CN203394815U - 基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及风机测试领域，其公开了一种基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，包括入皮托管、出皮托管、电源管理装置、无线传输模块、工控机、传感器和转换器，所述入皮托管和出皮托管分别连接传感器，所述传感器连接转换器；所述主控机分别通过无线传输模块连接入口工控机和出口工控机。本实用新型的有益效果是：利用Zigbee无线数据传输模块实现了远距离实时监测；依据国家标准采得的多个测量点的风压和环境参数经相应计算求得的风机机组电能利用率平均值将更准确。
Description
技术领域
本实用新型装置涉及风机机组能效测试领域，其公开了一种基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置。
背景技术
对于我国大多数企业来说，风机机组是一种量大面广的重点能耗设备。据不完统计，风机用电可以占到企业用电总量的10%~15%。虽然我国目前风机机组的平均设计效率为75%，比发达国家仅低5%，但实际使用效率比发达国家低20%左右，这说明我国与发达国家在风机实际运行管理上的差距比风机技术本身要大得多，存在极大的能源浪费。但换个角度来看，我国工矿企业的风机机组有巨大的节能潜力，进行节能改造十分必要。
实时监测或检测风机机组运行状态和能耗水平不仅有利于企业实时准确地掌握风机机组的工作情况，还可为企业未来对风机机组的规范管理和节能改造提供数据支持。然而，目前我国严重缺乏准确可靠、适用范围广的风机机组能效测试专业设备。企业以往对风机机组能耗的测量主要采用一些零散的仪表记录风机运行状态参数，通过汇总计算得出风机机组能效，但这样做存在数据采集不同步的问题，不能准确实时地反映风机机组运行状态。
因此，开发一种实用、经济、高效、方便的风机机组能效测试装置有利于厂矿企业实时了解风机机组运行状态和能耗水平，提高了测试效率，为风机机组进行节能改造时提供准确的运行参数。
发明内容
本实用新型旨在为我国大多数企业提供一种基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，解决零散仪表统计电能利用率缺乏实时性和准确性以及测量数据有线传输装置接线多，不适合大型企业等问题，帮助它们挖掘自身节能潜力。
本实用新型解决现有问题所采用的技术方案是：设计和制造一种基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，包括入皮托管、出皮托管、电源管理装置、无线传输模块、工控机、传感器和转换器，所述工控机包括入口工控机、出口工控机和主控机；所述入皮托管安装在风机入风口，所述出皮托管安装在风机出风口，所述入皮托管和出皮托管分别连接传感器，所述传感器连接转换器；所述主控机分别通过无线传输模块连接入口工控机和出口工控机。
作为本实用新型的进一步改进：所述传感器包括全压传感器、静压传感器、温度传感器或/和湿度传感器。
作为本实用新型的进一步改进:所述电源管理装置包括电源控制柜、多参数电力仪表以及电流互感器；多参数电力仪表和电流互感器按三相四线制接到所述电源控制柜上；所述多参数电力仪表连接所述电流互感器。
作为本实用新型的进一步改进:所述转换器为ADC转换器。
作为本实用新型的进一步改进:所述主控机、入口工控机和出口工控机分别安装有zigbee模块；所述主控机、入口工控机和出口工控机之间通过zigbee网络进行数据传输。
作为本实用新型的进一步改进：所述基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置还包括上位机，所述上位机连接所述主控机。
本实用新型的有益效果是：利用Zigbee无线数据传输模块实现了远距离实时监测；依据国家标准采得的多个测量点的风压和环境参数经相应计算求得的风机机组电能利用率平均值将更准确，更有说服力；由于对电参数的采集和计算是独立进行的，因此还可按国家相关标准，对电动机是否经济运行作出准确评价，实现了一机多用。
附图说明
图1 为本实用新型风机机组能效测试方法流程图。
图2 为本实用新型工作原理示意图。
图3 为本实用新型参数采集软件框图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
一种基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，包括入皮托管、出皮托管、电源管理装置、无线传输模块、工控机、传感器和转换器，所述工控机包括入口工控机、出口工控机和主控机；所述入皮托管安装在风机入风口，所述出皮托管安装在风机出风口，所述入皮托管和出皮托管分别连接传感器，所述传感器连接转换器；所述主控机分别通过无线传输模块连接入口工控机和出口工控机。
所述传感器包括全压传感器、静压传感器、温度传感器或/和湿度传感器。
所述电源管理装置包括电源控制柜、多参数电力仪表以及电流互感器；多参数电力仪表和电流互感器按三相四线制接到所述电源控制柜上；所述多参数电力仪表连接所述电流互感器。
所述转换器为ADC转换器。
所述主控机、入口工控机和出口工控机分别安装有zigbee模块；所述主控机、入口工控机和出口工控机之间通过zigbee网络进行数据传输。
所述基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置还包括上位机，所述上位机连接所述主控机。
