本發(fā)明涉及顆粒機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種生物質(zhì)顆粒機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

生物質(zhì)顆粒機能將農(nóng)林加工的廢棄物如木屑、竹屑、秸稈、稻殼、樹皮等生物質(zhì)為原料，通過預(yù)處理和加工，將其固化成形為高密度的顆粒燃料，是替代煤油的理想燃料，既能節(jié)約能源又能減少排放，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。是一種高效、潔凈的可再生能源。

在生物質(zhì)顆粒機生產(chǎn)過程中，由于工作環(huán)境粉塵多、軸承間隙調(diào)整過小、軸承潤滑效果差、軸承表面粗糙，使得軸承在低精度、高轉(zhuǎn)速下工作，增加旋轉(zhuǎn)阻力，軸承發(fā)熱。一旦溫度過高，就需要停車進(jìn)行檢修，否則會影響生物質(zhì)顆粒機的壽命，縮短軸承使用周期。另外，生物質(zhì)顆粒機的工作環(huán)境溫度、燃燒氣體濃度對生物質(zhì)顆粒機成品燃燒是否容易結(jié)焦有很大影響。而目前工廠僅靠人工的管理、監(jiān)測，未利用智能化系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測，也未對不同因素引起的溫度升高的問題進(jìn)行統(tǒng)一解決。

實用新型專利cn203464256u公開了一種生物質(zhì)顆粒燃燒機，其利用溫度傳感器、重力傳感器、點火監(jiān)控儀、控制裝置實現(xiàn)了點火、溫度的自動化控制，但未能實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時監(jiān)控和及時維護(hù)，并未對引起溫度升高的因素進(jìn)行排查、預(yù)警。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種能實時監(jiān)測、控制生物質(zhì)顆粒機的運行狀態(tài)、及時告警用戶進(jìn)行維護(hù)的生物質(zhì)顆粒機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。

本發(fā)明提供一種生物質(zhì)顆粒機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程終端、檢測模塊、以及分別與所述遠(yuǎn)程終端和所述檢測模塊通信連接的中央處理模塊，

所述檢測模塊包括：

環(huán)境檢測單元，包括易燃?xì)怏w檢測電路、煙霧檢測電路、溫度檢測電路；

所述易燃?xì)怏w檢測電路包括氣體傳感器、分別與所述氣體傳感器和中央處理模塊連接的第一信號轉(zhuǎn)換電路；

所述煙霧檢測電路包括煙霧傳感器、分別與所述煙霧傳感器和中央處理模塊連接的第二信號轉(zhuǎn)換電路；

所述溫度檢測電路包括溫度傳感器、分別與溫度傳感器和中央處理模塊連接的第三信號轉(zhuǎn)換電路；其中，所述溫度傳感器包括用于檢測生物質(zhì)顆粒機大齒輪軸承溫度或小齒輪軸承溫度或齒輪油油溫的溫度傳感器，或包括上述兩者或三者組合的多個溫度傳感器；以及

運行檢測單元，包括齒輪軸承轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)、分別與齒輪軸承轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)和中央處理模塊連接的第四信號轉(zhuǎn)換電路；

所述中央處理模塊包括：

控制單元，用于控制生物質(zhì)顆粒機運行狀態(tài)；

報警單元，包括一級預(yù)警電路、二級預(yù)警電路、三級預(yù)警電路；所述煙霧檢測電路連接所述一級預(yù)警電路；所述易燃?xì)怏w檢測電路和所述溫度檢測電路分別連接所述二級預(yù)警電路，所述溫度檢測電路和所述運行檢測單元分別連接所述三級預(yù)警電路；

所述控制單元分別與所述報警單元、所述遠(yuǎn)程終端、所述檢測模塊連接。

該生物質(zhì)顆粒機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是通過gprs作為通訊方式實現(xiàn)的，可實時遠(yuǎn)程監(jiān)查生物質(zhì)顆粒機運行時的農(nóng)林廢棄物，如木屑燃燒時的煙霧、溫度、可燃?xì)怏w濃度等情況，以避免燃燒不完全或燃燒產(chǎn)生火情或機器故障，及時遠(yuǎn)程控制生物質(zhì)顆粒機的運行狀態(tài)，在出現(xiàn)異常情況時遠(yuǎn)程啟停生物質(zhì)顆粒機、發(fā)送報警信號、提醒用戶及時維護(hù)。

