CN112910083A - 信号量全自动监测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示一种信号量全自动监测仪，包括包括微控制单元MCU，微控制单元MCU分别连接有数据采集模块、信号处理模块、4G模块、存储模块、报警模块和触摸屏，4G模块通过网络与云平台连接；所述数据采集模块用于收集电压信号，由接触器及两端触点组成；所述信号处理模块将数据采集模块采集到的电压信号经过处理转换为正负脉冲波形，包括分压电阻、光电耦合器、放大器，跟随器、ADC转换器，通过信号量进行实时监测记录，为故障查找提供了可靠依据。
Description
技术领域
本发明涉及换流站控制***技术领域，具体地，涉及一种信号量全自动监测仪。
背景技术
信号量全自动监测仪，是通过对现有交流信号、直流信号的实时监测，并记录下线路运行过程中的每一信号量变化情况、变化时间，并以波形的形式呈现在触摸屏上，同时通过无线连接将监测结果上传至服务器端保存，当***发生故障时，工作人员可登陆服务器查看监测记录，快速找出信号量异常记录点，从而进行故障分析和查找，同时当信号量异常超过设定参数范围时，统统将以短信的形式向相关负责人发送报警信息，以便及时处理。
特高压直流换流站比较容易产生较为复杂的电磁干扰，在这些干扰下，换流站控制***会接收到大量的虚假信号、超限信号等，严重影响换流站控制***的正常工作，甚至导致控制***做出错误判断或动作。又由于现场电子电器等设备众多，无法快速准确找到干扰源进行处理，传统的做法是，大面积排查找到干扰源在进行处理，然而这种做法不仅费时费力，还很难找出源头，一方面，工作效率低，另一方面，增加了工作难度和复杂度，但若不处理，又会影响***工作。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种信号量全自动监测仪，通过信号量进行实时监测记录，为故障查找提供了可靠依据。
本发明公开的一种信号量全自动监测仪，包括微控制单元MCU，微控制单元MCU分别连接有数据采集模块、信号处理模块、4G模块、存储模块、报警模块和触摸屏，4G模块通过网络与云平台连接；所述数据采集模块用于收集电压信号，由接触器及两端触点组成；所述信号处理模块将数据采集模块采集到的电压信号经过处理转换为正负脉冲波形，包括分压电阻、光电耦合器、放大器，跟随器、ADC转换器。
根据本发明的一实施方式，4G模块的型号为WH-LTE-7S4，用来无线传输，将监测测数据通过无线方式发送至云平台。
根据本发明的一实施方式，报警模块用于发送报警信息给相关联系人，当监测到异常信号量时，触发报警事件，并通过4G模块发送报警短信通知。
根据本发明的一实施方式，存储模块的型号为W25Q64EEPROM，用来存储监测到的信号量、信号量变化情况、变化时间。
根据本发明的一实施方式，触摸屏采用DMT80480T043_01WTR高清屏，用来设置、修改相关参数。
根据本发明的一实施方式，光电耦合器型号为HCPL-7840。
根据本发明的一实施方式，放大器型号为TL082C。
根据本发明的一实施方式，跟随器型号为LM324。
本发明的信号量全自动监测仪，可以用来对换流站内各交流线路、设备等的信号量进行实时监测记录，为故障查找提供了可靠依据，很大程度上提高了工作效率。一方面，该信号量全自动监测仪可将监测和记录结果上传至服务器进行保存，***出现异常故障时，可根据各路信号量的历史记录来快速找出异常点，从而实现故障源的追溯，以便进行优化和改进，尽早恢复***，减少损失；另一方面，为工作人员的排故工作带来诸多便利，不仅减节省了大量排查时间和人力，还提高了准确性，为换流站节省了一大笔开支。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明信号量全自动监测仪的模块结构图；
图2为本发明信号量全自动监测仪的MCU结构原理图；
图3为本发明信号量全自动监测仪的信号采集与处理过程原理图；
图4为本发明信号量全自动监测仪的4G模块结构原理图；
图5为本发明信号量全自动监测仪的存储模块结构原理图；
图6为本发明信号量全自动监测仪的信号量监测流程图；
图7为实施例中的信号突变波动示意图。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明信号量全自动监测仪，结构如图1、图2所示，包括微控制单元MCU，微控制单元MCU分别连接有数据采集模块、信号处理模块、4G模块、存储模块、报警模块和触摸屏，4G模块通过网络与云平台连接；
信号采集与处理过程如图3所示，数据采集模块用于收集电压信号，由接触器及两端触点组成；信号处理模块将数据采集模块采集到的电压信号经过处理转换为正负脉冲波形，包括分压电阻、光电耦合器、放大器，跟随器、ADC转换器；
