專利名稱：鍋爐故障信號記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型技術(shù)涉及電子控制技術(shù)，是一種將計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)應(yīng)用于鍋爐電氣控制系統(tǒng)的裝置。具體地說，是一種鍋爐故障信號記錄儀器。
背景技術(shù)：
鍋爐是一種危險(xiǎn)性較大的生產(chǎn)、生活設(shè)備，運(yùn)行環(huán)境惡劣，事故發(fā)生比例較高，故障的分析、處理、預(yù)防費(fèi)用也較大。目前，鍋爐運(yùn)行狀況主要靠操作人員填寫設(shè)備運(yùn)行記錄來進(jìn)行監(jiān)督管理，而運(yùn)行記錄很大程度上監(jiān)督的是填寫記錄者本人，其客觀性很差。進(jìn)入二十一世紀(jì)，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到飛速發(fā)展，集成電路芯片的可靠性和運(yùn)行速度越來越高，存貯器容量越來越大，市場價(jià)格的穩(wěn)定降低也為集成電路在普通設(shè)備上的推廣應(yīng)用成為可能；同時(shí)，便攜式計(jì)算機(jī)廣泛進(jìn)入普通工作場所，為存取數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)提供了快速方便的公用工具?，F(xiàn)有的鍋爐自動(dòng)保護(hù)監(jiān)控儀器，雖然具有監(jiān)測數(shù)據(jù)、超限報(bào)警、遠(yuǎn)傳通訊、掉電保存等功能，但由于其沒有借助通用計(jì)算機(jī)工具進(jìn)行分析存貯，僅靠自身的采集、存貯、顯示功能來滿足使用要求，一方面結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大、穩(wěn)定性差，性價(jià)比很低，難以推廣使用；另一方面，數(shù)據(jù)不能通過有效的渠道可靠地集中存放，即時(shí)顯示性能較好，對于故障的產(chǎn)生時(shí)間、延遲過程，其分析、預(yù)防作用顯得比較單薄。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能準(zhǔn)確反應(yīng)鍋爐實(shí)際運(yùn)行狀況，有效記錄鍋爐故障出現(xiàn)的時(shí)間及過程，降低事故(故障)分析成本，保證鍋爐安全運(yùn)行，結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、成本低的鍋爐故障信號記錄儀。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種鍋爐故障信號記錄儀，其特征是有信號處理電路，信號處理電路與鍋爐故障信號輸入電路相連接，信號處理電路還與故障數(shù)據(jù)存貯器連接，信號處理電路還經(jīng)接口電路與PC計(jì)算機(jī)相連接，上述電路與電源電路連接。
本實(shí)用新型中所述的信號處理電路包括整流、變壓處理電路及單片微處理機(jī)電路。電源電路采用可充電電源電路。單片微處理機(jī)電路經(jīng)通訊接口電路與PC計(jì)算機(jī)相連接。單片微處理機(jī)電路還接有日歷時(shí)鐘芯片。鍋爐故障信號輸入電路采用220V八路控制信號采集電路。鍋爐故障信號輸入電路還可采用110V八路控制信號采集電路。鍋爐故障信號輸入電路采用12V八路控制信號采集電路。鍋爐故障信號輸入電路還可采用6.3V八路控制信號采集電路。
本實(shí)用新型的有益效果是，可以準(zhǔn)確采集并存貯鍋爐運(yùn)行過程中故障信號的產(chǎn)生時(shí)間、延續(xù)過程，提供故障處理操作中相關(guān)電氣設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)，為鍋爐運(yùn)行提供客觀真實(shí)的監(jiān)測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)向PC機(jī)輸出并建立數(shù)據(jù)庫，儀器結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、制造成本低，實(shí)用推廣性好，且使鍋爐故障信號的搜集、分析、加工得以較好的實(shí)現(xiàn)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明
