一种基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及温度检测的技术领域，尤其涉及一种基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统。


背景技术：

2.目前大型发电机组普遍采用有刷励磁方式，励磁电流是通过静止的碳刷与高速旋转的集电环相互接触导入的。随着机组容量的增大，所需励磁电流也越来越大。机组在长期运行过程中，会因碳刷与集电环接触电阻分布不均匀等情况，导致集电环存在导体通电发热或滑动摩擦发热两种状态，进一步引起发热、产生火花、烧损碳刷刷握及集电环等故障，更严重可能引发环火事故发生。
3.事故发生前最显著的一个表现为碳刷和集电环温度升高，但目前大部分发电机组没有对集电环温度进行实时监测的功能，普遍还是采用人工定期或不定期巡检的办法，操作人员到现场采用钳型电流表、红外成像仪等对碳刷和集电环运行情况进行检测，不仅浪费大量人力物力，效率低，而且不能及时发现问题，给安全生产带来隐患。
4.目前虽然也有相关技术可以实现集电环温度的在线监测，但存在功能比较单一，监测范围不全面，无法与其它监测系统融合等缺点。


技术实现要素：

5.本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。
6.鉴于上述现有存在的问题，提出了本实用新型。
7.因此，本实用新型能够解决目前对碳刷和集电环监测范围不全面的问题。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：包括，二总线从站，用于采集发电机的碳刷电流数据，以及用于测量集电环的表面温度；二总线总站与所述二总线从站连接，其用于为所述二总线从站提供电源，以及用于读取所述发电机的碳刷电流数据和集电环的表面温度；触摸屏与所述二总线总站连接，其用于显示所述发电机的碳刷电流数据和集电环的表面温度。
9.作为本实用新型所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的一种优选方案，其中：所述二总线从站包括碳刷电流传感器、点阵红外温度传感器和微处理器。
10.作为本实用新型所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的一种优选方案，其中：所述点阵红外温度传感器包括i2c总线接口，所述 i2c总线接口用于数据传输。
11.作为本实用新型所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的一
种优选方案，其中：所述微处理器分别与所述点阵红外温度传感器、二总线总站连接，所述微处理器用于读取集电环的表面温度，并用于将所述集电环的表面温度发送至所述二总线总站。
12.作为本实用新型所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的一种优选方案，其中：还包括dcs监控模块，所述dcs监控模块与所述二总线总站连接，其用于远程监控所述发电机的碳刷电流数据和集电环的表面温度。
13.作为本实用新型所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的一种优选方案，其中：所述二总线总站包括二总线接口和两路隔离的rs485 接口；所述二总线总站通过所述二总线接口与所述二总线从站连接，并通过所述两路隔离的rs485接口分别与所述触摸屏、dcs监控模块连接。
14.作为本实用新型所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的一种优选方案，其中：所述微处理器包括存储器，所述存储器用于存储二总线总站的通讯地址及所述集电环的表面温度。
15.作为本实用新型所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的一种优选方案，其中：还包括，所述触摸屏能够在发电机的碳刷电流数据超限时发出告警信息。
16.作为本实用新型所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的一种优选方案，其中：所述点阵红外温度传感器通过二总线与所述碳刷电流传感器连接。
17.本实用新型的有益效果：本实用新型可以与二总线碳刷电流及温度监测系统完美融合，使得监测范围更加全面；并且红外温度传感器采用点阵传感器后，使得集电环被监测覆盖范围更广。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
19.图1为实施例所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的结构连接示意图；
20.图2为实施例所述的基于二总线的发电机集电环点阵红外温度监测系统的整体结构示意图。
具体实施方式
21.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都应当属于本实用新型的保护的范围。
22.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实
用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
23.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
24.本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
25.为使本实验新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实验新型的实施方式作进一步地详细描述。
26.本系统各模块分别通过二总线、rs485接口、i2c总线的方式连接，形成完整的系统。
27.具体包括，二总线从站100，用于采集发电机的碳刷电流数据，以及用于测量集电环的表面温度；二总线从站100包括碳刷电流传感器、点阵红外温度传感器和微处理器；碳刷电流传感器用于采集发电机的碳刷电流数据，本实施例的碳刷电流传感器例如可以采用型号为xdl400a/4的电流传感器；点阵红外温度传感器通过二总线与碳刷电流传感器连接，其用于测量集电环的表面温度，本实施例中例如可采用dt-8878点阵式双激光红外线测温仪；其中，点阵红外温度传感器还包括i2c总线接口，通过i2c总线将集电环的表面温度传输到微处理器中；微处理器分别通过i2c总线与点阵红外温度传感器连接、通过串行通讯接口与二总线总站200连接，其包括存储器；微处理器用于读取集电环的表面温度、存储二总线总站200的通讯地址及集电环的表面温度，并用于将集电环的表面温度发送至二总线总站200，本实施例中的微处理器为嵌入式微控制器(microcontroller unit，mcu)；其中需要说明是，i2c总线一种简单、双向二线制同步串行总线，它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息；二总线是一种相对于rs485四线系统(两根供电线路、两根通讯线路)，将供电线与信号线合二为一，实现了信号和供电共用一个总线的技术；较佳的，二总线即传送信号又提供电源，没有极性要求，可以任意拓扑结构，具有简单可靠、实时性强、抗干扰能力强，开放性好等特点。
28.二总线总站200与二总线从站100连接，其用于为二总线从站100提供电源，以及用于读取发电机的碳刷电流数据和集电环的表面温度；具体的，二总线总站200包括二总线接口和两路隔离的rs485接口；参照图1，二总线总站 200通过二总线接口与二总线从站100连接，并通过两路隔离的rs485接口分别与触摸屏300、dcs监控模块400连接。
29.触摸屏300，与二总线总站300连接，其用于显示发电机的碳刷电流数据和集电环的表面温度，且能够在发电机的碳刷电流数据超限时发出告警信息，避免了人工巡检效率低下、无法及时发现事故隐患，预防事故的发生；其中，发电机的碳刷电流数据的限值可自由设定；触摸屏300例如可采用西门子触摸屏。
30.dcs监控模块400，dcs监控模块400通过rs485接口(远传接口)与二总线总站200连接，其用于远程监控发电机的碳刷电流数据和集电环的表面温度；本实施例中的dcs监控模块400为集散控制系统(distributed control system，dcs)。
31.工作原理：首先通过二总线从站100获得发电机的碳刷电流数据和集电环的表面
温度；接着通过二总线总站200读取发电机的碳刷电流数据和集电环的表面温度；最后通过触摸屏300实时观察发电机的碳刷电流数据和集电环的表面温度，并通过dcs监控模块400远程监控发电机的碳刷电流数据和集电环的表面温度；从而实现了发电机碳刷电流及刷握及集电环温度的实时远程监测。
32.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本实用新型的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本实用新型的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本实用新型不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
33.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本实用新型的最佳模式不相关的那些特征，或于实现本实用新型不相关的那些特征)。
34.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
35.应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。