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無線測溫系統(tǒng)在棉花加工廠的應用及產品選型
摘要：棉花加工企業(yè)每年新棉收購加工時間集中,。提高加工生產安全運轉，縮短加工周期極為重要,。將無線測溫系統(tǒng)應用到棉花加工廠中,，運用數(shù)字化技術、計算機技術對關鍵設備進行在線監(jiān)測預警,，實時進行自動檢測,，對設備不良運行狀況進行提前預警，可降低設備巡查和維修量,，提高生產安全運行率,，縮短加工周期，降低企業(yè)運營成本,，提高企業(yè)經(jīng)濟效益,。本文對無線測溫技術在棉花加工廠的實際應用進行了淺述。
關鍵詞：無線測溫,；棉花加工廠,；數(shù)據(jù)采集；在線監(jiān)測預警
一,、前言
棉花加工企業(yè)具有“季節(jié)收購,、集中加工"的特性，每年新棉的收購和加工集中在9月至12月份,。提高生產安全運轉率,，縮短棉花加工周期極為重要,，只有如此，棉花加工廠才能既保證棉花的加工質量,，又減少運營成本,，進而提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。影響生產安全運行因素很多,，其中電力電氣及加工設備的安全運行是重要方面,，因此對電力電氣及加工設備的運行監(jiān)測和報警極為重要。維護人員只有全面及時地掌握設備的運行狀況,，才能做出正確的決策,，保證設備的安全運行，杜絕危險的發(fā)生,，同時管理人員也便于管理,。設備運行異常會導致自身溫度發(fā)生變化，只要實時監(jiān)測設備的溫度情況,，就可掌握設備運行狀況,，有效保證設備的安全，提高生產安全運轉效率,。
在無線測溫發(fā)展起來之前，針對設備測溫使用的都是諸如目測法,、試溫蠟片法,、紅外線點溫儀和紅外線熱成像等相對傳統(tǒng)的方法對溫度進行檢測記錄。這些傳統(tǒng)的測溫方法有著諸多弊端：測量周期相對較長,、效率低,、施工復雜、不便管理等,。而且在一些條件不允許的地方,，對設備溫度測量變得難上加難，所以無線測溫應運而生,。
二,、無線測溫系統(tǒng)組成、原理,、特點及架構
無線測溫系統(tǒng)是集微電子技術,、無線通信技術、低功耗技術,、抗干擾技術,、先進傳感技術、數(shù)字識別技術及自動化控制技術為一體的高新技術產品,，由無線測溫傳感器,、無線匯聚終端,、通訊系統(tǒng)、溫度監(jiān)控儀,、計算機溫度預警系統(tǒng)組成,。將無線測溫傳感器安裝在被監(jiān)測設備上測量設備溫度，傳感器的微處理器將被測設備溫度轉換成數(shù)字信號,，然后通過無線通訊方式發(fā)送給無線接收模塊（無線匯聚終端）,，無線匯聚終端將各個無線傳感器的溫度數(shù)據(jù)通過RS232/RS485或無線方式傳送給控制中心計算機溫度預警系統(tǒng)。計算機利用軟件對所有采集的監(jiān)測點運行溫度數(shù)據(jù)進行管理,，對實時數(shù)據(jù)進行記錄,、顯示、監(jiān)測,、分析,，并根據(jù)實際需求長期保存數(shù)據(jù)，形成歷史數(shù)據(jù)庫以便對比分析,。監(jiān)測到溫度異?；蛏郎氐剿O限制溫度立即報警。無線測溫系統(tǒng)具有實時在線,、可靠性高,、結構簡單、體積小,、易安裝,、響應速度快、組網(wǎng)方便,、可擴展性強等特點,，可實現(xiàn)現(xiàn)場、遠程同時在線監(jiān)測處于各種惡劣環(huán)境條件下的設備溫度變化情況并做出預警,，維護人員可以全面及時掌握設備運行狀況,，方便管理人員進行管理，為企業(yè)節(jié)省大量的人力,、物力,。其架構如圖1。
圖1
三,、在棉花加工廠的應用
