港口码头绝缘在线检测系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010065905.2 (22)申请日 2020.01.20 (71)申请人 上海杰臻电气技术有限公司 地址 201315 上海市浦东新区秀浦路2388 号 (72)发明人 李一熙周晓春 (51)Int.Cl. G01R 31/12(2006.01) G01R 31/52(2020.01) G01R 31/08(2006.01) (54)发明名称 港口码头绝缘在线检测系统 (57)摘要 由于码头设备系统处于高盐雾潮湿的恶劣 环境中， 设备又以大功率为主， 容易发生设备老 化。

2、， 同时缺少技术手段来监管， 容易导致整个监 控系统的漏电和安全问题。 故本发明将云服务技 术运用于绝缘监测系统中， 将低压检测系统和高 压检测系统的模拟量数据信号进入到数采转换 装置中， 再进入到PLC控制系统中， 包括小车柜监 控和电气房监控， 再通过WIFI或4G架构， PLC将数 据传输到网关FBOX中， 进行简单的数据处理， 最 后上传到云服务器中， 云服务器可以通过RCMS架 构， 从RCMS数据库中读取数据， 实现历史回放和 操作统计功能， 最后所有的数据都传送到WEB端 和APP端， 从而可以实时监控绝缘系统的老化位 置， 从而减少时间， 人力和经济成本。 权利要求书1页 说明。

3、书4页 附图5页 CN 111044869 A 2020.04.21 CN 111044869 A 1.一种绝缘智能安全管理控制监控系统， 其特征在于： 将云组态软件技术运用到绝缘 监测系统中， 包括信息传递系统部分， 包括云服务器， FBOX网关， RCMS架构， PlC控制包括小 车房控制和电气房控制系统以及绝缘检测部分， 低压绝缘系统和高压绝缘监控系统包括构 成一个完整的码头绝缘监控智能系统。 2.根据权利要求1所述的绝缘智能安全管理控制监控系统， 其特征在于： FBOX网关与云 服务器之间的信号传递， 云服务器从RCMS的数据库中读取数据。 3.根据权利要求1所述绝缘智能安全管理控制监。

4、控系统， 其特征在于针对低压控制对 象中， PLC将绝缘的状态检测到进入FBOX网关后， 数据经过计算和处理进入到后台云端。 4.根据权利要求1中所述的绝缘智能安全管理控制监控系统， 其特征在于将高压绝缘 系统， 经过PLC， FBOX， 最后进入云服务器， 进入WEB端和APP端给客户监控。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111044869 A 2 港口码头绝缘在线检测系统 技术领域 0001 本发明专利主要涉及工业控制监测系统的一种， 尤其是针对港口码头绝缘监测设 备。 背景技术 0002 港口码头设备系统处于高盐雾潮湿等恶劣环境中， 设备有以大功率为主， 长期运 行及易加速设备和电缆。

5、老化， 这些问题将导致漏电， 停机， 火灾等安全问题。 所以绝缘监测 系统对于整个码头系统而言非常的重要， 不仅可以保证设备在恶劣环境中的安全问题， 还 可以提升整个码头设备的工作效率。 普通的绝缘检测设备系统往往只是对现场各电机和电 路回路， 如辅助回路， 照明电路， 控制回路进行监控， 以此来实时上报动力系统的绝缘状态。 但这样的方式只能针对单个绝缘系统， 单个设备进行监控， 很难让管理者可以实时统一的 对整个操作系统进行统一管理， 无形之中加大了企业用人成本和经济成本。 发明内容 0003 为了克服原有技术的不足， 本发明专利基于物联网设备系统的软件开发平台， 将 云服务器引入到港口码头。

6、绝缘设备监控系统中， 直接从客户控制器采集数据上传至云端， 所有的计算以及数据转换都由云端服务器完成， 不需要客户建立自己服务器网络。 同时利 用上位机或RCMS系统相关数据交换， 也可增加本地触摸屏实时监控， 还可以通过云服务器 进行4G-RCMS架构， 实现远程数据管理及程序更新， 实现手机APP， 相关信息根据客户要求， 对不同数据或故障信息对不同管理者开放等。 该技术仅需要设备上控制器具有主流 （RS485/232,以太网， DP等数据接口） ， 我方通过5G/4G/WIFI通讯模块连接设备控制器并对 控制系统的可编程序控制器和驱动器的实时数据进行采集， 公司管理人员和远程用户可以 通。

7、过IE等通用浏览器以及APP移动客户端对大型机械进行监控与诊断， 故障可选择的短信 息服务功能， 由我们设计的互联网设备管理系统将是一个集监控， 故障记录与诊断， 设备维 护， 生产统计于一体的综合管理系统。 0004 技术方案 本发明解决技术问题所提出的技术方案是： 设计一种基于物联网的码头设备绝缘监控 系统， 包括， 低压绝缘监控系统， 高压绝缘监控系统， 云服务平台和控制终端， RCMS架构。 0005 本发明通过该技术方案实现， 一种针对绝缘控制的工业自动化系统， 将绝缘电机 安装在柴油发电机， 电机， DC隔离电源和AC隔离电源前面， 以便对各个电路回路进行监控， 再通过RS485地。

