风力发电厂箱式变压器智能监测装置设计

收藏关注不迷路文末获取源码数据库感兴趣的可以先收藏起来还有大家在毕设选题免费咨询指导选题项目以及论文编写等相关问题都可以给我留言咨询希望帮助更多的人文章目录一、摘要二、研究内容三、系统的总体结构四、系统的硬件部分设计五 、系统效果六 、目录一、摘要我国电力工业的发展异常迅猛发电厂的装机容量越来越大原来的零星小网已逐渐连成跨地区、跨省的大电力系统。随着越来越大的电力系统和电力工业的迅猛发展发电厂的电气自动化水平也越来越高发电厂的监控系统向更高层次更高水平发展已经非常必要用常规的控制和管理手段已无法适应了。对电气自动化水平的要求也逐渐提高电厂电气的监控系统进一步深入发展显得极为迫切而目前这方面还存在着不少问题如ECS的发展存在误区遇到了许多阻碍发展的诸多问题需要我们解决根据现状本课题研究的内容为风力发电场箱式变压器智能监测装置设计。该套系统主要由交流电监测模块、压力传感器、液位传感器、瓦斯传感器、单片机STM32、ZigBee 通信模块、继电器、OLED屏幕等硬件组成系统可对电压、瓦斯、油位、压力实时监测出现故障时自动切断供电并发送上位机告警信号。压力传感器通过此模块检测压力情况、液位传感器通过该模块来检测油位、瓦斯传感器通过该模块实现对场内瓦斯的实时监测、单片机STM32、ZigBee 通信模块、继电器、OLED屏幕等硬件组成系统可对电压、瓦斯、油位、压力实施监测自动切断供电并发送上位机警告信号。二、研究内容本课题研究的内容为风力发电场箱式变压器智能监测装置设计。该套系统主要由交流电监测模块、压力传感器、液位传感器、瓦斯传感器、单片机STM32、ZigBee 通信模块、继电器、OLED屏幕等硬件组成采用STM32单片机技术将交流电监测模块、压力传感器、液位传感器、瓦斯传感器采集到的参数通过ZigBee通信模块发送到上位机采用电脑端作为上位机对下位机采集的数据进行显示、控制供电设备系统可对轻瓦斯报警阈值、重瓦斯跳闸阈值、高压过压保护、低电压保护、低油位报警阈值压力异常报警阈值进行设定并实时监测显示若系统监测到风力发电场箱式变压器内的瓦斯高于瓦斯轻度警告值或者是高于瓦斯重度跳闸值切断供电发送警告信号到电脑端若系统监测到风力发电场箱式变压器内的高压侧电压高于过压保护设定值或抵压侧电压高于低电压保护设定值开启过压保护功能切断供电电闸发送警告信号到电脑端系统监测到油箱油位低或压力异常发送警告信号到电脑端继电器模拟供电的闸门开关。三、系统的总体结构2.1 设计方案文献研究法。通过查阅文献来获得研究基于物联网技术的地下管廊安全检测系统的资料对系统设计中所涉及到的相关内容如光线传感器技术、甲烷气体检测技术等初步构想系统要实现的功能及其运用的技术并搜集相关资料作为系统设计的素材。功能分析法。功能分析法是社会科学用来分析社会现象的一种方法是社会调查常用的分析方法之一。本系统通过功能分析法对软件的各项功能进行具体分析从而明确开发目标。定性分析法。通过对文献的研究运用归纳和演绎、分析与综合以及抽象与概括等方法深入了解软件和硬件开发的相关技术从而熟悉系统中各个功能模块之间的关系掌握系统的工作原理及其本质确定开发流程。经验总结法。希望通过已有的每一块功能的结合进行总结设计出一套优良的系统并规范的编写程序。2.2 功能需求分析2.2.1技术路线1硬件部分需要交流电监测模块、压力传感器、液位传感器、瓦斯传感器、单片机STM32、ZigBee 通信模块、继电器、OLED屏幕等硬件组成2软件平台程序用keil 53画原理图用AD4编程语言用C语言2.2.2预期结果本项目展示了一个智能监测装置用于风力发电场的箱式变压器。这个系统包括了交流电监测模块、温度传感器、火焰传感器、单片机STM32、ZigBee通信模块、继电器和OLED屏幕等多个硬件模块。采用STM32单片机技术将交流电监测模块、温度传感器、火焰传感器采集到的参数通过ZigBee通信模块发送到上位机采用电脑端作为上位机对下位机采集的数据进行显示、设定温度阈值以及控制供电设备系统可对电压、温度以及有无明火进行实时监测显示系统监测到风电箱内温度大于设定温度阈值或风电箱内有明火自动切断供电并发送上位机警告信号继电器控制供电设备的开关并实现的功能如下1.