作為優(yōu)選，所述控制單元包括由所述報警單元觸發(fā)的短信模塊。

作為優(yōu)選，所述第一信號轉(zhuǎn)換電路包括與所述氣體傳感器連接的第一電阻r1、第一電容c1、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、與第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接的第一運算放大器及其外圍電路。

作為優(yōu)選，所述第二信號轉(zhuǎn)換電路包括第十電阻、第十一電阻、可變電阻、第一三極管、第四電容、第五電容、第六電容、第十三電阻、第一二極管、檢測芯片；所述煙霧傳感器分別連接檢測芯片和電源端；所述檢測芯片分別經(jīng)第五電容、第十一電阻連接可變電阻，所述檢測芯片依次經(jīng)所述第十三電阻、第六電容連接所述可變電阻，所述可變電阻經(jīng)所述第十電阻連接電源端；所述電源端分別經(jīng)所述第四電容、所述第一二極管接地。

作為優(yōu)選，所述煙霧傳感器由包括第二二極管、第三二極管、第一三極管、第七電容、第十四電阻、第十二電阻、第十五電阻的光電檢測電路構(gòu)成；所述第二二極管的陽極和第十四電阻的一端分別連接所述第五電容，所述第二二極管的陰極和所述第十四電阻的另一端分別連接所述檢測芯片；所述檢測芯片連接所述第一三極管的基極，所述第一三極管的集電極連接所述第三二極管的陰極，所述第三二極管的陽極經(jīng)所述第十二電阻與所述電源端連接、還經(jīng)所述第七電容接地，所述第一三極管的發(fā)射極經(jīng)所述第十五電阻接地。

作為優(yōu)選，所述齒輪軸承轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)包括接近開關(guān)或光電開關(guān)或編碼器、及上述各自的外圍電路。

作為優(yōu)選，所述一級預(yù)警電路包括煙霧比較器、第一開關(guān)電路、聲光報警器及其外圍電路；所述煙霧比較器一輸入端與所述煙霧檢測電路連接，另一輸入端設(shè)有第一閾值，所述煙霧比較器的輸出端經(jīng)所述第一開關(guān)電路連接第一聲光報警器。

作為優(yōu)選，生物質(zhì)顆粒機設(shè)有受所述控制單元動作的風(fēng)路開關(guān)，用以在控制單元接收到聲光報警信號時斷開風(fēng)路開關(guān)。

作為優(yōu)選，所述二級預(yù)警電路包括第一溫度比較器、氣體濃度比較器、第二開關(guān)電路、第二聲光報警器、第三開關(guān)電路、第三聲光報警器；所述第一溫度比較器的一輸入端與所述溫度檢測電路連接，另一輸入端設(shè)有第二閾值；所述第一溫度比較器的輸出端經(jīng)所述第二開關(guān)電路分別連接所述氣體濃度比較器、第二聲光報警器；所述氣體濃度比較器的一輸入端連接所述易燃?xì)怏w檢測電路，另一輸入端設(shè)有第三閾值，所述氣體濃度比較器的輸出端經(jīng)所述第三開關(guān)電路分別連接所述控制單元、所述第三聲光報警器。

作為優(yōu)選，所述三級預(yù)警電路包括第二溫度比較器、轉(zhuǎn)速比較器、第四開關(guān)電路、第四聲光報警器、第五開關(guān)電路；所述第二溫度比較器的一輸入端與所述溫度檢測電路連接，另一輸入端設(shè)有第二閾值；所述第二溫度比較器的輸出端經(jīng)所述第四開關(guān)電路分別連接所述轉(zhuǎn)速比較器、所述第二聲光報警器；所述轉(zhuǎn)速比較器的一輸入端連接所述運行檢測單元，另一輸入端設(shè)有第四閾值，所述轉(zhuǎn)速比較器的輸出端經(jīng)所述第五開關(guān)電路分別連接所述控制單元、所述第四聲光報警器。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明一種生物質(zhì)顆粒機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，功能完善，可實現(xiàn)plc電腦遠(yuǎn)程監(jiān)控、短信報警、遠(yuǎn)程控制維護(hù)、遠(yuǎn)程催款等。該發(fā)明解決了現(xiàn)有生物質(zhì)顆粒機加工時人工無法及時有效監(jiān)管的問題，提高了生物質(zhì)顆粒機運行生產(chǎn)效率，降低了人工成本，使用戶體驗更人性化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種生物質(zhì)顆粒機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖；

