一種電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電纜隧道綜合控制系統(tǒng)。其包括兩路溫度測量模塊，所述兩路溫度測量模塊實時檢測電纜隧道內(nèi)環(huán)境溫度和電纜束內(nèi)部的溫度，并將該兩路溫度傳輸?shù)綇恼?；從站，采集溫度測量模塊檢測的電纜隧道內(nèi)環(huán)境溫度及電纜束內(nèi)部等兩路溫度，對所述兩路溫度進行分析處理后，傳輸?shù)缴衔粰C系統(tǒng)；當所述采集的電纜束溫度與電纜束所處環(huán)境溫度差大于上位機系統(tǒng)軟件中預設的報警溫差時，上位機進行報警并提示報警位置點；本發(fā)明自動化程度高，實時性好，監(jiān)測安全可靠，安裝及檢修方便。
【專利說明】一種電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是一種電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)，具體地說是一種用于監(jiān)測電纜隧道的實時監(jiān)測溫度系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]電纜隧道是專門敷設電路的隧道。使用時，電纜內(nèi)流過電流，同時電纜會產(chǎn)生熱量，使電纜溫度升高。電纜溫度過高時，影響電纜的使用，同時會對生產(chǎn)安全產(chǎn)生危險。目前，電纜隧道內(nèi)監(jiān)測設備監(jiān)測精度低，自動化程度低；檢測設備的防護等級低，且電纜隧道內(nèi)敷設大量電纜，安裝及檢修不方便。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其自動化程度高，實時性好，監(jiān)測安全可靠，安裝及檢修方便。
[0004]按照本發(fā)明提供的技術方案，所述電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)，包括溫度測量模塊，所述溫度測量模塊實時檢測電纜隧道內(nèi)電纜束內(nèi)部溫度及電纜束所處的隧道內(nèi)環(huán)境溫度等兩路溫度，并將該兩路溫度傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)從站；控制系統(tǒng)從站，采集溫度測量模塊檢測的電纜束內(nèi)部溫度及該電纜束所處隧道的環(huán)境溫度，對所述兩路溫度進行分析處理后，輸出對應的電纜束溫度及電纜束所處隧道環(huán)境溫度，并將所述采集的兩路溫度傳輸?shù)缴衔粰C系統(tǒng)；當所述采集的兩路溫度差的絕對值或溫度差的變化速度大于上位機系統(tǒng)設定的電纜束與電纜束所處隧道環(huán)境溫度差或溫度差的變化速度時，上位機軟件發(fā)出對應的溫度預警及溫度報警信號并標定報警位置。
[0005]所述上位機系統(tǒng)通過PROFIBUS現(xiàn)場總線與從站連接。所述從站的電源輸出端與溫度測量模塊的電源端連接，為所述溫度測量模塊提供9?12V直流電源。所述上位機系統(tǒng)接收并存儲從站傳輸?shù)碾娎|束內(nèi)部及該電纜束的電纜隧道環(huán)境溫度等兩路溫度值；且能夠查詢與打印所述存儲的兩路檢測溫度值。所述從站還通過PROFIBUS現(xiàn)場總線與主站連接，并將所述電纜束內(nèi)部溫度及該段電纜束所處的電纜隧道環(huán)境溫度通過PROFIBUS現(xiàn)場總線傳送到主站。
[0006]所述從站包括觸摸屏；所述從站的電源輸出端與溫度測量模塊的電源端連接；從站采集并存儲溫度測量模塊檢測的電纜束內(nèi)部及該電纜束的電纜隧道環(huán)境溫度等兩路溫度值，并通過觸摸屏輸出對應的溫度差曲線；所述電纜束內(nèi)部溫度高于從站設定的報警溫度值時，從站輸出溫度預警及溫度報警信號；所述從站還能夠設定采集溫度測量模塊的兩路溫度差與存儲所述兩路電纜溫度差的時間間隔。
