專利名稱:農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置。農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置，該裝置包括聲音采集裝置、轉(zhuǎn)速采集裝置、單片機(jī)和機(jī)組控制中心，所述的聲音采集裝置通過設(shè)置放大電路連接所述的單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器把噪聲轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能計(jì)算的數(shù)字量，所述的轉(zhuǎn)速采集裝置連接單片機(jī)的數(shù)字輸入模塊計(jì)算水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)通過設(shè)置通訊收發(fā)器連接所述的機(jī)組控制中心。本實(shí)用新型通過對機(jī)組轉(zhuǎn)速和噪音信號的采集分析，對農(nóng)村水電站小型水輪發(fā)電機(jī)組的過速、機(jī)組機(jī)械故障、機(jī)組機(jī)械振蕩等故障進(jìn)行判斷報(bào)警，有效地提高了小型水輪發(fā)電機(jī)組的安全可靠性及運(yùn)行管理水平。
【專利說明】
農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國農(nóng)村小型水電站只是通過測量發(fā)電機(jī)的頻率對機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行采集分析，當(dāng)機(jī)組過速時(shí)機(jī)組控制設(shè)備檢測到過速信號從而發(fā)出停機(jī)命令以避免運(yùn)行事故的發(fā)生。但是這種單一通過測量機(jī)組電壓頻率來確認(rèn)機(jī)組轉(zhuǎn)速的方法往往易受發(fā)電機(jī)諧波的干擾而造成測速不準(zhǔn)甚至測速失敗。而且國內(nèi)還沒有針對機(jī)組噪音和轉(zhuǎn)速測量相結(jié)合的機(jī)組安全報(bào)警系統(tǒng)。農(nóng)村小型水電站由于管理水平較低、安全風(fēng)險(xiǎn)意識不高、一直存在安全隱患多等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對這上述的問題，本實(shí)用新型提供可一種低成本的農(nóng)村水電站水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行報(bào)警裝置，通過采集分析水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)發(fā)出的噪聲和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，可在機(jī)組發(fā)生安全事故前進(jìn)行報(bào)警，提升我國農(nóng)村水電站安全運(yùn)行水平，減少或避免農(nóng)村水電站重大安全事故的發(fā)生。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型采用了以下的技術(shù)方案:
[0005]農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置，該裝置包括聲音采集裝置、轉(zhuǎn)速采集裝置、單片機(jī)和機(jī)組控制中心，所述的聲音采集裝置通過設(shè)置放大電路連接所述的單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器把噪聲轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能計(jì)算的數(shù)字量，所述的轉(zhuǎn)速采集裝置連接單片機(jī)的數(shù)字輸入模塊計(jì)算水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)通過設(shè)置通訊收發(fā)器連接所述的機(jī)組控制中心。
[0006]作為優(yōu)選，所述的聲音采集裝置采用話筒，放大電路采用NE5532芯片搭建;轉(zhuǎn)速采集裝置采用光電管，通訊收發(fā)器采用MAX485通訊收發(fā)器。
[0007]作為優(yōu)選，所述的單片機(jī)采用單片機(jī)8051F350，放大電路放大后的信號輸入單片機(jī)805 1F350的模擬輸入引腳I，光電管把水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號輸入單片機(jī)8051F350的數(shù)字輸入引腳13，單片機(jī)8051F350引腳17、引腳18為通訊接口，經(jīng)MAX485通訊收發(fā)器完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS — 485電平，MAX485通訊收發(fā)器芯片內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動器和接收器，RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動器的輸入端，RO和DI端分別與單片機(jī)8051F350的引腳17、引腳18相連;/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯O時(shí)，MAX485通訊收發(fā)器處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯I時(shí)，MAX485通訊收發(fā)器處于發(fā)送狀態(tài)，控制信號由所述單片機(jī)8051F350引腳16輸出。
[0008]作為優(yōu)選，所述的單片機(jī)8051F350引腳25接有一發(fā)光二極管，用于報(bào)警顯示。
[0009]本實(shí)用新型通過對機(jī)組轉(zhuǎn)速和噪音信號的采集分析，對農(nóng)村水電站小型水輪發(fā)電機(jī)組的過速、機(jī)組機(jī)械故障、機(jī)組機(jī)械振蕩等故障進(jìn)行判斷報(bào)警，有效地提高了小型水輪發(fā)電機(jī)組的安全可靠性及運(yùn)行管理水平。
【附圖說明】

[0010]圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖。
[0011]圖2為本實(shí)用新型的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做一個(gè)詳細(xì)的說明。