8、址总线或者以太网进行信息传递， 将信号传递给PLC控制器， PLC再将数据传 递给FBOX网关， 再传输到云服务器中进行数据分析和处理， 同时云服务器也可以通过RCMS 架构， 从数据库中读取数据从而实现对数据回顾和统计功能， 最后所有的数据都传送给APP 端和WEB端供顾客实现实时监控。 0006 进一步解释原理， 我们通过实时检测地中性点与直流系统， 单项或三相低压系统， 和交直流混合系统之间的绝缘阻抗， 确保早期检测到系统接地故障和缓慢变化的系统对地 说明书 1/4 页 3 CN 111044869 A 3 绝缘阻抗， 来预警绝缘故障的发生。 该系统可以通过隔离检测来确定故障点的位置。 。

9、0007 在接地系统， 多的差分电流监控模块利用差分电流检测接地系统的故障电流， 从 而防止由电气故障导致的设备停机， 甚至由于长期漏电累积导致的电气火灾等。 在不接地 系统， 绝缘监控模块监控不接地系统的对地绝缘阻抗。 通过监控对地绝缘阻抗保证不接地 系统的漏电安全。 0008 通过本系统， 对配电网或作业设备进行绝缘性能测量， 了解并评估设备在运行过 程中的绝缘状态， 从而尽量避免了由于元器件选型不规范导致局部线路负担过大， 引起绝 缘破损， 从而导致对地电流过大， 长期运行下热量累积。 提高了设备运行的可靠性和安全 性。 0009 1绝缘系统根据控制对象的不同可以分为低压绝缘系统和高压绝。

10、缘系统， 低压绝 缘监控系统， 通过实时检测地中性点与低压系统之间绝缘状态， 来预警绝缘故障的发生， 并 通过隔离检测进行故障定位。 0010 高压绝缘监控系统， 通过高频电流传感器， 来耦合电缆本体及接头处的局部放电 脉冲电流信号， 然后转送至前增检测采集器， 通过监控主机对所有传感器采集的信号进行 放电特征提取并写入数据库， 同时检测系统的软件面板上显示检测结果及故障点信息。 0011 低压和高压绝缘系统将信号传递给数据采样器中， 转换信号为PLC控制器中进入 到FBOX中， 最后进入到云服务器用过RCMS架构读取数据库实现历史回顾， 从而实现一个实 时监控和数据统计。 0012 2 整个。

11、PLC控制分为电气房部分和小车柜部分， 其中电气房部分和小车柜部分之 间利用RS485串口通讯或者以太网连接。 其中电气房部分可以接受起升电机， 大车电机， 小 车电机， 防摇电机， 大车制动器， 转向泵电机， 主控电源等。 而小车柜部分包括起升电机风 机， 起升制动器， 小车制动器， 防摇制动器， 吊具电机等。 各个电机经过绝缘传感器， 进入到 分别进入到小车柜和电气房的PLC的控制柜中， 在进入到FBOX网关， 最后进入到云服务器 中， 通过RCMS架构进一步从数据库中读取数据， 最后进入到WEB端和APP端。 0013 3整个RCMS架构可以分为状态监视模块， 设备维护模块， 生产统计模。

12、块， 报告产生 模块， PLC编程模块， 最后在WEB端和APP端展现出来。 状态监控模块实现系统的状态监控功 能， 系统大部分画面的底部都有一个标准的工具条， 顶部有一个标准的报警信息栏。 整个监 控内容包括吊机的生产状态， 电机运行时的参数变化， 按钮及开关的当前状态， 各个急停按 钮的状态， 实时趋势以及历史趋势的变化状态， 实时显示从站与PLC的通信情况， 供电线路 空气开关的工作状态以及故障报警状态。 设备维护模块， 主要用于定义一些设备维护的报 警条件。 生产统计模块， 可以统计实时产生操作数以及显示每一集装箱被处理的记录。 报告 产生模块， 按照客户的要求提供各种操作统计报告。 。

13、产生的文件会存放于指定的文件夹中。 PLC编程工具模块， 用于PLC编程和排除故障， 对PLC程序进行实时监视和在线修改。 0014 本发明的具体操作方法 1 我们在安卓手机的应用商店或者IOS系统的APPSTORE中搜索 “设备云助手” 并下载。 0015 2 下载完成后打开该软件， 在域名中输入单位域名。 0016 3 输入完成后电机下一步就进入到公司登录界面， 请使用管理员与个人专属账号 密码来登录并操作。 0017 4 在登录成功后， 会显示所有目录和设备的型号。 说明书 2/4 页 4 CN 111044869 A 4 0018 5 当设备在线， 用户可点击任意以进入该设备的监控画面。