[0007]所述從站包括四組數(shù)碼顯示管，分別顯示對應從站的地址、溫度測量模塊的地址、電纜束內(nèi)部及該電纜束的電纜隧道環(huán)境溫度等兩路溫度差及所述溫度差對應的危險指數(shù)；所述從站的電源輸出端與溫度測量模塊的電源端連接；從站采集并存儲溫度測量模塊檢測的電纜束內(nèi)部及該電纜束的電纜隧道環(huán)境溫度等兩路溫度，通過對應的數(shù)碼顯示管顯示該兩路溫度值，并將所述電纜束內(nèi)部及該電纜束的電纜隧道環(huán)境溫度等兩路溫度差與從站內(nèi)預設的報警溫度差相比較，通過對應的數(shù)碼顯示管輸出危險指數(shù)；所述從站上還設置有時間調(diào)整模塊，能夠調(diào)整從站采集溫度測量模塊檢測電纜束內(nèi)部及該電纜束的電纜隧道環(huán)境溫度等兩路溫度差與存儲所述溫度差的時間間隔。所述溫度測量模塊包括溫度傳感器
PtlOOo
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明所述的溫度監(jiān)控系統(tǒng)包括兩路溫度測量模塊，既能夠?qū)崿F(xiàn)電纜溫度測量功能，又能夠電纜束內(nèi)部及該電纜束的電纜隧道環(huán)境溫度等兩路溫度差的變化值進行分析，克服由于季節(jié)變化而帶來的電纜隧道內(nèi)部環(huán)境及電纜束內(nèi)部的絕對溫度的變化因素。從站和上位機系統(tǒng)采集溫度測量模塊檢測的電纜束內(nèi)部及該電纜束的電纜隧道環(huán)境溫度等兩路溫度差，對兩路溫度差值進行分析處理后，既可以產(chǎn)生絕對溫度報警信號，又可以產(chǎn)生溫差上升趨勢預警信號。
[0009]所述從站通過PROFIBUS現(xiàn)場總線與主站連接，組成完整的監(jiān)控系統(tǒng)，又可以將各從站信號通過PROFIBUS現(xiàn)場總線接入上位機系統(tǒng)，實現(xiàn)對電纜隧道的分布式溫度監(jiān)控，操作方便。從站通過PROFIBUS現(xiàn)場總線與溫度測量模塊連接，可以對上述模塊的工作狀態(tài)進行遠程診斷，迅速定位故障點。從站和溫度測量模塊之間只需要一根標準四芯電纜，就能夠?qū)崿F(xiàn)從站對溫度測量模塊提供電源；且能與上述模塊間進行信號傳輸，大大減少了電纜使用量和敷設工作量。
[0010]所述溫度測量模塊對應的殼體、電纜進出線全部采用防塵、防水設計，防護等級可達IP65 ;電路板經(jīng)過防潮、防腐蝕、防靜電、防老化處理，且板上各級電源全部隔離。所述溫度測量模塊采用高精度溫度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器件，溫度測量精度可達0.2°C，可以準確判斷溫升趨勢。溫度在測量點附件轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸，減少了模擬量信號傳輸和外界干擾造成的誤差。各部件全部采用高防護等級殼體，器件全部經(jīng)過篩選及老化處理，系統(tǒng)可靠性非常高，維護工作量很小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的連接原理圖。
[0012]圖2為本發(fā)明的溫度測量模塊的結(jié)構示意圖。
[0013]圖3為本發(fā)明從站的一種結(jié)構示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明從站的另一種結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0016]如圖1-圖4所示:本發(fā)明包括主站(I)、PR0FIBUS現(xiàn)場總線(2)、上位機系統(tǒng)(3)、溫度測量模塊(4)、從站(5)、溫度傳感器(7)、溫度傳感器(8)、航空插頭(9)、溫度控制模塊通訊接口 (10)、安裝塊(11)、安裝槽(12)、觸摸屏(13)、安裝孔(14)、PR0FIBUS總線接口
(15)、蜂鳴器(16)、開關按鈕(17)、電源端(18)、從站通訊接口(19)、數(shù)碼顯示管(20)。