圖2為圖1中易燃?xì)怏w檢測電路的第一信號轉(zhuǎn)換電路的電路圖；

圖3為圖1中煙霧檢測電路的第二信號轉(zhuǎn)換電路的電路圖；

圖4為圖1中二級預(yù)警電路的電路原理圖；

圖5為圖1中三級預(yù)警電路的電路原理圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明一種生物質(zhì)顆粒機遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其適用于對現(xiàn)有生物質(zhì)顆粒機進(jìn)行實時監(jiān)控，實時報警維護(hù)。

如圖1，該系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程終端、檢測模塊、中央處理模塊，所述中央處理模塊經(jīng)所述檢測模塊采集生物質(zhì)顆粒機實時信號，并通過網(wǎng)絡(luò)gprs通信傳輸給遠(yuǎn)程終端，其中遠(yuǎn)程終端可以為pc監(jiān)控端，其上安裝有任意組態(tài)軟件，設(shè)置有g(shù)rmopc服務(wù)器，也可以是云端服務(wù)器，pc監(jiān)控端通過云端服務(wù)器共享信息。

所述檢測模塊包括用于檢測生物質(zhì)顆粒機工作運行時周邊環(huán)境狀況的環(huán)境監(jiān)測單元、以及生物質(zhì)顆粒機工作運行狀態(tài)的運行檢測單元。一般，生物質(zhì)燃料的燃燒要經(jīng)歷四個步驟：第一階段溫度在20-200攝氏度，第二階段溫度在200-500攝氏度，第三階段溫度在500-850攝氏度，第四階段溫度在850-1300攝氏度。生物質(zhì)顆粒機成品在燃燒時容易結(jié)焦，檢測空氣中煙霧是對燃燒充分性的一種檢測；生物質(zhì)顆粒機成品在形成過程中存在易燃?xì)怏w，若濃度過大，則會產(chǎn)生不必要的燃燒、甚至爆炸。為此，所述環(huán)境檢測單元具體包括易燃?xì)怏w檢測電路、煙霧檢測電路、溫度檢測電路。

如圖2，所述易燃?xì)怏w檢測電路包括氣體傳感器、第一信號轉(zhuǎn)換電路。所述氣體傳感器用以采集易燃?xì)怏w濃度，經(jīng)第一信號轉(zhuǎn)換電路將采集的模擬量轉(zhuǎn)換為電壓信號的數(shù)字量，并發(fā)送給所述中央處理模塊。所述第一信號轉(zhuǎn)換電路包括第一電阻r1、第一電容c1、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、第一運算放大器及其外圍電路。氣體傳感器分別經(jīng)第一電阻r1、c1、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接第一運算放大器，采集到的氣體濃度模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號放大、過濾處理后輸出給中央處理模塊。其中，氣體傳感器設(shè)置于生物質(zhì)顆粒機靠近燃燒室的位置。

如圖3，所述煙霧檢測電路包括煙霧傳感器、第二信號轉(zhuǎn)換電路。所述煙霧傳感器用以采集煙霧濃度，經(jīng)第二信號轉(zhuǎn)換電路將采集的模擬量轉(zhuǎn)換為電壓信號的數(shù)字量，并發(fā)送給所述中央處理模塊。所述第二信號轉(zhuǎn)換電路包括第十電阻r10、第十一電阻r11、可變電阻r、第一三極管q1、第四電容c4、第五電容c5、第六電容c6、第十三電阻r13、第一二極管d1、檢測芯片ico。煙霧傳感器分別連接檢測芯片和電源端。所述檢測芯片分別經(jīng)第五電容c5、第十一電阻r11連接可變電阻r，所述檢測芯片ico依次經(jīng)所述第十三電阻r13、第六電容c6連接所述可變電阻r，所述可變電阻r經(jīng)所述第十電阻r10連接電源端；所述電源端分別經(jīng)所述第四電容c4、所述第一二極管d1接地。