图1为风机机组能效测试方法，包括以下步骤：S1将两个皮托管分别放入风机入风口和出风口的测量孔，同时在测量现场安装一个大气压传感器；将多参数电力仪表和电流互感器按三相四线制接到风机机组电源控制柜上；在上位机输入电动机型号或主要额定参数、风机机组管道测量截面积和标准空气密度，调试稳定后，启动测试；S2 主控机通过485总线读取多参数电力仪表的电参数；S3 主控机通过Zigbee方式向工控机发送参数采集指令并接收风压、环境参数；S4 上位机软件对回传的风压、环境和电参数进行整合计算，显示风机机组和电动机的主要参数以及实时运行状况。
将该方法运用于实践中，设计测试装置，其工作原理如图2所示。实际测量之前，连接好测量采集设备。由于电参数测量采用RS485通信，因此将主控机和多参数电力仪表放置在配电柜附近。而主控机和工控机之间采用了Zigbee无线数据传输模块，可以距离相对较远。然后在上位机输入电动机型号或其主要额定参数、风机机组管道截面积和标准空气密度等参数。
开启测量时，主控机分别向多参数电力仪表和工控机同时发送电参数和风压、环境参数采集指令。电力仪表按照指令采集电参数，得到的结果经计算软件处理后通过RS485传回；工控机通过Zigbee模块接收到指令后，由静压、全压传感器和温度、湿度、大气压传感器采集参数，经ADC模数转换后传回工控机。工控机软件对风压和环境参数的前期处理是将采集到的静压、全压、温度、湿度、大气压和输入的管道测量截面积、标准空气密度等参数按照国家标准中的相关公式进行初步计算，得到空气密度换算系数、动压、风速、风量等参数，再将这些参数通过Zigbee模块传回。然后，主控机将风压、环境和电参数传回上位机软件，算得风机机组和电动机的电能利用率，并显示其实际运行情况。
图2所示工作原理既适用于风机机组管道测量截面上的一个测量点，按照国家标准的要求，对多测量点也适用。本实用新型可采集多个测量点的相关参数，且风机机组的运行状态可以是这些测量点对应数据的平均结果，这能减小测量误差，对风机机组是否经济运行的评价也更准确。
图3所示为基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置的软件结构示意图。
其中，图3(a)表示上位机通过232通信程序实现采集指令的发送和测量数据的接收。在收到数据后，风机和电动机能效计算程序会对初步计算过的风压、环境和电参数进行汇总处理，得到风机机组和电动机的电能利用率。
图3(b)所示为主控机通过232通信程序接收参数采集指令和回传初步计算结果。并且主控机中的程序还具有其他功能：通过Zigbee通信程序向工控机无线传达采集指令；同时通过电参数采集程序实现对多参数电力仪表的控制，采集电参数，再经电参数计算程序可得到电动机负载率、输入功率等参数。
如图3(c)所示，工控机通过Zigbee通信程序收到采集指令后，利用风压和环境参数采集程序可采集到全压、静压、温度、湿度和大气压等参数，再经风压和环境参数计算程序的初步计算可得风机机组有效输出功率、空气密度换算系数等参数。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，其特征在于：包括入皮托管、出皮托管、电源管理装置、无线传输模块、工控机、传感器和转换器，所述工控机包括入口工控机、出口工控机和主控机；所述入皮托管安装在风机入风口，所述出皮托管安装在风机出风口，所述入皮托管和出皮托管分别连接传感器，所述传感器连接转换器；所述主控机分别通过无线传输模块连接入口工控机和出口工控机。
2.根据权利要求1所述基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，其特征在于：所述传感器包括全压传感器、静压传感器、温度传感器或/和湿度传感器。
3.根据权利要求1所述基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，其特征在于：所述电源管理装置包括电源控制柜、多参数电力仪表以及电流互感器；多参数电力仪表和电流互感器按三相四线制接到所述电源控制柜上；所述多参数电力仪表连接所述电流互感器。
4.根据权利要求1所述基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，其特征在于：所述转换器为ADC转换器。
5.根据权利要求1所述基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，其特征在于：所述主控机、入口工控机和出口工控机分别安装有zigbee模块；所述主控机、入口工控机和出口工控机之间通过zigbee网络进行数据传输。
6.根据权利要求1所述基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置，其特征在于：所述基于无线数据传输的风机机组能效实时测试装置还包括上位机，所述上位机连接所述主控机。
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|---|---|---|---|---|
| CN103955624A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-07-30 | 中国测试技术研究院电子研究所 | 风机变频改造前快速预估节能潜力的方法和装置 |
| CN104005977A (zh) * | 2014-05-26 | 2014-08-27 | 杭州展德软件技术有限公司 | 通用风机运行参数的集成测量方法 |
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