[0017]如圖1所示，根據(jù)電纜隧道的不同，在電纜隧道內(nèi)設置不同的監(jiān)測區(qū)域，在每個監(jiān)測區(qū)域內(nèi)分別設置從站(5)、溫度測量模塊(4)，用于監(jiān)測對應區(qū)域的電纜隧道內(nèi)電纜束內(nèi)部及該電纜束的電纜隧道環(huán)境溫度兩路溫度差。電纜隧道內(nèi)不同檢測區(qū)域的從站(5)均通過PROFIBUS現(xiàn)場總線(2)連接到主站(I)或上位機系統(tǒng)(3);通過主站(I)與上位機系統(tǒng)(3)能夠?qū)﹄娎|隧道內(nèi)任意監(jiān)測區(qū)域進行監(jiān)測。所述主站(I)與上位機系統(tǒng)(3)間利用PROFIBUS現(xiàn)場總線(2)最多能夠連接126個不同區(qū)域的從站(5)。
[0018]所述溫度測量模塊(4)用于檢測電纜隧道內(nèi)電纜束內(nèi)部及電纜監(jiān)測點電纜隧道環(huán)境兩路溫度，并傳輸?shù)綇恼?5)，所述從站(5)能夠顯示對應的電纜溫度。從站(5)內(nèi)預設有電纜報警溫度，當所述采集的兩路溫度差的絕對值或溫度差的變化速度大于上位機系統(tǒng)設定的電纜束與電纜束所處隧道環(huán)境溫度差或溫度差的變化速度時，從站(5)輸出報警信息。從而能夠判斷電纜隧道內(nèi)電纜溫度的變化情況，確保電纜隧道內(nèi)的安全。溫度測量模塊(4)內(nèi)設置有溫度測量通訊模塊，所述溫度測量模塊(4)通過PROFIBUS現(xiàn)場總線(2)，分別用于與從站(5)或其他溫度測量模塊(4)連接。溫度測量模塊(4)的電源端與從站(5)的電源輸出端連接，從站(5)為溫度測量模塊(4)提供9?12V直流電源。
[0019]如圖2所示，為溫度測量模塊(4)的結(jié)構示意圖。所述溫度傳感器(8)位于金屬殼體內(nèi)，所述金屬殼體的外周面設有弧形凹槽，能夠保證帶弧形金屬殼體的溫度傳感器(8)與待檢測電纜形成有效接觸，溫度傳感器(8)的另一端利用航空插頭(9)與溫度測量模塊
(4)連接，保證了連接的密封性。所述溫度傳感器(8)可以采用PtlOO傳感器或其他專用溫度檢測集成電路；溫度傳感器(8)檢測電纜溫度后，通過A/D轉(zhuǎn)換器將檢測溫度變換為數(shù)字量傳輸，減少了外界的噪聲干擾。通過溫度傳感器PtlOO和A/D轉(zhuǎn)換器可以使溫度測量模塊(4)的測量精度達到0.2°C。為了避免電纜所處環(huán)境溫度對電纜束內(nèi)部溫度的影響，所述的溫度測量模塊(4)的殼體上還添加了溫度傳感器(7)。所述的溫度傳感器(7)，用于采集電纜束所處的環(huán)境溫度。所述的溫度傳感器(7)，直接連接在溫度測量模塊(4)的殼體上，不需要另外接線且密封良好。通過PROFIBUS現(xiàn)場總線(2)，將所述采集的電纜溫度和所處環(huán)境溫度傳輸?shù)缴衔粰C系統(tǒng)(3)。當所述采集的兩路溫度差的絕對值或溫度差的變化速度大于上位機系統(tǒng)(3)設定的電纜束與電纜束所處隧道環(huán)境溫度差或溫度差的變化速度時，上位機軟件發(fā)出對應的溫度預警及溫度報警信號并標定報警位置。
[0020]所述的溫度測量模塊⑷的外殼上設有安裝塊(11)，所述安裝塊(11)上凹設有安裝槽(12)，用于將溫度測量模塊(4)安裝在電纜橋架上。溫度測量模塊(4)上設置有兩個溫度測量模塊通訊接口(10)，用于與從站(5)或前后的溫度測量模塊(4)連接。溫度測量模塊通訊接口(10)采用防水金屬外殼，密封良好，防護等級可達IP65。溫度測量模塊
(4)檢測電纜溫度和電纜束監(jiān)測點所處的環(huán)境溫度，并通過溫度測量模塊通訊接口(10)與PROFIBUS現(xiàn)場總線(2)傳輸?shù)綇恼?5)。所述溫度測量模塊(4)上還設置有測溫元件正常、電源、接收及發(fā)送指示燈。
[0021]圖3為本發(fā)明的一種從站(5)的結(jié)構示意圖。如圖3所示，從站(5)包括觸摸屏