所述煙霧傳感器由光電檢測電路構(gòu)成，所述光電檢測電路包括第二二極管d2、第三二極管d3、第一三極管q1、第七電容c7、第十四電阻r14、第十二電阻r12、第十五電阻r15。所述第二二極管d2的陽極和第十四電阻r14的一端分別連接所述第五電容c5，所述第二二極管d2的陰極和所述第十四電阻r14的另一端分別連接所述檢測芯片ico。所述檢測芯片ico連接所述第一三極管q1的基極，所述第一三極管q1的集電極連接所述第三二極管d3的陰極，所述第三二極管d3的陽極經(jīng)所述第十二電阻r12與所述電源端連接、還經(jīng)所述第七電容c7接地，所述第一三極管q1的發(fā)射極經(jīng)所述第十五電阻r15接地。其中，所述第五電容c5為外接電容，煙霧檢測電路內(nèi)部通過其形成放大器的高倍電壓反饋電路。所述第六電容c6，煙霧檢測電路內(nèi)部通過其形成放大器的低倍電壓反饋電路。檢測芯片ico還可在其他引腳處直接設(shè)置蜂鳴報警，以發(fā)送脈沖的方式每隔一定周期啟動蜂鳴報警器。

所述溫度檢測電路，利用溫度傳感器檢測生物質(zhì)顆粒機大齒輪軸承溫度或小齒輪軸承溫度或齒輪油油溫的溫度，或?qū)ι鲜鋈我鈨蓚€或三個組合進(jìn)行多方面溫度檢測。溫度傳感器將采集到的溫度信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)化后輸出電壓信號至中央處理模塊。

生物質(zhì)顆粒機運行的狀態(tài)也是本系統(tǒng)監(jiān)測目標(biāo)之一，以實時、高效監(jiān)控生物質(zhì)顆粒機運行。所述運行檢測單元包括齒輪軸承轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)，該機構(gòu)可以為接近開關(guān)或光電開關(guān)或編碼器及上述各自的外圍電路。齒輪軸承轉(zhuǎn)速檢測機構(gòu)檢測轉(zhuǎn)速，確定齒輪軸承旋轉(zhuǎn)是否異常，過高會導(dǎo)致溫度上升，齒輪軸承損耗過大，存在安全隱患。

檢測模塊分別對環(huán)境狀態(tài)和運行狀態(tài)檢測后，傳輸至中央處理模塊。所述中央處理模塊包括控制單元、報警單元。所述報警單元包括一級預(yù)警電路、二級預(yù)警電路、三級預(yù)警電路。所述煙霧檢測電路連接所述一級預(yù)警電路，所述易燃?xì)怏w檢測電路和所述溫度檢測電路分別連接所述二級預(yù)警電路，所述溫度檢測電路和所述運行檢測單元分別連接所述三級預(yù)警電路，所述一級預(yù)警電路、所述二級預(yù)警電路、所述三級預(yù)警電路分別連接所述控制單元，經(jīng)控制單元發(fā)送預(yù)警信號給控制單元、遠(yuǎn)程終端，遠(yuǎn)程終端可通過控制單元對報警信號做出反饋，如通過短信模塊發(fā)送報警短信至維護(hù)人員手機，告警設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)、設(shè)備溫度；亦可控制生物質(zhì)顆粒機的運行狀態(tài)。

所述一級預(yù)警電路包括煙霧比較器、第一開關(guān)電路、聲光報警器及其外圍電路。所述煙霧比較器一輸入端與所述煙霧檢測電路連接，另一輸入端設(shè)有第一閾值，所述煙霧比較器的輸出端經(jīng)所述第一開關(guān)電路連接第一聲光報警器。當(dāng)檢測到的煙霧信號電壓低于第一閾值時，第一開關(guān)電路接收到低電平而不導(dǎo)通；當(dāng)檢測到的煙霧信號電壓高于第一閾值時，第一開關(guān)電路接收到高電平導(dǎo)通，第一聲光報警器報警，同時報警信號經(jīng)控制單元傳至遠(yuǎn)程終端。所述控制單元收到報警信號，可控制設(shè)于生物質(zhì)顆粒機上的風(fēng)路開關(guān)，斷開風(fēng)路開關(guān)，停止向燃燒室內(nèi)送風(fēng)。