圖1是本實(shí)用新型的一種鍋爐故障信號記錄儀的原理框圖圖2是本實(shí)用新型中的鍋爐故障信號記錄儀電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
圖1描述了本實(shí)用新型的一種鍋爐故障信號記錄儀的原理。其是由220V控制信號(八路)電路[或110V控制信號(八路)電路、12V控制信號(八路)電路、6.3V控制信號(八路)電路]8、整流、變壓信號處理電路9、89C51單片機(jī)微處理器1、I/O接口電路2、DS12887日歷時(shí)鐘芯片3、32K數(shù)據(jù)存貯器4、可充電電源(12)5 RS232通訊接口6和PC計(jì)算機(jī)7及相應(yīng)的支持軟件構(gòu)成。
鍋爐控制信號有220V、110V、12V、6.3V等幾種控制電壓，為了使儀器能適用各種控制電路，在圖1、圖2中對這幾種狀態(tài)均設(shè)計(jì)了信號輸入前的處理電路，經(jīng)整流、變壓后至輸入接口I/O。為了便于區(qū)分信號類別，將鍋爐的八種故障狀態(tài)(也是控制線路狀態(tài))命名為IN0、IN1、IN2、IN3、IN4、IN5、IN6、IN7直接連到I/O的八個(gè)輸入引腳，89C51處理器接受到故障信號后(IN0……IN7)，經(jīng)高電平觸發(fā)向時(shí)鐘芯片讀取故障產(chǎn)生時(shí)刻，將該時(shí)刻存入到某故障的存貯數(shù)據(jù)組中，該故障信號消失后(線路狀態(tài)由高電平變?yōu)榈碗娖?，89C51處理器向時(shí)鐘芯片再讀取一次時(shí)刻存入到同一組數(shù)據(jù)中，每兩個(gè)數(shù)據(jù)為一個(gè)數(shù)據(jù)組。將32K存貯器劃分成八個(gè)故障信號存貯區(qū)，各存貯區(qū)代表獨(dú)立的信號含義。具體功能由上位軟件設(shè)計(jì)保障。
數(shù)據(jù)通過RS232通訊接口與PC機(jī)相連輸出，PC機(jī)中設(shè)計(jì)了專用的數(shù)據(jù)庫支持軟件，該軟件具有從硬件中讀取數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫，分析、統(tǒng)計(jì)和篩選功能。
本實(shí)用新型通過計(jì)算機(jī)軟硬件的組合，將鍋爐故障信號自動(dòng)采集、存貯，并輸出在計(jì)算機(jī)(PC)中進(jìn)行匯總分析，其特征是鍋爐控制電路的故障信號經(jīng)信號處理模塊處理(無模數(shù)轉(zhuǎn)換)后直接輸送到I/O接口，由微處理器對該信號烙上時(shí)間標(biāo)記后進(jìn)行存貯，定期通過通訊接口輸入計(jì)算機(jī)(PC)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，包括信號處理模塊、I/O接口、89C51單片機(jī)(CPU)、DS12887日歷時(shí)鐘芯片、數(shù)據(jù)存貯器、可充電電源、RS232通訊接口和計(jì)算機(jī)(PC)支持軟件。故障信號以發(fā)生時(shí)刻和終止時(shí)刻的形式存貯在數(shù)據(jù)存貯器中，且數(shù)據(jù)為流動(dòng)式存貯，即一個(gè)信號單元的數(shù)據(jù)貯滿后，最先存入的數(shù)據(jù)先溢出，存貯器中始終存有最新的數(shù)據(jù)。信號采集部分(安裝在鍋爐控制臺(tái)內(nèi))不含顯示功能與打印功能，數(shù)據(jù)通過PC計(jì)算機(jī)(公用工具)進(jìn)行匯總、分析和打印。
本實(shí)用新型利用計(jì)算機(jī)軟硬件相結(jié)合的技術(shù)，提供一種鍋爐故障信號記錄儀(鍋爐黑匣子)，該記錄僅能準(zhǔn)確采集并流動(dòng)式記錄鍋爐運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障信號，記錄儀內(nèi)的數(shù)據(jù)由專業(yè)管理人員使用便攜式計(jì)算機(jī)(配套專用軟件)通過記錄儀的輸出接口存入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫，再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。
工業(yè)鍋爐自身有較完善的電氣控制系統(tǒng)，其主要控制線路的功能相同，控制線路輸出端均有信號接至面板作顯示信號輸入(信號燈、各種顯示儀表)，電路的斷、開(有電、無電)基本能反應(yīng)出鍋爐的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。鍋爐故障信號記錄儀(鍋爐黑匣子)用電氣系統(tǒng)的電路狀態(tài)作為信號來源，直接用電路狀態(tài)(高電平、低電平)作為該裝置的數(shù)字信號。