(13)，形成智能型的從站結(jié)構。所述從站(5)上設置有PROFIBUS現(xiàn)場總線接口(15)，用于通過PROFIBUS現(xiàn)場總線⑵與上位機系統(tǒng)(3)與主站(I)間的連接。所述從站(5)上還設置有開關按鈕(17)，用于控制從站(5)電源的接通與關斷。從站(5)的電源端(18)連接24V直流電；從站通訊接口(19)用于與各個溫度測量模塊(4)進行通訊連接，并向溫度測量模塊(4)提供9?12V直流電源。所述的從站(5)最多能夠與254個模塊連接，任意兩個模塊間的距離可達IKm ;通訊總線總長度可達IOKm以上。從站(5)采集并存儲溫度測量模塊(4)檢測的電纜束溫度和電纜監(jiān)測點所處的環(huán)境溫度。從站(5)通過對所述采集的兩處溫度分析處理后，通過觸摸屏(13)輸出溫差變化的趨勢圖；當所述電纜溫度值高于設定報警溫度時，從站(5)通過觸摸屏(19)輸出預警信號，并通過蜂鳴器(16)輸出溫度報警信號。從站(5)上還設置有安裝孔(14)，用于從站(5)的安裝。從站(5)對溫度測量模塊
(4)檢測的電纜溫度分為四級危險指數(shù)，分別用O表示無危險，I表示預警，2表示報警，3表示緊急報警。從站(5)還能夠?qū)Ω鱾€溫度測量模塊(4)的工作狀態(tài)進行診斷。從站(5)還能夠通過觸摸屏(13)設定溫度采集和存儲間隔時間、預警參數(shù)、報警參數(shù)。
[0022]圖4為本發(fā)明從站(5)的另一種結(jié)構示意圖。如圖4所示，從站(5)包括四組數(shù)碼顯示管(20)，分別能夠顯示溫度測量模塊(4)的測量溫度，測量區(qū)域號，測量點號及所述測量溫度對應的危險指數(shù)。所述從站(5)上設置有PROFIBUS現(xiàn)場總線接口(15)，用于通過PROFIBUS現(xiàn)場總線⑵與上位機系統(tǒng)(3)與主站(I)間的連接。從站(5)的電源端
(18)連接24V直流電；從站通訊接口(19)用于與各個溫度測量模塊(4)進行通訊連接，并能夠向溫度測量模塊(4)提供9?12V直流電源。從站(5)最多能夠與254個模塊連接，任意兩個模塊間的距離可達IKm ;通訊總線總長度可達IOKm以上。從站(5)采集并存儲溫度測量模塊(4)檢測的電纜溫度，對電纜溫度分析處理后，通過數(shù)碼顯示管(20)輸出電纜溫度；當所述采集的兩路溫度差的絕對值或溫度差的變化速度大于上位機系統(tǒng)(3)設定的電纜束與電纜束所處隧道環(huán)境溫度差或溫度差的變化速度時，上位機軟件(3)發(fā)出對應的溫度預警及溫度報警信號并標定報警位置，通過所述的PROFIBUS現(xiàn)場總線(2)與從站(5)通訊，從站(5)可以通過數(shù)碼顯示管(20)輸出預警信號，并通過蜂鳴器(16)輸出溫度報警信號。從站(5)上還設置有安裝孔(14)，用于從站(5)的安裝。從站(5)還能夠通過功能鍵設定采集溫度測量模塊的電纜溫度及存儲所述電纜溫度的時間間隔。從站(5)采用防水金屬外殼，密封良好，按鍵表面做撫摸處理，防護等級可到IP65。從站(5)對溫度測量模塊
(4)檢測的電纜溫度分為四級危險指數(shù)，分別用O表示無危險，I表示預警，2表示報警，3表示緊急報警。從站(5)還能夠?qū)Ω鱾€溫度測量模塊(4)的工作狀態(tài)進行診斷。
[0023]如圖1-圖4所示，使用時，根據(jù)電纜隧道內(nèi)的設置，將電纜隧道分成不同的監(jiān)測區(qū)域，每個監(jiān)測區(qū)域內(nèi)分別設置從站(5)及各個溫度測量模塊(4)，用于對每個監(jiān)測區(qū)域內(nèi)電纜溫度進行集中監(jiān)測控制。從站(5)與溫度測量模塊(4)通過PROFIBUS現(xiàn)場總線(2)進行數(shù)據(jù)通信，接線方便。每個區(qū)域的從站(5)通過PROFIBUS現(xiàn)場總線(2)與主站(I)或上位機系統(tǒng)(3)連接，主站(I)與上位機系統(tǒng)(3)實現(xiàn)對電纜隧道分布式控制。溫度測量模塊⑷能夠測量電纜束與電纜束所處隧道環(huán)境的溫度，并傳輸?shù)綇恼?5);從站(5)接收電纜溫度和電纜環(huán)境溫度并顯示對應的溫度的差值。當所述采集的電纜束溫度與電纜束所處環(huán)境溫度差大于上位機系統(tǒng)軟件中預設的報警溫差時，從站(5)輸出報警信息并標定報警位置，從而確保電纜隧道內(nèi)安全可靠。