如圖4，所述二級預(yù)警電路包括第一溫度比較器、氣體濃度比較器、第二開關(guān)電路、第二聲光報警器、第三開關(guān)電路、第三聲光報警器。所述第一溫度比較器的一輸入端與所述溫度檢測電路連接，另一輸入端設(shè)有第二閾值。所述第一溫度比較器的輸出端經(jīng)所述第二開關(guān)電路分別連接所述氣體濃度比較器、第二聲光報警器。所述氣體濃度比較器的一輸入端連接所述易燃?xì)怏w檢測電路，另一輸入端設(shè)有第三閾值，所述氣體濃度比較器的輸出端經(jīng)所述第三開關(guān)電路分別連接所述控制單元、所述第三聲光報警器。當(dāng)溫度升高，未超過第二閾值時，如第二閾值為500度，檢測到溫度為400度，此時生物質(zhì)揮發(fā)、燃燒，僅利用第二聲光報警器告知用戶生物質(zhì)加工燃燒進(jìn)行第二階段；當(dāng)超過第二閾值時，且仍在第二階段燃燒時，進(jìn)行氣體濃度檢測，若低于第三閾值，則氣體濃度未達(dá)到危險值但氣體濃度有點高，利用第三聲光報警器告警，若高于第三閾值，則氣體濃度達(dá)到危險值，需要立刻通過控制單元對生物質(zhì)顆粒機采取緊急處理措施，如馬上關(guān)閉生物質(zhì)顆粒機，斷開其電源。由此判斷可確定，溫度升高與氣體濃度有關(guān)。為了精確檢測溫度的范圍，可設(shè)置多個比較器進(jìn)行多閾值精確檢測。

如圖5，所述三級預(yù)警電路包括第二溫度比較器、轉(zhuǎn)速比較器、第四開關(guān)電路、第四聲光報警器、第五開關(guān)電路；所述第二溫度比較器的一輸入端與所述溫度檢測電路連接，另一輸入端設(shè)有第二閾值；所述第二溫度比較器的輸出端經(jīng)所述第四開關(guān)電路分別連接所述轉(zhuǎn)速比較器、所述第二聲光報警器；所述轉(zhuǎn)速比較器的一輸入端連接所述運行檢測單元，另一輸入端設(shè)有第四閾值，所述轉(zhuǎn)速比較器的輸出端經(jīng)所述第五開關(guān)電路分別連接所述控制單元、所述第四聲光報警器。當(dāng)溫度升高，未超過第二閾值時，如第二閾值為500度，檢測到溫度為400度，此時生物質(zhì)揮發(fā)、燃燒，僅利用第二聲光報警器告知用戶生物質(zhì)加工燃燒進(jìn)行第二階段；當(dāng)超過第二閾值時，且仍在第二階段燃燒時，進(jìn)行生物質(zhì)顆粒機轉(zhuǎn)速檢測，若低于第四閾值，則生物質(zhì)顆粒機軸承運行速率有點高但未達(dá)到危險數(shù)值，利用第四聲光報警器告警，若高于第四閾值，則運行速率過高，需要立刻通過控制單元對生物質(zhì)顆粒機采取緊急處理措施，如馬上關(guān)閉生物質(zhì)顆粒機，斷開其電源，或降低速率。由此判斷可確定，溫度升高與軸承轉(zhuǎn)速有關(guān)，需要停機維護(hù)。

上述第一開關(guān)電路、第二開關(guān)電路、第三開關(guān)電路、第四開關(guān)電路，由mos管、電阻構(gòu)成的，根據(jù)mos管的導(dǎo)通特性連接，采用現(xiàn)有的開關(guān)電路，在此不再贅述。

上面所述的實施例僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護(hù)范圍，本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。