溫儀和紅外線熱成像等相對傳統(tǒng)的方法對溫度進行檢測記錄。這些傳統(tǒng)的測溫方法有著諸多弊端：測量周期相對較長、效率低、施工復(fù)雜、不便管理等。而且在一些條件不允許的地方，對設(shè)備溫度測量變得難上加難，所以無線測溫應(yīng)運而生。
二、無線測溫系統(tǒng)組成、原理、特點及架構(gòu)
無線測溫系統(tǒng)是集微電子技術(shù)、無線通信技術(shù)、低功耗技術(shù)、抗干擾技術(shù)、傳感技術(shù)、數(shù)字識別技術(shù)及自動化控制技術(shù)為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品，由無線測溫傳感器、無線匯聚終端、通訊系統(tǒng)、溫度監(jiān)控儀、計算機溫度預(yù)警系統(tǒng)組成。將無線測溫傳感器安裝在被監(jiān)測設(shè)備上測量設(shè)備溫度，傳感器的微處理器將被測設(shè)備溫度轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后通過無線通訊方式發(fā)送給無線接收模塊（無線匯聚終端），無線匯聚終端將各個無線傳感器的溫度數(shù)據(jù)通過RS232/RS485或無線方式傳送給控制中心計算機溫度預(yù)警系統(tǒng)。計算機利用軟件對所有采集的監(jiān)測點運行溫度數(shù)據(jù)進行管理，對實時數(shù)據(jù)進行記錄、顯示、監(jiān)測、分析，并根據(jù)實際需求長期保存數(shù)據(jù)，形成歷史數(shù)據(jù)庫以便對比分析。監(jiān)測到溫度異常或升溫到所設(shè)限制溫度立即報警。無線測溫系統(tǒng)具有實時在線、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易安裝、響應(yīng)速度快、組網(wǎng)方便、可擴展性強等特點，可實現(xiàn)現(xiàn)場、遠程同時在線監(jiān)測處于各種惡劣環(huán)境條件下的設(shè)備溫度變化情況并做出預(yù)警，維護人員可以全面及時掌握設(shè)備運行狀況，方便管理人員進行管理，為企業(yè)節(jié)省大量的人力、物力。其架構(gòu)如圖1。
圖1
三、在棉花加工廠的應(yīng)用
無線測溫系統(tǒng)相比紅外測溫容易具有不受環(huán)境及周圍電磁場干擾，傳感器可直接安裝在被測設(shè)備上，不受被測設(shè)備結(jié)構(gòu)限制等優(yōu)勢。光纖測溫是將光纖溫度傳感器直接安裝在被測設(shè)備上，具有優(yōu)異的絕緣性能，但光纖外觀表面受到污染，會導(dǎo)致光纖表面放電，應(yīng)用受到制約，而無線測溫系統(tǒng)采用的是電磁波傳輸信號，不但解決了電氣絕緣的問題，溫度測量準確，而且沒有污染。無線測溫技術(shù)成本較低，也利于大面積推廣。棉花加工廠環(huán)境條件相對復(fù)雜惡劣，綜合比較之下，采用智能、安全、可靠、靈活、低成本的無線測溫系統(tǒng)，可實現(xiàn)對高低壓開關(guān)柜、電力電纜、電機、加工設(shè)備動力軸等關(guān)鍵點的溫度進行實時監(jiān)控，掌握設(shè)備運行狀況，保證設(shè)備的安全，提高生產(chǎn)安全運轉(zhuǎn)效率。
（一）加工廠開關(guān)柜無線測溫應(yīng)用
開關(guān)柜具有通斷電力線路、運行電量數(shù)據(jù)監(jiān)測、線路故障保護的重要作用，是輸配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備。棉花加工廠的高、低壓開關(guān)柜大都為封閉式結(jié)構(gòu)，加之棉花加工是粗獷式加工，灰塵相對較大，散熱效果差，熱積累大。加上加工廠集中加工，長時期內(nèi)處于高電壓、大電流和大負荷的條件下運行。這將導(dǎo)致開關(guān)的觸點、母線連接頭及電纜終端頭等部位老化，甚至造成接觸電阻過大，引起發(fā)熱。這些發(fā)熱部位溫度如不能實時監(jiān)測并處理，久之會因過熱發(fā)生火災(zāi)和大面積停電事故。要杜絕這些事故發(fā)生，監(jiān)測關(guān)鍵部位的溫度，解決過熱問題是關(guān)鍵。但開關(guān)柜是在相對密閉的空間環(huán)境下工作，加之內(nèi)部空間狹小且有絕緣保護等原因，人工巡查測溫?zé)o法進行，因此實時溫度在線監(jiān)測非常必要。