[0024]本發(fā)明電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)包括溫度測量模塊(4)、從站(5)、主站(I)和上位機(3)，從站(5)和上位機系統(tǒng)(3)采集溫度測量模塊檢測的電纜溫度，對電纜溫度進行分析處理后，既可以產(chǎn)生溫度報警信號，又可以產(chǎn)生溫升趨勢預警信號。
[0025]溫度測量模塊(4)電纜進出線全部采用防塵、防水設計，防護等級可達IP65 ;電路板經(jīng)過防潮、防腐蝕、防靜電、防老化處理，且板上各級電源全部隔離。所述溫度測量模塊
(4)采用高精度溫度傳感器和A/D轉(zhuǎn)換器件，溫度測量精度可達0.2°C，可以準確判斷溫升趨勢。溫度在測量點附件轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸，減少了模擬量信號傳輸和外界干擾造成的誤差。各部件全部采用高防護等級殼體，器件全部經(jīng)過篩選及老化處理，系統(tǒng)可靠性非常高，維護工作量很小。
【權利要求】
1.一種電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是，包括:采用雙路溫度傳感器的溫度測量模塊(4)，同時檢測電纜束內(nèi)部及電纜束所處的隧道內(nèi)環(huán)境溫度，可以克服隧道內(nèi)部環(huán)境溫度變化，準確計算電纜束內(nèi)部溫升，所述溫度測量模塊(4)實時檢測電纜隧道內(nèi)電纜束內(nèi)部與電纜束所處的隧道環(huán)境溫度，并將所測量到的雙路溫度值傳輸?shù)綇恼?5);從站(5)對所述兩路溫度進行分析處理后，輸出對應的電纜束內(nèi)部溫度和電纜束所處環(huán)境溫度，并將所述采集的兩路溫度傳輸?shù)缴衔粰C系統(tǒng)(3);當所述采集的電纜束溫度與電纜束所處環(huán)境溫度差大于上位機系統(tǒng)軟件中預設的報警溫差時，上位機進行報警并提示報警位置點。
2.根據(jù)權利要求1所述的電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:本電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)可與所述上位機系統(tǒng)(3)通過PROFIBUS連接，并且所述電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)可以直接通過PROFIBUS與西門子現(xiàn)有控制系統(tǒng)進行通訊。
3.根據(jù)權利要求1所述的電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:溫度測量模塊(4)的模塊連接器采用特殊設計，能夠帶電熱插拔，維護簡便。
4.根據(jù)權利要求1所述的電纜隧道溫度監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:本系統(tǒng)內(nèi)溫度測量模塊(4)在安裝時即可根據(jù)其內(nèi)部撥碼開關確定的地址位確定其在隧道內(nèi)的準確位置，同時其電纜束內(nèi)部溫度傳感器(8)的金屬探頭連接線長度為I米，因此可在上位機報警時準確標定出現(xiàn)電纜溫度異常的位置點，其精度可達2米。
【文檔編號】G01K1/02GK103542943SQ201210239896
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月12日 優(yōu)先權日:2012年7月12日
【發(fā)明者】李文 申請人:無錫奧特維科技有限公司