專利名稱：水電解制氫設(shè)備安全運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測(cè)裝置，具體地說(shuō)是一種水電解制氫設(shè)備 安全運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)水電解制氫設(shè)備在運(yùn)行制氫過(guò)程中的工作壓力、儲(chǔ)氫罐壓力、制 氫工作電壓、工作電流等的狀態(tài)信息均是通過(guò)機(jī)械式儀表監(jiān)測(cè)顯示，制氫過(guò)程 中的工作溫度則是通過(guò)數(shù)字式儀表進(jìn)行顯示。各種儀表安裝在制氫室的儀表盤 上，制氫值班人員在巡視時(shí)通過(guò)制氫室的觀察窗來(lái)監(jiān)視儀表盤上的各個(gè)儀表和 氫氣泄漏監(jiān)測(cè)裝置，以此了解設(shè)備運(yùn)行狀況。由于制氫生產(chǎn)過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)，工 作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大，而設(shè)備安全運(yùn)行又全部依賴于制氫值班人員的觀察判斷， 因此，稍有疏漏就有可能造成重大的生產(chǎn)安全事故。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是提供一種水電解制氫設(shè)備安全運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， 以克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，實(shí)現(xiàn)水電解制氫設(shè)備工作運(yùn)行狀態(tài)信息的自動(dòng)采 集、處理、傳輸、分析、預(yù)警和報(bào)警。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種水電解制氫設(shè)備安全運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，
該系統(tǒng)包括有數(shù)據(jù)處理裝置和若干無(wú)線傳感器，各無(wú)線傳感器利用Zigbee技術(shù) 與數(shù)據(jù)處理裝置組成局域狀態(tài)信息采集網(wǎng)絡(luò)。
本實(shí)用新型是在數(shù)據(jù)處理裝置上配備有通訊接口，在數(shù)據(jù)處理裝置中或者 配置有GPRS/CDMA通訊模塊，或者配置有與Inertnet網(wǎng)連接的連接軟件。通過(guò) 各種無(wú)線傳感器對(duì)水電解制氫設(shè)備運(yùn)行的各個(gè)工作參數(shù)進(jìn)行采集和處理，再通 過(guò)無(wú)線方式與數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換和通訊；數(shù)據(jù)處理裝置可在現(xiàn) 場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示水電解制氫設(shè)備的各種工作狀態(tài)信息，并通過(guò)GPRS/CDMA通訊模 塊或與Inertnet網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程傳輸，由此實(shí)現(xiàn)水電解制 氫設(shè)備安全運(yùn)行的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
所述數(shù)據(jù)處理裝置由低功耗工業(yè)主板與無(wú)線收發(fā)裝置、觸摸屏和電源連接 組成；無(wú)線收發(fā)裝置為無(wú)線一有線的轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)。所述無(wú)線傳感器是由傳感器通過(guò) 信號(hào)調(diào)理裝置接無(wú)線單片機(jī)，電池為各部分提供工作電源。
3本實(shí)用新型中的多個(gè)無(wú)線傳感器與數(shù)據(jù)處理裝置共同組成局域狀態(tài)信息采 集網(wǎng)絡(luò)；其中，無(wú)源傳感器不需要布設(shè)線纜，有源傳感器僅布設(shè)傳感器供電線
纜就可完成安裝布設(shè)，其優(yōu)點(diǎn)是可降低現(xiàn)場(chǎng)線纜干擾信號(hào)的侵入，方便系統(tǒng)的
安裝維護(hù)；而監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了從單一人工巡視方式到多點(diǎn) 實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方式的根本性轉(zhuǎn)變，由此可明顯提高水電解制氫設(shè)備工作運(yùn)行的 安全性。本實(shí)用新型布設(shè)方便，同時(shí)降低了工人的工作強(qiáng)度。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳述。


圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是無(wú)線傳感器的電路原理圖。
圖3是數(shù)據(jù)處理裝置中無(wú)線收發(fā)裝置的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括有數(shù)據(jù)處理裝置1和多個(gè)不同的無(wú)線傳感器2， 其中各無(wú)線傳感器2由根據(jù)需要選配的傳感器24、滿足不同傳感器電氣聯(lián)接的 信號(hào)調(diào)理裝置22、與數(shù)據(jù)處理裝置1進(jìn)行通訊的無(wú)線單片機(jī)21和供電電池23 連接組成。所選配的傳感器24包括有工作壓力傳感器、儲(chǔ)氫罐壓力傳感器、工 作電壓傳感器、工作電流傳感器、氫氣泄漏傳感器等多種不同的傳感器。這些 傳感器安裝在水電解制氫設(shè)備上的相關(guān)部位，對(duì)水電解制氫設(shè)備的運(yùn)行工作狀 態(tài)進(jìn)行探測(cè)，并將所探測(cè)的信號(hào)分別送各自的信號(hào)調(diào)理裝置22進(jìn)行調(diào)理，使信 號(hào)的變化范圍可以滿足無(wú)線單片機(jī)21中的A/D轉(zhuǎn)換的需要。參照?qǐng)D2，本系統(tǒng) 的設(shè)備運(yùn)行的工作溫度參數(shù)從水電解制氫設(shè)備數(shù)字儀表的RS232端口與無(wú)線單 片機(jī)21的RS232端口連接處獲??；氫氣純度參數(shù)從現(xiàn)場(chǎng)裝配的氫氣純度分析儀 的RS232端口與無(wú)線單片機(jī)21的RS232端口連接處獲??；供電電池23的5V供 電電壓從數(shù)字表儀中獲取。無(wú)線單片機(jī)21按照程序設(shè)定的要求，完成對(duì)上述各 種水電解制氫設(shè)備運(yùn)行工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集和信號(hào)處理，并將處理好的狀態(tài)數(shù) 據(jù)通過(guò)無(wú)線方式上傳到數(shù)據(jù)處理裝置1中。
本實(shí)用新型中的數(shù)據(jù)處理裝置1由低功耗工業(yè)主板11與無(wú)線收發(fā)裝置12、 觸摸屏13和電源14連接組成，其中的無(wú)線收發(fā)裝置12如圖3所示，是由無(wú)線 單片機(jī)121與外圍元件按常規(guī)方式連接組成，作為本系統(tǒng)無(wú)線一有線的轉(zhuǎn)接節(jié) 點(diǎn)。在低功耗工業(yè)主板ll中內(nèi)置有控制軟件，以控制其本身和各個(gè)無(wú)線傳感器 2的工作運(yùn)行，并通過(guò)無(wú)線收發(fā)裝置12，對(duì)各無(wú)線傳感器2所上傳的水電解制氫設(shè)備運(yùn)行工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，再按照GB/T 19774-2005《水電解制氫系 統(tǒng)技術(shù)要求》和QX 33-2005《氣象業(yè)務(wù)氫氣作業(yè)安全技術(shù)規(guī)范》的要求進(jìn)行數(shù) 據(jù)處理，最后通過(guò)GPRS/CDMA通訊模塊或Internet通訊端口進(jìn)行信息傳輸。
在圖2所示的無(wú)線傳感器2的一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線單片機(jī)21的外圍電路使 用一個(gè)非平衡天線，由電容C1和電感L1、 L2、 L3以及一個(gè)PCB板A/4微波傳輸 線組成，整個(gè)結(jié)構(gòu)滿足RF輸入/輸出匹配電阻(50Q)的要求。電阻R1和R2為 偏置電阻，電阻Rl主要用來(lái)為32 MHz的晶振電路提供一個(gè)合適的工作電流。 電容C6和C7是去耦電容，為電源濾波，以提高芯片工作的穩(wěn)定性。無(wú)線單片 機(jī)21的A/D轉(zhuǎn)換器端口與外部的信號(hào)調(diào)理裝置22相連接，再與傳感器24連接。 無(wú)線單片機(jī)21的RS232串口與數(shù)字儀表連接，構(gòu)成狀態(tài)信息采集通道。在預(yù)置 于無(wú)線單片機(jī)21中的軟件的控制下，進(jìn)行每秒1000次狀態(tài)采樣，利用加權(quán)平 均濾波算法獲得分鐘的狀態(tài)值及時(shí)間量值，并通過(guò)無(wú)線方式上傳到數(shù)據(jù)處理裝 置l，完成水電解制氫設(shè)備運(yùn)行工作狀態(tài)的信息采集、處理和通訊。