無線測溫系統(tǒng)相比紅外測溫容易具有不受環(huán)境及周圍電磁場干擾,，傳感器可直接安裝在被測設備上，不受被測設備結構限制等優(yōu)勢,。光纖測溫是將光纖溫度傳感器直接安裝在被測設備上,，具有優(yōu)異的絕緣性能，但光纖外觀表面受到污染,，會導致光纖表面放電,，應用受到制約,，而無線測溫系統(tǒng)采用的是電磁波傳輸信號，不但解決了電氣絕緣的問題,，溫度測量準確,，而且沒有污染。無線測溫技術成本較低,，也利于大面積推廣,。棉花加工廠環(huán)境條件相對復雜惡劣，綜合比較之下,，采用智能,、安全、可靠,、靈活,、低成本的無線測溫系統(tǒng)，可實現(xiàn)對高低壓開關柜,、電力電纜,、電機、加工設備動力軸等關鍵點的溫度進行實時監(jiān)控,，掌握設備運行狀況,，保證設備的安全，提高生產安全運轉效率,。
（一）加工廠開關柜無線測溫應用
開關柜具有通斷電力線路,、運行電量數(shù)據(jù)監(jiān)測、線路故障保護的重要作用,，是輸配電系統(tǒng)中的重要設備。棉花加工廠的高,、低壓開關柜大都為封閉式結構,，加之棉花加工是粗獷式加工，灰塵相對較大,，散熱效果差,，熱積累大。加上加工廠集中加工,，長時期內處于高電壓,、大電流和大負荷的條件下運行。這將導致開關的觸點,、母線連接頭及電纜終端頭等部位老化,，甚至造成接觸電阻過大，引起發(fā)熱,。這些發(fā)熱部位溫度如不能實時監(jiān)測并處理,，久之會因過熱發(fā)生火災和大面積停電事故,。要杜絕這些事故發(fā)生，監(jiān)測關鍵部位的溫度,，解決過熱問題是關鍵,。但開關柜是在相對密閉的空間環(huán)境下工作，加之內部空間狹小且有絕緣保護等原因,，人工巡查測溫無法進行,，因此實時溫度在線監(jiān)測非常必要。
選用合適的無線傳感器,，表面涂抹少許導熱硅膠和金屬強力膠,，將其直接粘附并固定在開關柜的動觸頭、靜觸頭,、電纜接頭等上,。無線接收模塊安裝在高、低壓配電室內合適位置,，現(xiàn)場溫度監(jiān)控儀安裝在開關柜的儀表面板上,，將接收到無線數(shù)據(jù)匯聚后通過RS485總線或無線傳輸?shù)诫娏χ骺厥冶O(jiān)控后臺。
圖2
（二）加工廠電力電纜無線測溫應用
棉花加工廠偶發(fā)的電纜線路故障不可避免,。電纜線路一但發(fā)生故障,，后果都比較嚴重，停電甚至起火引發(fā)火災,。由于加工廠供電系統(tǒng)絕大部分采取地下電纜供電,，巡檢、維修也極不方便,。為防止電纜線路發(fā)生惡性故障,，有必要加強對電纜線路的監(jiān)控。
電纜在額定負荷下運行時,，線芯溫度正常,。一旦超負荷運行，線芯溫度將會急劇上升,，絕緣加速老化,，甚至造成熱擊穿。電力電纜的運行溫度是判斷其運行正常與否的一個重要參數(shù),。選擇實時監(jiān)測電纜運行溫度是一個比較直觀的方法,。
選用合適的無線傳感器，將之安裝在電纜中間接頭的導體連接管上,，完成電纜線芯溫度數(shù)據(jù)的采集,，無線接收模塊安裝在電纜智能接地箱內或電纜溝合適的固定點，采集到溫度數(shù)據(jù)匯聚后通過無線或有線方式傳送到電力控制室,，溫度監(jiān)控儀安裝在電力控制室控制柜面板上,。
圖3
（三）加工廠電機無線測溫應用
電機是棉花加工廠重要的機電設備之一,，加工過程的各個環(huán)節(jié)都有電機的身影，可以說電機運行是否正常直接影響設備的加工效率與企業(yè)的加工成本,。電機在長期高速運轉的情況下會產生大量熱量,，溫度過高會導致絕緣體老化，縮短使用壽命,，甚至會損壞絕緣或軸承,、繞組由于過熱發(fā)生燒毀電機的事故。電機溫升突然變大,，說明或電機發(fā)生故障,，或風道阻塞，或負荷過大,。因此,，監(jiān)測溫度對于保證電機正常運行、分析故障原因尤為重要,。
圖4
選用高精度接觸式無線溫度傳感器,，安裝在電機定子槽內、繞組端部,、電機軸承,、電機出線盒電纜接頭等關鍵敏感部位，實時采集溫度,。無線接收模塊安裝在車間主控室,，采集到溫度數(shù)據(jù)匯聚后通過RS485工業(yè)總線傳送給車間主控室的控制中心。溫度監(jiān)控儀表安裝在車間主控室操作臺面板上,。
（四）加工設備動力軸溫度無線測溫應用
棉花加工整個環(huán)節(jié)加工機械眾多,，軸承是機械的主要部件，機械軸承故障是機械故障的突出點,。機械軸承發(fā)生故障就會造成停機,，影響正常生產運行，造成材料浪費和經(jīng)濟損失,。軸承運行異常，軸承溫度就會發(fā)生變化,，實時監(jiān)測軸承的金屬溫度,，判別軸承溫度異常，可提前發(fā)現(xiàn)轉運機械設備故障,，診斷問題并及時處理,，從而避免設備事故發(fā)生。