4G模块的型号为WH-LTE-7S4，结构原理如图4所示，用来无线传输，将监测测数据通过无线方式发送至云平台；
报警模块用于发送报警信息给相关联系人，当监测到异常信号量时，触发报警事件，并通过4G模块发送报警短信通知；
存储模块的型号为W25Q64EEPROM，结构原理如图5所示，用来存储监测到的信号量、信号量变化情况、变化时间等；
触摸屏采用DMT80480T043_01WTR高清屏，用来设置、修改相关参数。
本发明信号量全自动监测仪，使用的时候通过导线和绝缘穿刺快接端子夹在线缆上，用力将力矩螺母拧紧，信号量监测流程如图6所示，接触器两端电压经过分压电阻分压后给到线性光耦隔离，得到一个低压为5V的差分信号，该信号经过TLC82C放大器运放进行差分放大，再经过LM324跟随器运放精密整流电流，将差分信号转换成零点为2.5V的单端信号，最后经跟随器输入至ADC转换器即可得到正负脉冲波形，正负脉冲波形显示在触摸屏上，并同时通过4G模块传送至云平台进行存储。
当***发生异常故障时，可通过查看历史信号量记录来查找故障源，从而实现故障来源的可追朔；其次，当信号量由于某种原因导致异常时，***可通过短信通知相关人员，为故障排查等提供了一定依据。
通常情况下，复现一个信号的原本波形，需要最少三次采样才能准确还原信号本身，如图7所示：正常信号为S4所表示的固定电平信号，在时间轴t范围内，信号量在S1，S2，S3分别发生了信号突变，此信号量的变化并非外设真正的控制量或变化趋势，而是由于外部干扰导致的信号突变，理论上原控制***具有滤波功能，但当信号脉宽足够的情况下足以引起控制***误动作，从而导致***故障。
本发明的信号量全自动监测仪就能将上述信号量的变化过程记录下来，当工作人员进行***故障排查时就能明显看到这一变化，从而快速找到干扰源进行优化和改进，让***及时恢复正常，以此来提高信号量的抗干扰能力。
上图中，L1–L2，L3–L4分别配对使用，当***正常运行时，其触点应按照相对应的状态保持，在收到来自控制***的明确控制信号前，此信号不得改变。然而，由于接触器长期使用中存在触点碳化、接触不良、线圈吸合力度下降等原因，会导致触点发生轻微抖动而导致信号传输出现信号抖动，从而导致控制***故障停机。
本发明的信号量全自动监测仪能精确记录每一个信号量的变化过程和情况，并将其信号波形结合时间信息进行记录，当发生***故障时协助维护人员进行故障分析和判断。
本发明信号量全自动监测仪，通过绝缘穿刺快接端子连接，安装使用简便安全，穿刺结构不用截断电缆，恒定的穿刺压力能够确保良好电气接触；线径丰富，适合不同线径电线快速连接；绝缘性能好，采用特殊的绝缘壳体，能抗光照及环境老化，有很高的绝缘强度；工效极高，采用绝缘穿刺连接技术，适合现场批量快速连接；检验维护方便，安装简便，只需观察力矩螺母是否拧掉即可，使用寿命大于30年，无需维护；穿刺端收缩变细，避免损伤线体。
上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。
Claims (8)
1.信号量全自动监测仪，其特征在于，包括微控制单元MCU，所述微控制单元MCU分别连接有数据采集模块、信号处理模块、4G模块、存储模块、报警模块和触摸屏，所述4G模块通过网络与云平台连接；
所述数据采集模块用于收集电压信号，由接触器及两端触点组成；
所述信号处理模块将数据采集模块采集到的电压信号经过处理转换为正负脉冲波形，包括分压电阻、光电耦合器、放大器，跟随器、ADC转换器。
2.根据权利要求1所述的信号量全自动监测仪，其特征在于，所述4G模块的型号为WH-LTE-7S4，用来无线传输，将监测测数据通过无线方式发送至云平台。
3.根据权利要求1所述的信号量全自动监测仪，其特征在于，所述报警模块用于发送报警信息给相关联系人，当监测到异常信号量时，触发报警事件，并通过4G模块发送报警短信通知。
4.根据权利要求1所述的信号量全自动监测仪，其特征在于，所述存储模块的型号为W25Q64EEPROM，用来存储监测到的信号量、信号量变化情况、变化时间。
5.根据权利要求1所述的信号量全自动监测仪，其特征在于，所述触摸屏采用DMT80480T043_01WTR高清屏，用来设置、修改相关参数。
6.根据权利要求1所述的信号量全自动监测仪，其特征在于，所述光电耦合器型号为HCPL-7840。
7.根据权利要求1所述的信号量全自动监测仪，其特征在于，所述放大器型号为TL082C。
8.根据权利要求1所述的信号量全自动监测仪，其特征在于，所述跟随器型号为LM324。
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