在圖3所示的數(shù)據(jù)處理裝置1中的無(wú)線收發(fā)裝置12的一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線收 發(fā)裝置12的外圍電路使用一個(gè)非平衡天線，由電容C5和電感L1、 L2、 L3以及一 個(gè)PCB板A/4微波傳輸線組成.整個(gè)結(jié)構(gòu)滿足RF輸入/輸出匹配電阻(50Q)的要 求。電源14為該無(wú)線收發(fā)裝置12提供3V和5V兩種直流工作電壓，其中3V直流電 壓為無(wú)線單片機(jī)121供電，5V電壓為RS232串口電路供電。無(wú)線收發(fā)裝置12通過(guò) RS232串口與低功耗工業(yè)主板11相連，實(shí)現(xiàn)低功耗工業(yè)主板11對(duì)各無(wú)線傳感器2 的控制和狀態(tài)信息的接收。觸摸屏13提供現(xiàn)場(chǎng)直觀顯示和功能操作，低功耗工 業(yè)主板ll配置的多個(gè)RS-232通訊接口和網(wǎng)絡(luò)接口 ，通過(guò)配置GPRS/CDMA通訊模 塊或與Inertnet網(wǎng)端口連接，構(gòu)成廣泛區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)水電解制氫設(shè)備運(yùn)行工 作狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程傳輸。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心對(duì)上傳的狀態(tài)信息進(jìn)行處理，出現(xiàn)報(bào)警 信息時(shí)啟動(dòng)聲光報(bào)警裝置發(fā)出聲光報(bào)警，并通過(guò)短信方式將報(bào)警信息發(fā)送到制 氫值班員、現(xiàn)場(chǎng)安全責(zé)任人以及各級(jí)安全管理負(fù)責(zé)人的手機(jī)上，由此實(shí)現(xiàn)全方 位多點(diǎn)監(jiān)測(cè)，對(duì)故障及時(shí)處理，防止水電解制氫設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重的安全事故。
權(quán)利要求1、一種水電解制氫設(shè)備安全運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括有數(shù)據(jù)處理裝置(1)和若干無(wú)線傳感器(2)，各無(wú)線傳感器(2)利用Zigbee技術(shù)與數(shù)據(jù)處理裝置(1)組成局域狀態(tài)信息采集網(wǎng)絡(luò)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電解制氫設(shè)備安全運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征 在于所述數(shù)據(jù)處理裝置(1)由低功耗工業(yè)主板(11)與無(wú)線收發(fā)裝置(12)、 觸摸屏(13)和電源(14)連接組成；無(wú)線收發(fā)裝置(12)為無(wú)線—有線的轉(zhuǎn)接 節(jié)點(diǎn)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電解制氫設(shè)備安全運(yùn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征 在于無(wú)線傳感器(2)是由傳感器(24)通過(guò)信號(hào)調(diào)理裝置(22)接無(wú)線單片機(jī)(21)，電池(23)為各部分提供工作電源。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水電解制氫設(shè)備運(yùn)行安全遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括有數(shù)據(jù)處理裝置和若干無(wú)線傳感器，各無(wú)線傳感器利用Zigbee技術(shù)與數(shù)據(jù)處理裝置組成局域狀態(tài)信息采集網(wǎng)絡(luò)。本實(shí)用新型通過(guò)各種無(wú)線傳感器對(duì)水電解制氫設(shè)備運(yùn)行的各個(gè)工作參數(shù)進(jìn)行采集和處理，再通過(guò)無(wú)線方式與數(shù)據(jù)處理裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交換和通訊；數(shù)據(jù)處理裝置可現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)顯示水電解制氫設(shè)備的工作狀態(tài)信息，并通過(guò)通訊模塊或與Inertnet網(wǎng)連接，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息的遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)了從單一人工巡視方式到多點(diǎn)實(shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測(cè)方式的根本轉(zhuǎn)變，提高了水電解制氫設(shè)備運(yùn)行的安全性。
文檔編號(hào)G08C17/02GK201345163SQ20092010156
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者幺倫韜, 李建明, 甄樹(shù)勇, 磊 韓 申請(qǐng)人:李建明