14、。 0019 6 按下人员定位按钮， 显示所有登录账号工程师的定位。 0020 本发明专利的增益效果是 1系统可提供单点会对站点实时监控， 服务器进行统计分析， 给出相应的故障信息， 精 确定位故障未知， 减少日常维护工作量， 提高维护效率， 降低安全隐患。 系统可进行绝缘保 护的预警与报警的阈值设定， 范围0K-50M之间独立调节， 可实现本地与远程报警提示。 0021 2通过本系统， 对配电网或作业设备进行绝缘性能测量， 了解并评估设备在运行过 程中的绝缘状态。 从而尽量避免了由于原器件选型不规范导致局部线路负担大， 引起绝缘 破损， 从而导致的对地电流过大， 长期运行下热量累积， 最终酿。

15、成的火灾， 提高了设备运行 的可靠性和安全性。 0022 3接地系统， 故障问题， 避免由于绝缘故障的缓慢累积造成了电气火灾或事故； 导 致部件与接地之间的电阻较高， 导致部件外露， 长时间漏电造成导电部件及周边发热， 多点 流保护装置对此无法起到保护作用。 0023 4标准应用中， 漏电检测模块可用于直流系统或脉动直流系统， 还有可用于混合系 统的漏电监控模块。 0024 5避免意外停机造成的损失， 事先得到故障信息， 系统运行过程中完成维修， 无需 停机， 系统带病工作。 0025 6预防电气火灾， 监控缓慢变化的绝缘故障， 尽量避免电气火灾的发生。 0026 调高工作环境的安全性， 避免。

16、由于接地故障造成的系统故障。 节约维修时间， 通过 早期发现绝缘故障降低后期故障带来的维修时间及成本。 0027 7该绝缘监控系统配置了触摸屏监控与操作系统。 0028 通过该触摸方案， 不仅可以快速的了解当前系统的绝缘状态， 还可以通过时间记 录页面读取故障发生于排除的历史事件。 随时可以使用U盘截取故障信息， 方便快捷。 也可 以现场读取预存在触摸屏中的系统图纸等技术资料。 0029 说明书附图 结合附图对本发明示例性实施方式进行更加详细的描述， 本发明的上述以及其它目 的， 特征和优势将变得更加明显。 其中， 在本发明示例性实施方式中， 相同的附图标记通常 代表相同的部件。 0030 图。

17、1 整体的绝缘监控系统的整体构造图 1-1低压绝缘模块 1-2高压绝缘模块 1-3 小车柜 1-4电气柜 1-5FBOX网关 1-6云服 务器 1-7RCMS架构 1-9WEB端和APP端 图2 低压绝缘监控系统电气布点图 2-1， 2-2,2-3,2-4,2-5绝缘主机 图3 PLC内部端口通讯接线图 图4 RCMS架构整体构造图 4-1状态监测模块 4-2 设备维护模块 4-3 生产统计模块 4-4 报告产生模块 4-5 PLC编程模块 图5 高压绝缘监测系统电气布点图 5-1高压绝缘模块 5-2高压绝缘模块 5-3 开关柜 5-4高压绝缘模块 5-5变压器 5-6 说明书 3/4 页 5。

18、 CN 111044869 A 5 整流器 5-7转盘 具体实施过程 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面对实施例中所需要使用的附图进行 简单介绍， 应当理解， 以下附图仅示出了本发明的某些实施例， 因此不应被看作是对范围的 限定， 对于本领域普通技术人员来讲， 再不付出劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其 他相关的附图。 0031 实例1低压检测系统 如图2所示由于低压系统对传感器阻值要求不高， 故选择使用绝缘主机2-1。 将绝缘主 机传感器2-1安装在柴油发电机， 电机和DC隔离电源前面， 检测电缆是否发生漏电情况。 如 图1所示绝缘主机将电缆的情况传递给PLC位于电气房1-。

19、4的PLC控制器， 控制器将数据信号 传递给FBOX1-5， 经过简单的数值计算后将信号传递给云服务器1-6， 经过系统数据处理之 后将传递给APP端和WEB端1-9。 同时云服务器利用RCMS架构1-7， 系统可以从数据库中随时 读取数据， 从而实现实时监控和监测。 0032 实例2 高压检测系统 如图3所示由于高压系统对传感器阻值要求高， 选择高压绝缘传感器5-1， 在开关柜5-3 前安装， 在转盘5-7点安装高压绝缘传感器5-2。 在开关柜5-3前的电缆上安装高压绝缘传感 器5-4。 在变压器5-5前安装高压绝缘传感器。 传感器将数据信号传递到电气房PLC控制器。 如图1所示PLC控制器。

20、将信号传递给FBOX网关1-5， 经过简单的运算后， 将数据信号传递给云 服务器1-6， 云服务器中通过RCMS架构1-7， 从数据库中读取实时数据， 实现数据的实时传 递， 最后将所有数据传递到WEB端和APP端1-9。 说明书 4/4 页 6 CN 111044869 A 6 图1 说明书附图 1/5 页 7 CN 111044869 A 7 图2 说明书附图 2/5 页 8 CN 111044869 A 8 图3 说明书附图 3/5 页 9 CN 111044869 A 9 图4 说明书附图 4/5 页 10 CN 111044869 A 10 图5 说明书附图 5/5 页 11 CN 111044869 A 11 。