選用合適的無線傳感器，表面涂抹少許導(dǎo)熱硅膠和金屬強力膠，將其直接粘附并固定在開關(guān)柜的動觸頭、靜觸頭、電纜接頭等上。無線接收模塊安裝在高、低壓配電室內(nèi)合適位置，現(xiàn)場溫度監(jiān)控儀安裝在開關(guān)柜的儀表面板上，將接收到無線數(shù)據(jù)匯聚后通過RS485總線或無線傳輸?shù)诫娏χ骺厥冶O(jiān)控后臺。
圖2
（二）加工廠電力電纜無線測溫應(yīng)用
棉花加工廠偶發(fā)的電纜線路故障不可避免。電纜線路一但發(fā)生故障，后果都比較嚴重，停電甚至起火引發(fā)火災(zāi)。由于加工廠供電系統(tǒng)絕大部分采取地下電纜供電，巡檢、維修也極不方便。為防止電纜線路發(fā)生惡性故障，有必要加強對電纜線路的監(jiān)控。
電纜在額定負荷下運行時，線芯溫度正常。一旦超負荷運行，線芯溫度將會急劇上升，絕緣加速老化，甚至造成熱擊穿。電力電纜的運行溫度是判斷其運行正常與否的一個重要參數(shù)。選擇實時監(jiān)測電纜運行溫度是一個比較直觀的方法。
選用合適的無線傳感器，將之安裝在電纜中間接頭的導(dǎo)體連接管上，完成電纜線芯溫度數(shù)據(jù)的采集，無線接收模塊安裝在電纜智能接地箱內(nèi)或電纜溝合適的固定點，采集到溫度數(shù)據(jù)匯聚后通過無線或有線方式傳送到電力控制室，溫度監(jiān)控儀安裝在電力控制室控制柜面板上。
圖3
（三）加工廠電機無線測溫應(yīng)用
電機是棉花加工廠重要的機電設(shè)備之一，加工過程的各個環(huán)節(jié)都有電機的身影，可以說電機運行是否正常直接影響設(shè)備的加工效率與企業(yè)的加工成本。電機在長期高速運轉(zhuǎn)的情況下會產(chǎn)生大量熱量，溫度過高會導(dǎo)致絕緣體老化，縮短使用壽命，甚至?xí)p壞絕緣或軸承、繞組由于過熱發(fā)生燒毀電機的事故。電機溫升突然變大，說明或電機發(fā)生故障，或風(fēng)道阻塞，或負荷過大。因此，監(jiān)測溫度對于保證電機正常運行、分析故障原因尤為重要。
圖4
選用接觸式無線溫度傳感器，安裝在電機定子槽內(nèi)、繞組端部、電機軸承、電機出線盒電纜接頭等關(guān)鍵敏感部位，實時采集溫度。無線接收模塊安裝在車間主控室，采集到溫度數(shù)據(jù)匯聚后通過RS485工業(yè)總線傳送給車間主控室的控制中心。溫度監(jiān)控儀表安裝在車間主控室操作臺面板上。
（四）加工設(shè)備動力軸溫度無線測溫應(yīng)用
棉花加工整個環(huán)節(jié)加工機械眾多，軸承是機械的主要部件，機械軸承故障是機械故障的突出點。機械軸承發(fā)生故障就會造成停機，影響正常生產(chǎn)運行，造成材料浪費和經(jīng)濟損失。軸承運行異常，軸承溫度就會發(fā)生變化，實時監(jiān)測軸承的金屬溫度，判別軸承溫度異常，可提前發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)運機械設(shè)備故障，診斷問題并及時處理，從而避免設(shè)備事故發(fā)生。
選用合適的無線溫度傳感器，安裝在設(shè)備軸承的前、中、后處，實時采集軸承溫度。無線接收模塊安裝在車間主控室，溫度監(jiān)控儀安裝在車間主控室控制臺面板上，采集到溫度數(shù)據(jù)匯聚后通過RS485工業(yè)總線傳送給車間主控室的控制中心。
圖5
4安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹
4.1概述
電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guān)、高壓電纜中間頭、干式變壓器、低壓大電流等設(shè)備的溫度監(jiān)測，防止在運行過程中因氧化、松動、灰塵等因素造成接點接觸 電阻過大而發(fā)熱成為隱患，提高設(shè)備保障，及時、持續(xù)、準確反映設(shè)備運行狀態(tài)，降低設(shè)備事故率。
Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設(shè)備直接進行通訊，系統(tǒng)設(shè)計遵循標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，可靠性和開放性都得到了提高。該系統(tǒng)具有遙信、遙測、遙控、遙調(diào)、遙設(shè)、事件報警、曲線、棒圖、報表和用戶管理功能，可以監(jiān)控?zé)o線測溫系統(tǒng)的設(shè)備運行狀況，實現(xiàn)快速報警響應(yīng)，預(yù)防嚴重故障發(fā)生。