上位机1接收下位机信号并显示2设定阈值轻瓦斯报警阈值、重瓦斯跳闸阈值、高压过压保护、低电压保护、低油位报警阈值压力异常报警阈值3接收到下位机发来的警告信号弹窗提示提示工作人员紧急处理2.下位机1系统可实时监测高压侧电压状况显示并发送电脑端2系统可实时监测低压侧电压状况显示并发送电脑端4系统可实时监测风力发电场箱式变压器内的瓦斯状况显示并发送电脑端5系统可实时监测油箱的油位状况显示并发送电脑端6系统可实时监测油箱的压力状况显示并发送电脑端7系统监测到油箱油位低发送警告信号到电脑端8系统监测到油箱压力异常发送警告信号到电脑端9系统监测到风力发电场箱式变压器内的瓦斯高于瓦斯轻度警告值发送警告信号到电脑端10系统监测到风力发电场箱式变压器内的瓦斯高于瓦斯重度跳闸值开启重瓦斯跳闸功能输出跳闸信号切断供电电闸发送警告信号到电脑端11系统监测到风力发电场箱式变压器内的高压侧电压高于过压保护设定值开启过压保护功能输出跳闸信号切断供电电闸发送警告信号到电脑端12系统监测到风力发电场箱式变压器内的抵压侧电压高于低电压保护设定值开启低电压保护功能输出跳闸信号切断供电电闸发送警告信号到电脑端2.3 总体方案设计1、理论知识准备阶段需要深入了解设计课题并掌握相关的知识2、确定系统各个模块收集相关资料并理清它们之间的关系3、规划课题确定系统的组成结构勾画出大体框架并提出原理框图4、利用软件完成硬件电路部分的设计画出各部分电路图并将系统部件通过接口电路集成在一起5、根据系统控制过程完成软件设计部分绘制出主流程图6、进行模拟仿真检查系统是否能够按照要求实现控制功能并整理论文。四、系统的硬件部分设计3.1 系统总体设计本设计是一款基于单片机的风力发电场箱式变压器智能检测装置。该设计包括单片机、显示模块、ZigBee模块、气压传感器、超声波传感器、瓦斯传感器、继电器模块等。该系统有上位机和下位机两个机位通过ZigBee模块进行通信上位机主要接收并显示下位机发送的数据并且可以设置阈值下位机中通过超声波传感器检测油位情况通过气压传感器检测压力状况通过瓦斯传感器检测瓦斯浓度继电器模块用来模拟供电的闸门的开关当任一数据异常时继电器模块中红色LED灯熄灭关闭供电的闸门进行断电。3.2 系统的主要功能模块设计3.2.1 OLED显示屏模块设计OLED液晶显示屏是一种显示屏幕它采用有机发光二极管技术制作而成显示屏的尺寸为0.96英寸。OLED显示技术相较于传统的液晶显示技术具有响应速度快、对比度高、能耗低、颜色饱和度高等优点。OLED显示屏通过将电流加入发光材料中来发光因此不需要背光源也不需要反射镜面板可以大幅降低显示器的厚度和重量。此外OLED显示器对可见光的角度也更加宽广观看时不会出现颜色变化或失真。因此0.96寸OLED液晶显示屏广泛应用于智能手表、智能穿戴设备、物联网设备等小尺寸电子产品中为用户提供高质量、高清晰度的图像和文字显示。图3-1 显示屏模块设计五 、系统效果六 、目录目 录第1章 绪论 11.1 研究目的及意义 11.2 国内外研究现状 11.3 主要研究内容 2第2章 系统的总体结构 42.1 设计方案 42.2 功能需求分析 42.2.1技术路线 42.2.2预期结果 42.3 总体方案设计 52.4 单片机型号选择 5第3章 系统的硬件部分设计 73.1 系统总体设计 73.2 系统的主要功能模块设计 73.2.1 OLED显示屏模块设计 73.2.2 ZIGBEE模块设计 73.2.3 瓦斯传感器模块设计 83.2.4 超声波传感器模块设计 93.2.5 交流电检测模块设计 103.2.6 压力传感器模块设计 11第4章 系统的软件设计 124.1 软件的主要流程 124.2 OLED显示模块软件设计 134.3 ZIGBEE模块软件设计 144.4 瓦斯传感器模块软件设计 154.5 超声波传感器模块软件设计 164.6 交流电检测模块软件设计 174.7 压力检测模块软件设计 18第5章 系统测试 195.1 系统实物图 195.2 测试原理 19结论 24参考文献 25致谢 27附录 28电路图 28源程序 28