一种螺杆启闭机安全运行监控系统

技术领域

本发明属于水利水电闸门启闭技术领域，具体地说，涉及一种螺杆启闭机安全运行监控系统。

背景技术

在现有螺杆启闭机闸门中，由于存在人为原因、环境原因等不确定因素，会造成螺杆启闭机发生许多类似顶闸、卡死、机头损坏等问题，从而引发巨大安全隐患和维护难题。因此对螺杆启闭机进行安全运行监控是非常有必要的。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种螺杆启闭机安全运行监控系统，本发明采购便捷、安装施工方便、造价低廉、技术稳定、能长时间运行，为维修处理提供依据，及时发现潜在安全隐患，防止隐患扩大和安全事故的发生。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种螺杆启闭机安全运行监控系统，包括升降监测组件、荷载监测组件、转矩监测组件、电机故障监测组件、视频监控组件、数据采集箱和PC系统，升降监测组件、荷载监测组件、转矩监测组件、电机故障监测组件和视频监控组件均与数据采集箱的信号输入端信号连接，数据采集箱的信号输出端与PC系统的信号输入端信号连接，PC系统的信号输出端与中控室内的控制台的信号输入端信号连接；

升降监测组件用于监控螺杆启闭机的升降运行；

荷载监测组件用于采集螺杆启闭机的荷载信号；

转矩监测组件用于采集电机和蜗杆之间的转矩信号；

电机故障监测组件用于采集电机的电压、电流和缺相信号；

视频监控组件用于拍摄现场螺杆启闭机的图像和视频信号；

数据采集箱用于接收升降监测组件、荷载监测组件、转矩监测组件、电机故障监测组件和视频监控组件所采集的信号并将信号进行处理分析后传输给PC系统；

PC系统用于监控螺杆启闭机运行时各个不同工作状态产生的转速、荷载、转矩、电源负载、工作循环时间和次数，存储数据采集箱传输的信号数据并进行预警，将监控信息和预警信息传至中控室内的控制台。

升降监测组件包括高度传感器，高度传感器设置在丝杠下端，数据采集箱的信号输入端与高度传感器通过双绞屏蔽线缆信号连接。

荷载监测组件包括荷重传感器，荷重传感器设置在丝杠下端，数据采集箱的信号输入端与荷重传感器通过双绞屏蔽线缆信号连接。

转矩监测组件包括转矩传感器，转矩传感器安装在电机和蜗杆之间，数据采集箱的信号输入端与转矩传感器通过双绞屏蔽线缆信号连接。

电机故障监测组件包括电表装置，电表装置设置在电机的供电电路上，数据采集箱的信号输入端与电表装置通过双绞屏蔽线缆信号连接。

视频监控组件包括摄像头，摄像头设置在现场螺杆启闭机上方的机架上，数据采集箱的信号输入端与摄像头通过双绞屏蔽线缆信号连接。

数据采集箱的信号输出端与PC系统的信号输入端通过双绞屏蔽线缆信号连接，PC系统的信号输出端与中控室内的控制台的信号输入端通过光纤信号连接。

PC系统内包含有一套监测应用软件平台，监测应用软件平台集成有监控模块、数据存储模块和预警模块，数据存储模块中存储有专家预警数据库。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体地说，本发明工作时：高度传感器实时采集闸门的高度信号，荷重传感器实时采集螺杆启闭机的荷重信号，转矩传感器实时采集电机和蜗杆之间的转矩，电表装置实时采集电机的电压、电流和缺相信号，摄像头实时拍摄现场螺杆启闭机的图像和视频信号，高度传感器、荷重传感器、转矩传感器、电表装置和摄像头均通过双绞屏蔽线缆将所采集的信号传输给数据采集箱，数据采集箱将接收的不同信号进行处理分析后通过双绞屏蔽线缆传输给PC系统，PC系统内包含有一套监测应用软件平台，监测应用软件平台集成有监控模块、数据存储模块和预警模块，数据存储模块中存储有专家预警数据库，监控模块通过显示器将螺杆启闭机运行时各个不同工作状态产生的转速、荷载、转矩、电源负载、工作循环时间和次数以数字、颜色、图形、图案的形式显示，便于工作人员随时掌握螺杆启闭机的运行情况，监控模块根据闸门高度信号监控螺杆启闭机的升降运行，监控模块还根据荷重信号对螺杆启闭机进行保护，即：对螺杆启闭机下降时极易出现的顶闸现象做出反向保护，和对螺杆启闭机上升时上升过高做出超载保护，保证螺杆启闭机减少安全隐患；数据存储模块实时存储数据采集箱传输的信号数据，包括历史数据和即时数据，以支持整个监控系统进行数据分析、处理和安全评估，为螺杆启闭机维修、维护提供数据依据；预警模块根据专家预警数据库设置各个不同设备运行参数的预警值，专家预警数据库是根据螺杆启闭机设计数据、制造数据、安装数据建立的，当监控数据达到或超过相应设定的预警值时，预警模块发出警示，则监控信息和预警信息通过光纤传至中控室内的控制台，工作人员在中控室即可得到螺杆启闭机的运行状态和预警信息，以便及时发现潜在安全隐患，防止隐患扩大和安全事故的发生。

数据采集箱、高度传感器、荷重传感器、转矩传感器、电表装置和摄像头采购便捷、安装施工方便、造价低廉、技术稳定、能长时间运行，双绞屏蔽线缆采用信号屏蔽结构，能保证信号监测精度，整体建设成本可控，易于在港口、水电站、水库等液压式启闭机项目中广泛普及。