32K外存貯器分為八個(gè)數(shù)據(jù)組，每組均分4K，每組能同時(shí)存貯4096個(gè)故障數(shù)據(jù)，可持續(xù)存貯一個(gè)檢驗(yàn)周期(一般為6至12個(gè)月)以上的故障信號。輸出系統(tǒng)采用RS232通訊接日直接與便攜式計(jì)算機(jī)相連接。軟件有上位、下位兩個(gè)軟件，下使軟件是支持硬件運(yùn)行的配套軟件，上位軟件的功能是將硬件中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖銛y式計(jì)算機(jī)中并建立故障數(shù)據(jù)庫，同時(shí)兼有統(tǒng)計(jì)分析功能。
圖2的電路中包括單片機(jī)8051(或89C51等類似型號)、I/O接口電路74LS138、時(shí)鐘芯片DS12887、譯碼器74LS373、32K存貯器DS1230Y、輸出通訊接口電路MAX232、及集成電路4024、晶振CRYSTAL、電阻R1、R3、電容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C16、二極管D1等元器件。
權(quán)利要求1.一種鍋爐故障信號記錄儀，其特征是有信號處理電路，信號處理電路與鍋爐故障信號輸入電路相連接，信號處理電路還與故障數(shù)據(jù)存貯器連接，信號處理電路還經(jīng)接口電路與PC計(jì)算機(jī)相連接，上述電路與電源電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鍋爐故障信號記錄儀，其特征是信號處理電路包括整流、變壓處理電路及單片微處理機(jī)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐故障信號記錄儀，其特征是電源電路采用可充電電源電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐故障信號記錄儀，其特征是單片微處理機(jī)電路經(jīng)通訊接口電路與PC計(jì)算機(jī)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐故障信號記錄儀，其特征是單片微處理機(jī)電路還接有日歷時(shí)鐘芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐故障信號記錄儀，其特征是鍋爐故障信號輸入電路采用220V八路控制信號采集電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐故障信號記錄儀，其特征是鍋爐故障信號輸入電路采用110V八路控制信號采集電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐故障信號記錄儀，其特征是鍋爐故障信號輸入電路采用12V八路控制信號采集電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鍋爐故障信號記錄儀，其特征是鍋爐故障信號輸入電路采用6.3V八路控制信號采集電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鍋爐故障信號記錄儀，一種鍋爐故障信號記錄儀，其特征是有信號處理電路，信號處理電路與鍋爐故障信號輸入電路相連接，信號處理電路還與故障數(shù)據(jù)存貯器連接，信號處理電路還經(jīng)接口電路與計(jì)算機(jī)相連接，上述電路與電源電路連接。其有益效果為由單片機(jī)對鍋爐控制電路故障信號烙上時(shí)間標(biāo)記后存貯，并定期輸入PC計(jì)算機(jī)。在PC計(jì)算機(jī)中并建立故障數(shù)據(jù)庫，同時(shí)兼有統(tǒng)計(jì)分析功能?？蓽?zhǔn)確采集并存貯鍋爐運(yùn)行過程中故障信號的產(chǎn)生時(shí)間、延續(xù)過程，提供故障處理中相關(guān)電氣設(shè)備的真實(shí)狀態(tài)，為鍋爐運(yùn)行提供客觀的監(jiān)測數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、成本低。
文檔編號F24H9/20GK2708177SQ0322203
公開日2005年7月6日 申請日期2003年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月18日
發(fā)明者夏利群 申請人:夏利群