無線測溫係統在棉花加工廠的應用及產品選型

摘要：棉花加工企業(ye) 每年新棉收購加工時間集中。提高加工生產(chan) 安全運轉，縮短加工周期極為(wei) 重要。將無線測溫係統應用到棉花加工廠中，運用數字化技術、計算機技術對關(guan) 鍵設備進行在線監測預警，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(chan) 安全運行率，縮短加工周期，降低企業(ye) 運營成本，提高企業(ye) 經濟效益。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(guan) 鍵詞：無線測溫；棉花加工廠；數據采集；在線監測預警

       一、前言

       棉花加工企業(ye) 具有“季節收購、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(chan) 安全運轉率，縮短棉花加工周期極為(wei) 重要，隻有如此，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(ye) 的經濟效益。影響生產(chan) 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麵，因此對電力電氣及加工設備的運行監測和報警極為(wei) 重要。維護人員隻有全麵及時地掌握設備的運行狀況，才能做出正確的決(jue) 策，保證設備的安全運行，杜絕危險的發生，同時管理人員也便於(yu) 管理。設備運行異常會(hui) 導致自身溫度發生變化，隻要實時監測設備的溫度情況，就可掌握設備運行狀況，有效保證設備的安全，提高生產(chan) 安全運轉效率。

       在無線測溫發展起來之前，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(yi) 和紅外線熱成像等相對傳(chuan) 統的方法對溫度進行檢測記錄。這些傳(chuan) 統的測溫方法有著諸多弊端：測量周期相對較長、效率低、施工複雜、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、無線測溫係統組成、原理、特點及架構

       無線測溫係統是集微電子技術、無線通信技術、低功耗技術、抗幹擾技術、先進傳(chuan) 感技術、數字識別技術及自動化控製技術為(wei) 一體(ti) 的高新技術產(chan) 品，由無線測溫傳(chuan) 感器、無線匯聚終端、通訊係統、溫度監控儀(yi) 、計算機溫度預警係統組成。將無線測溫傳(chuan) 感器安裝在被監測設備上測量設備溫度，傳(chuan) 感器的微處理器將被測設備溫度轉換成數字信號，然後通過無線通訊方式發送給無線接收模塊（無線匯聚終端），無線匯聚終端將各個(ge) 無線傳(chuan) 感器的溫度數據通過RS232/RS485或無線方式傳(chuan) 送給控製中心計算機溫度預警係統。計算機利用軟件對所有采集的監測點運行溫度數據進行管理，對實時數據進行記錄、顯示、監測、分析，並根據實際需求長期保存數據，形成曆史數據庫以便對比分析。監測到溫度異常或升溫到所設限製溫度立即報警。無線測溫係統具有實時在線、可靠性高、結構簡單、體(ti) 積小、易安裝、響應速度快、組網方便、可擴展性強等特點，可實現現場、遠程同時在線監測處於(yu) 各種惡劣環境條件下的設備溫度變化情況並做出預警，維護人員可以全麵及時掌握設備運行狀況，方便管理人員進行管理，為(wei) 企業(ye) 節省大量的人力、物力。其架構如圖1。

圖1

    三、在棉花加工廠的應用

       無線測溫係統相比紅外測溫容易具有不受環境及周圍電磁場幹擾，傳(chuan) 感器可直接安裝在被測設備上，不受被測設備結構限製等優(you) 勢。光纖測溫是將光纖溫度傳(chuan) 感器直接安裝在被測設備上，具有優(you) 異的絕緣性能，但光纖外觀表麵受到汙染，會(hui) 導致光纖表麵放電，應用受到製約，而無線測溫係統采用的是電磁波傳(chuan) 輸信號，不但解決(jue) 了電氣絕緣的問題，溫度測量準確，而且沒有汙染。無線測溫技術成本較低，也利於(yu) 大麵積推廣。棉花加工廠環境條件相對複雜惡劣，綜合比較之下，采用智能、安全、可靠、靈活、低成本的無線測溫係統，可實現對高低壓開關(guan) 櫃、電力電纜、電機、加工設備動力軸等關(guan) 鍵點的溫度進行實時監控，掌握設備運行狀況，保證設備的安全，提高生產(chan) 安全運轉效率。

  （一）加工廠開關(guan) 櫃無線測溫應用

       開關(guan) 櫃具有通斷電力線路、運行電量數據監測、線路故障保護的重要作用，是輸配電係統中的重要設備。棉花加工廠的高、低壓開關(guan) 櫃大都為(wei) 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(nei) 處於(yu) 高電壓、大電流和大負荷的條件下運行。這將導致開關(guan) 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，引起發熱。這些發熱部位溫度如不能實時監測並處理，久之會(hui) 因過熱發生火災和大麵積停電事故。要杜絕這些事故發生，監測關(guan) 鍵部位的溫度，解決(jue) 過熱問題是關(guan) 鍵。但開關(guan) 櫃是在相對密閉的空間環境下工作，加之內(nei) 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測非常必要。

       選用合適的無線傳(chuan) 感器，表麵塗抹少許導熱矽膠和金屬強力膠，將其直接粘附並固定在開關(guan) 櫃的動觸頭、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(nei) 合適位置，現場溫度監控儀(yi) 安裝在開關(guan) 櫃的儀(yi) 表麵板上，將接收到無線數據匯聚後通過RS485總線或無線傳(chuan) 輸到電力主控室監控後台。