選用合適的無線溫度傳感器,，安裝在設備軸承的前,、中,、后處，實時采集軸承溫度,。無線接收模塊安裝在車間主控室,，溫度監(jiān)控儀安裝在車間主控室控制臺面板上，采集到溫度數(shù)據(jù)匯聚后通過RS485工業(yè)總線傳送給車間主控室的控制中心,。
圖5
4安科瑞溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)介紹
4.1概述
電氣接點在線測溫裝置適用于高低壓開關柜內電纜接頭,、斷路器觸頭、刀閘開關,、高壓電纜中間頭,、干式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監(jiān)測,，防止在運行過程中因氧化,、松動、灰塵等因素造成接點接觸 電阻過大而發(fā)熱成為隱患,，提高設備保障,，及時、持續(xù),、準確反映設備運行狀態(tài),，降低設備事故率。
Acrel-2000T無線測溫監(jiān)控系統(tǒng)通過RS 485總線或以太網(wǎng)與間隔層的設備直接進行通訊,，系統(tǒng)設計遵循國際標準Modbus-RTU,、Modbus-TCP等傳輸規(guī)約，可靠性和開放性都得到了提高,。該系統(tǒng)具有遙信,、遙測、遙控,、遙調,、遙設、事件報警,、曲線,、棒圖、報表和用戶管理功能,，可以監(jiān)控無線測溫系統(tǒng)的設備運行狀況,，實現(xiàn)快速報警響應，預防嚴重故障發(fā)生,。
4.2應用場所
適合在泛在電力物聯(lián)網(wǎng),、鋼廠、化工、水泥,、數(shù)據(jù)中心,、醫(yī)院、機場,、電廠,、煤礦等廠礦企業(yè)、變配電所等電力設備的溫度監(jiān)測,。
4.3系統(tǒng)結構
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)結構圖
4.4系統(tǒng)功能
測溫系統(tǒng)主機Acrel-2000T安裝于值班監(jiān)控室,，可以遠程監(jiān)視系統(tǒng)內所有開關設備運行溫度狀態(tài)。系統(tǒng)具有以下主要功能：
1）溫度顯示：顯示配電系統(tǒng)內每個測溫點的實時值,，也可實現(xiàn)電腦WEB/手機APP遠程查看數(shù)據(jù),。
2）溫度曲線：查看每個測溫點的溫度趨勢曲線。
3）運行報表：查詢及打印各測溫點時間的溫度數(shù)據(jù),。
4）實時告警：系統(tǒng)能夠對各測溫點異常溫度發(fā)出告警,。系統(tǒng)具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發(fā)出語音告警,，告警方式有彈窗,、語音告警等，還可以短信/APP推送告警消息,，及時提醒值班人員,。
5）歷史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,，查詢統(tǒng)計,、事故分析等。
4.5系統(tǒng)硬件配置
溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由設備層的溫度傳感器和溫度采集/顯示單元,，通訊層的邊緣計算網(wǎng)關以及站控層的測溫系統(tǒng)主機組成,，實現(xiàn)變配電系統(tǒng)關鍵電氣部位的溫度在線監(jiān)測。
5結束語
無線測溫系統(tǒng)在棉花加工廠的應用具有良好的效果,，將數(shù)字化技術做為輔助手段,，運用計算機對關鍵設備在實際運行中溫度的變化情況進行監(jiān)控，了解影響溫度變化的原因,，對促進各項生產工作的有效開展具有重要作用,，無線測溫系統(tǒng)比傳統(tǒng)測溫系統(tǒng)在可靠性和經(jīng)濟性有明顯的優(yōu)勢，可以在棉花加工企業(yè)把該技術進行推廣應用,。
參考文獻
[1]徐 捷.淺談無線測溫系統(tǒng)在棉花加工廠的應用.
[2]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05版．