4.2應(yīng)用場所
適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)、鋼廠、化工、水泥、數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、、電廠、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設(shè)備的溫度監(jiān)測。
4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
4.4系統(tǒng)功能
測溫系統(tǒng)主機Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室，可以遠程監(jiān)視系統(tǒng)內(nèi)所有開關(guān)設(shè)備運行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：
1）溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內(nèi)每個測溫點的實時值，也可實現(xiàn)電腦WEB/APP遠程查看數(shù)據(jù)。
2）溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。
3）運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數(shù)據(jù)。
4）實時告警：系統(tǒng)能夠?qū)Ω鳒y溫點異常溫度發(fā)出告警。系統(tǒng)具有實時語音報警功能，能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警，告警方式有彈窗、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息，及時提醒值班人員。
5）歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析等。
4.5系統(tǒng)硬件配置
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設(shè)備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網(wǎng)關(guān)以及站控層的測溫系統(tǒng)主機組成，實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關(guān)鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。
名稱 外形 型號 參數(shù)說明
系統(tǒng)組態(tài)軟件 Acrel-2000/T 硬件：內(nèi)存 4G，硬盤 500G，以太網(wǎng)口。
顯示器：21 寸，分辨率 1280*1024。
操作系統(tǒng)：Windows 7 64 位簡體中文旗艦版。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：Microsoft SQL Server 2008 R2。
通訊協(xié)議：IEC 60870-5-103、IEC 60870-5-104、Modbus RTU、Modbus TCP 等標準通信規(guī)約
智能通信管理機 Anet-2E4SM 通用網(wǎng)關(guān)，2路網(wǎng)口，4路RS485，可選配1路LORA，帶電告警功能，支持485，4G從模塊擴展。
無線測溫集中采集設(shè)備 Acrel-2000T/A 壁掛式安裝
標配一路485接口、一路以太網(wǎng)口
自帶蜂鳴器告警
柜體尺寸480*420*200 （單位mm）
Acrel-2000T/B 硬件：內(nèi)存4G，硬盤128G，以太網(wǎng)口
顯示器：12寸，分辨率800*600
操作系統(tǒng)：Windows7
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：Microsoft SQL Server 2008 R2
可選Web平臺/APP服務(wù)器
柜體尺寸為480*420*200（單位mm)
顯示終端 ATP007
ATP010 DC24V供電；一路上行RS485接口；一路下行RS485接口；