[0013]如圖1、圖2所示的農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置，該裝置包括話筒、光電管、單片機(jī)和機(jī)組控制中心，所述的單片機(jī)采用單片機(jī)8051F350X8051F350是完全集成的混合信號片上系統(tǒng)型MCU，具有32個(gè)引腳，高速性能流水結(jié)構(gòu)的8051兼容的CIP-51內(nèi)核。所述的聲音采集裝置通過設(shè)置放大電路連接所述的單片機(jī)，放大電路采用NE5532芯片搭建。單片機(jī)內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器把噪聲轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能計(jì)算的數(shù)字量，所述的轉(zhuǎn)速采集裝置連接單片機(jī)的數(shù)字輸入模塊計(jì)算水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)通過設(shè)置通訊收發(fā)器連接所述的機(jī)組控制中心，通訊收發(fā)器采用MAX485通訊收發(fā)器。放大電路放大后的信號輸入單片機(jī)8051F350的模擬輸入引腳I，光電管把水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號輸入單片機(jī)8051F350的數(shù)字輸入引腳13，單片機(jī)8051F350引腳17、引腳18為通訊接口，經(jīng)MAX485通訊收發(fā)器完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS — 485電平，MAX485通訊收發(fā)器芯片內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動器和接收器，RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動器的輸入端，RO和DI端分別與單片機(jī)8051F350引腳17、引腳18相連即可;/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯O時(shí)，MAX485通訊收發(fā)器處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯I時(shí)，MAX485通訊收發(fā)器處于發(fā)送狀態(tài)，控制信號由所述單片機(jī)8051F350引腳16輸出。所述的單片機(jī)8051F350引腳25接有一發(fā)光二極管，用于報(bào)警顯示。
[0014]農(nóng)村水電站機(jī)組動態(tài)預(yù)警裝置默認(rèn)剛開始工作時(shí)水輪發(fā)電機(jī)組工作正常，該裝置通過安裝在水輪發(fā)電機(jī)組廠房內(nèi)的話筒收集水電站水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲，通過光電管采集水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速脈沖(正常情況下，光電管發(fā)光器發(fā)出的光被安裝在機(jī)組大軸或飛輪上的反光板反射回來被收光器收到;一旦光路被檢測物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開關(guān)就動作，輸出一個(gè)開關(guān)控制信號。)結(jié)合噪聲和轉(zhuǎn)速二個(gè)信號后，判斷水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行時(shí)是否存在與轉(zhuǎn)速水平相符的噪聲，記錄下當(dāng)前水輪機(jī)噪聲水平。該設(shè)備作為長期工作的設(shè)備，實(shí)時(shí)檢測水輪發(fā)電機(jī)組的噪聲，通過實(shí)時(shí)的檢測可以得出噪聲水平是否變大或有異常噪聲。結(jié)合這二個(gè)信號的情況，該裝置將發(fā)出報(bào)警信息，并將報(bào)警信息通過485通訊電路傳輸給機(jī)組控制中心，這樣就可以對機(jī)組的運(yùn)行進(jìn)行控制，達(dá)到避免事故發(fā)生的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置，其特征在于:該裝置包括聲音采集裝置、轉(zhuǎn)速采集裝置、單片機(jī)和機(jī)組控制中心，所述的聲音采集裝置通過設(shè)置放大電路連接所述的單片機(jī)，單片機(jī)內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器把噪聲轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能計(jì)算的數(shù)字量，所述的轉(zhuǎn)速采集裝置連接單片機(jī)的數(shù)字輸入模塊計(jì)算水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)通過設(shè)置通訊收發(fā)器連接所述的機(jī)組控制中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置，其特征在于:聲音采集裝置采用話筒，放大電路采用NE5532芯片搭建;轉(zhuǎn)速采集裝置采用光電管，通訊收發(fā)器采用MAX485通訊收發(fā)器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置，其特征在于:單片機(jī)采用單片機(jī)8051F350，放大電路放大后的信號輸入單片機(jī)8051F350的模擬輸入引腳I，光電管把水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成脈沖信號輸入單片機(jī)8051F350的數(shù)字輸入引腳13，單片機(jī)8051F350引腳17、引腳18為通訊接口，經(jīng)MAX485通訊收發(fā)器完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS — 485電平，MAX485通訊收發(fā)器芯片內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動器和接收器，RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動器的輸入端，RO和DI端分別與單片機(jī)8051F350的引腳17、引腳18相連;/RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/RE為邏輯O時(shí)，MAX485通訊收發(fā)器處于接收狀態(tài)；當(dāng)DE為邏輯I時(shí)，MAX485通訊收發(fā)器處于發(fā)送狀態(tài)，控制信號由所述單片機(jī)8051F350引腳16輸出。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的農(nóng)村水電動態(tài)安全預(yù)警裝置，其特征在于:單片機(jī)8051F350引腳25接有一發(fā)光二極管，用于報(bào)警顯示。
【文檔編號】G05B19/042GK205721217SQ201620366855
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】金華頻, 王曉罡, 徐國君, 張巍, 崔振華, 楊佳, 胡長碩, 劉若星, 徐競喆, 丁立大
【申請人】水利部農(nóng)村電氣化研究所, 杭州思綠能源科技有限公司