基于云平台的变压器无线滤油监控系统研究

2020-03-27贺延峰高峰朱转军齐加恩石槟源熊敏俊

中国设备工程 2020年3期

贺延峰，高峰，朱转军，齐加恩，石槟源，熊敏俊

（1.甘肃送变电工程有限公司，甘肃兰州 730000；2.深圳市索图科技有限公司，广东深圳 518000）

在线滤油机由于长期安装在变压器上，安排人员值守将浪费大量人力物力，无人值守又不能及时发现问题及时处理。因此，在线滤油机远程监控技术孕育而生，而现有的在线滤油机远程监控技术大都以嵌入式控制器作为服务器，存在着通信架构不合理、连接复杂、使用不便等问题。

设计一种多功能可编程的无线数据监控报警终端——嵌入式通信模块，该模块将油温传感器及油流计采集的温度及流量信号转换为电信号，精确采集滤油机的油温油流，并将数据传输到云计算平台的数据库服务器，实时监控滤油机油温油流变化。同时，反馈到运行人员的手机等便携式移动终端上，提供实时油温油流数值，并设置告警启动值，提供油温油流告警触点，提供滤油机油的入口流量和温升的关系特性，控制关键部位的油流速度，使变压器油得到较好的过滤效果，优化滤油温度场及油流场。

1 嵌入式通信模块的组成

嵌入式通信模块集成稳定可靠的32 位高性能微处理器MCU，内嵌ARM® Cortex ™-M4 32 位RISC 内核实时操作系统μC/OS-Ⅱ，软件看门狗和硬件看门狗防止假死机；内嵌工业级GSM/GPRS/3G/4G 通信模块，提供8 路数字量输入，6路模拟量输入，4 路继电器输出以及1 路RS485 串口，支持Modbus Slave 协议，可接入SCADA、HMI、DSC、PLC 等上位机，支持Modbus RTU Master 协议，可用于扩展多达16 个Modbus Slave 设备，支持数据透明传输。用户可以根据应用场合的特殊需要，预先配置各种高低限参数，当触发后，无须亲临现场，嵌入式通信模块会自动通过GSM、GPRS、3G、4G 无线网络，以短信、微信、拨打电话等方式通知用户以及通过GSM、3G、4G 将数据传输到监控中心。方便用户快速接入第三方服务器或云平台。

2 超声波流量计

采用一款高精度工业级时差式超声波流量计（如图1、图2、3）。它采用最新的70 万门阵列的工业级PFGA 芯片，极大地提高了信号采样频率和气泡耐受率，TGA 技术使它有能力处理更多复杂逻辑、以及运算，实现更准、更快的测量。使流量计可耐受5 秒内的非连续气泡或杂质。同时，又具备超声波流量计安装简单使用方便，在不破管、不停水停工的情况下完成安装的特点，实现远距离传输。

图1 超声波流量计

图2 附带温度传感器

图3 超声波流量计探头

3 压力变送器

高精度智能变送器。它不仅具有4-20mA 输出功能，是一款功能强大的产品，具有可靠性高、抗干扰强、大屏幕的液晶显示(带背光)、全数字化设计，传感器直接数字化，温漂小，抗干扰能力强。先进的温度补偿算法确保传感器在每个区间都可以稳定补偿。支持无源迁移和量程缩放，采用modbus-rtu 协议读取和校准，多功能的温度补偿软件和算法，也适用于工业现场的RS485通信（如图4）。