可接收20個ATC200/1個ATC400/1個ATC450-C。
ARTM-Pn 面框96*96*17mm，深度65mm；開孔92*92mm；
AC85-265V或DC100-300V供電；
一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議；
可接收60個ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。
ASD320
ASD300 面框237.5*177.5*15.3mm，深度67mm；開孔220*165mm；
AC85-265V或DC100-300V供電；
一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議；
可接收12個ATE100/200/300/400；配套ATC200/300/450。
智能溫度巡檢儀 ARTM-8 開孔88*88mm 嵌入式按照；
AC85-265V或DC100-300V供電；
一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議；
可接入8路PT100傳感器，適用于低壓開關(guān)柜電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場合的測溫；
ARTM-24 35MM導(dǎo)軌安裝；
AC85-265V或DC100-300V供電；
一路上行RS485接口，Modbus協(xié)議；
24路NTC或PT100、1路溫濕度測溫、2路繼電器告警輸出，用于低壓電氣接點、變壓器繞組、點擊繞組等場所測溫；
無線收發(fā)器 ATC450-C 可接收60個ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。
ATC600 ATC600有兩種規(guī)格；ATC600-C可接收240個ATE100/ATE100M/ATE200/ATC400/ATE100P/ATE200P傳感器數(shù)據(jù)。ATC600-Z做中繼透傳。
電池型無線測溫傳感器
ATE100M 電池供電，壽命≥5年；-50℃~+125℃；
精度±1℃；470MHz，空曠距離150米；
32.4*32.4*16mm(長*寬*高)。
ATE200 電池供電，壽命≥5年；-50℃~+125℃；
精度±1℃；470MHz，空曠距離150米；
35*35*17mm， L=330mm(長*寬*高，三色表帶)。
ATE200P 電池供電，壽命≥5年；-50℃~+125℃；
精度±1℃；470MHz，空曠距離150米,防護等級IP68；35*35*17mm， L=330mm(長*寬*高，三色表帶) 。
CT取電型無線測溫傳感器 ATE400 CT感應(yīng)取電，啟動電流≥5a；-50℃~125℃；精度±1℃470MHz，空曠距離150米；
合金片固定、取電；三色外殼；25.82*20.42*12.8mm(長*寬*高)。
有線溫度傳感器 PT100 用于低壓接點測溫時，具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應(yīng)商聯(lián)系；
用于變壓器、電機繞組測溫時，建議變壓器或電機內(nèi)部預(yù)埋好Pt100
NTC 用于低壓接點測溫時，具體封裝、精度、線制、線材、線長與供應(yīng)商聯(lián)系；
用于變壓器、電機繞組測溫時，建議變壓器或電機內(nèi)部預(yù)埋好
5結(jié)束語
無線測溫系統(tǒng)在棉花加工廠的應(yīng)用具有良好的效果，將數(shù)字化技術(shù)做為輔助手段，運用計算機對關(guān)鍵設(shè)備在實際運行中溫度的變化情況進行監(jiān)控，了解影響溫度變化的原因，對促進各項生產(chǎn)工作的有效開展具有重要作用，無線測溫系統(tǒng)比傳統(tǒng)測溫系統(tǒng)在可靠性和經(jīng)濟性有明顯的優(yōu)勢，可以在棉花加工企業(yè)把該技術(shù)進行推廣應(yīng)用。
參考文獻
[1]徐 捷.淺談無線測溫系統(tǒng)在棉花加工廠的應(yīng)用.
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022.05版．
作者簡介：
易允恒，男，本科 安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能電網(wǎng)供配電
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