圖2

   （二）加工廠電力電纜無線測溫應用

       棉花加工廠偶發的電纜線路故障不可避免。電纜線路一但發生故障，後果都比較嚴(yan) 重，停電甚至起火引發火災。由於(yu) 加工廠供電係統絕大部分采取地下電纜供電，巡檢、維修也極不方便。為(wei) 防止電纜線路發生惡性故障，有必要加強對電纜線路的監控。

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(hui) 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(yu) 否的一個(ge) 重要參數。選擇實時監測電纜運行溫度是一個(ge) 比較直觀的方法。

選用合適的無線傳(chuan) 感器，將之安裝在電纜中間接頭的導體(ti) 連接管上，完成電纜線芯溫度數據的采集，無線接收模塊安裝在電纜智能接地箱內(nei) 或電纜溝合適的固定點，采集到溫度數據匯聚後通過無線或有線方式傳(chuan) 送到電力控製室，溫度監控儀(yi) 安裝在電力控製室控製櫃麵板上。

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(ge) 環節都有電機的身影，可以說電機運行是否正常直接影響設備的加工效率與(yu) 企業(ye) 的加工成本。電機在長期高速運轉的情況下會(hui) 產(chan) 生大量熱量，溫度過高會(hui) 導致絕緣體(ti) 老化，縮短使用壽命，甚至會(hui) 損壞絕緣或軸承、繞組由於(yu) 過熱發生燒毀電機的事故。電機溫升突然變大，說明或電機發生故障，或風道阻塞，或負荷過大。因此，監測溫度對於(yu) 保證電機正常運行、分析故障原因尤為(wei) 重要。

圖4

     選用高精度接觸式無線溫度傳(chuan) 感器，安裝在電機定子槽內(nei) 、繞組端部、電機軸承、電機出線盒電纜接頭等關(guan) 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，采集到溫度數據匯聚後通過RS485工業(ye) 總線傳(chuan) 送給車間主控室的控製中心。溫度監控儀(yi) 表安裝在車間主控室操作台麵板上。

  （四）加工設備動力軸溫度無線測溫應用

        棉花加工整個(ge) 環節加工機械眾(zhong) 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。機械軸承發生故障就會(hui) 造成停機，影響正常生產(chan) 運行，造成材料浪費和經濟損失。軸承運行異常，軸承溫度就會(hui) 發生變化，實時監測軸承的金屬溫度，判別軸承溫度異常，可提前發現轉運機械設備故障，診斷問題並及時處理，從(cong) 而避免設備事故發生。

        選用合適的無線溫度傳(chuan) 感器，安裝在設備軸承的前、中、後處，實時采集軸承溫度。無線接收模塊安裝在車間主控室，溫度監控儀(yi) 安裝在車間主控室控製台麵板上，采集到溫度數據匯聚後通過RS485工業(ye) 總線傳(chuan) 送給車間主控室的控製中心。

圖5

       4安科瑞溫度在線監測係統介紹

       4.1概述

       電氣接點在線測溫裝置適用於(yu) 高低壓開關(guan) 櫃內(nei) 電纜接頭、斷路器觸頭、刀閘開關(guan) 、高壓電纜中間頭、幹式變壓器、低壓大電流等設備的溫度監測，防止在運行過程中因氧化、鬆動、灰塵等因素造成接點接觸 電阻過大而發熱成為(wei) 隱患，提高設備保障，及時、持續、準確反映設備運行狀態，降低設備事故率。

       Acrel-2000T無線測溫監控係統通過RS 485總線或以太網與(yu) 間隔層的設備直接進行通訊，係統設計遵循國際標準Modbus-RTU、Modbus-TCP等傳(chuan) 輸規約，可靠性和開放性都得到了提高。該係統具有遙信、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，可以監控無線測溫係統的設備運行狀況，實現快速報警響應，預防嚴(yan) 重故障發生。

       4.2應用場所

       適合在泛在電力物聯網、鋼廠、化工、水泥、數據中心、醫院、機場、電廠、煤礦等廠礦企業(ye) 、變配電所等電力設備的溫度監測。

       4.3係統結構

溫度在線監測係統結構圖

         4.4係統功能

        測溫係統主機Acrel-2000T安裝於(yu) 值班監控室，可以遠程監視係統內(nei) 所有開關(guan) 設備運行溫度狀態。係統具有以下主要功能：

        1）溫度顯示：顯示配電係統內(nei) 每個(ge) 測溫點的實時值，也可實現電腦WEB/手機APP遠程查看數據。

       2）溫度曲線：查看每個(ge) 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據。

      4）實時告警：係統能夠對各測溫點異常溫度發出告警。係統具有實時語音報警功能，能夠對所有事件發出語音告警，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）曆史事件查詢：能夠溫度越限等事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計、事故分析等。

   4.5係統硬件配置

溫度在線監測係統主要由設備層的溫度傳(chuan) 感器和溫度采集/顯示單元，通訊層的邊緣計算網關(guan) 以及站控層的測溫係統主機組成，實現變配電係統關(guan) 鍵電氣部位的溫度在線監測。

      5結束語

       無線測溫係統在棉花加工廠的應用具有良好的效果，將數字化技術做為(wei) 輔助手段，運用計算機對關(guan) 鍵設備在實際運行中溫度的變化情況進行監控，了解影響溫度變化的原因，對促進各項生產(chan) 工作的有效開展具有重要作用，無線測溫係統比傳(chuan) 統測溫係統在可靠性和經濟性有明顯的優(you) 勢，可以在棉花加工企業(ye) 把該技術進行推廣應用。

安科瑞侯文莉