综上所述，本发明采购便捷、安装施工方便、造价低廉、技术稳定、能长时间运行，为维修处理提供依据，及时发现潜在安全隐患，防止隐患扩大和安全事故的发生。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

如图1所示，一种螺杆启闭机安全运行监控系统，包括升降监测组件1、荷载监测组件2、转矩监测组件3、电机故障监测组件4、视频监控组件5、数据采集箱6和PC系统7，升降监测组件1、荷载监测组件2、转矩监测组件3、电机故障监测组件5和视频监控组件均与数据采集箱6的信号输入端信号连接，数据采集箱6的信号输出端与PC系统7的信号输入端信号连接，PC系统7的信号输出端与中控室内的控制台8的信号输入端信号连接；

升降监测组件1用于监控螺杆启闭机的升降运行；

荷载监测组件2用于采集螺杆启闭机的荷载信号；

转矩监测组件3用于采集电机和蜗杆之间的转矩信号；

电机故障监测组件5用于采集电机的电压、电流和缺相信号；

视频监控组件用于拍摄现场螺杆启闭机的图像和视频信号；

数据采集箱6用于接收升降监测组件1、荷载监测组件2、转矩监测组件3、电机故障监测组件5和视频监控组件所采集的信号并将信号进行处理分析后传输给PC系统7；

PC系统7用于监控螺杆启闭机运行时各个不同工作状态产生的转速、荷载、转矩、电源负载、工作循环时间和次数，存储数据采集箱6传输的信号数据并进行预警，将监控信息和预警信息传至中控室内的控制台8。

升降监测组件1包括高度传感器9，高度传感器9设置在丝杠下端，数据采集箱6的信号输入端与高度传感器9通过双绞屏蔽线缆信号连接。

荷载监测组件2包括荷重传感器10，荷重传感器10设置在丝杠下端，数据采集箱6的信号输入端与荷重传感器10通过双绞屏蔽线缆信号连接。

转矩监测组件3包括转矩传感器11，转矩传感器11安装在电机和蜗杆之间，数据采集箱6的信号输入端与转矩传感器11通过双绞屏蔽线缆信号连接。

电机故障监测组件5包括电表装置12，电表装置12设置在电机的供电电路上，数据采集箱6的信号输入端与电表装置12通过双绞屏蔽线缆信号连接。

视频监控组件包括摄像头13，摄像头13设置在现场螺杆启闭机上方的机架上，数据采集箱6的信号输入端与摄像头13通过双绞屏蔽线缆信号连接。

数据采集箱6的信号输出端与PC系统7的信号输入端通过双绞屏蔽线缆信号连接，PC系统7的信号输出端与中控室内的控制台8的信号输入端通过光纤信号连接。

PC系统7内包含有一套监测应用软件平台，监测应用软件平台集成有监控模块14、数据存储模块15和预警模块16，数据存储模块15中存储有专家预警数据库17。

PC系统7、数据采集箱6、双绞屏蔽线缆、光纤、高度传感器9、荷重传感器10、转矩传感器11、电表装置12和摄像头13均为现有构件，均可以在市场上购置，具体构造和工作原理不再赘述，监测应用软件平台为本领域常用软件平台，不涉及新的计算机程序。

本发明工作时：高度传感器9实时采集闸门的高度信号，荷重传感器10实时采集螺杆启闭机的荷重信号，转矩传感器11实时采集电机和蜗杆之间的转矩，电表装置12实时采集电机的电压、电流和缺相信号，摄像头13实时拍摄现场螺杆启闭机的图像和视频信号，高度传感器9、荷重传感器10、转矩传感器11、电表装置12和摄像头13均通过双绞屏蔽线缆将所采集的信号传输给数据采集箱6，数据采集箱6将接收的不同信号进行处理分析后通过双绞屏蔽线缆传输给PC系统7，PC系统7内包含有一套监测应用软件平台，监测应用软件平台集成有监控模块14、数据存储模块15和预警模块16，数据存储模块15中存储有专家预警数据库17，监控模块14通过显示器将螺杆启闭机运行时各个不同工作状态产生的转速、荷载、转矩、电源负载、工作循环时间和次数以数字、颜色、图形、图案的形式显示，便于工作人员随时掌握螺杆启闭机的运行情况，监控模块14根据闸门高度信号监控螺杆启闭机的升降运行，监控模块14还根据荷重信号对螺杆启闭机进行保护，即：对螺杆启闭机下降时极易出现的顶闸现象做出反向保护，和对螺杆启闭机上升时上升过高做出超载保护，保证螺杆启闭机减少安全隐患；数据存储模块15实时存储数据采集箱6传输的信号数据，包括历史数据和即时数据，以支持整个监控系统进行数据分析、处理和安全评估，为螺杆启闭机维修、维护提供数据依据；预警模块16根据专家预警数据库17设置各个不同设备运行参数的预警值，专家预警数据库17是根据螺杆启闭机设计数据、制造数据、安装数据建立的，当监控数据达到或超过相应设定的预警值时，预警模块16发出警示，则监控信息和预警信息通过光纤传至中控室内的控制台8，工作人员在中控室即可得到螺杆启闭机的运行状态和预警信息，以便及时发现潜在安全隐患，防止隐患扩大和安全事故的发生。

数据采集箱6、高度传感器9、荷重传感器10、转矩传感器11、电表装置12和摄像头13采购便捷、安装施工方便、造价低廉、技术稳定、能长时间运行，双绞屏蔽线缆采用信号屏蔽结构，能保证信号监测精度，整体建设成本可控，易于在港口、水电站、水库等液压式启闭机项目中广泛普及。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解；依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。