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物聯網的智能烘干箱設計

來源:煤 作者:閆軍 連素軍 劉滿意
發布于:2021-07-20 共2286字

  關于物聯網的論文第六篇:物聯網的智能烘干箱設計

  摘要:煤礦井下作業環境陰暗、潮濕,雖使用了防爆電氣設備,但由于某些原因(人為因素、環境因素等)使電氣設備(電機、開關內的各種控制電器元件等)不可避免地受潮,導致設備不能正常工作,需要上井烘干處理。王莊煤礦的烘干室適宜烘烤大型電機的定子繞組,但不適用于中、小型電氣設備內的各類控制電器元件。文章根據上述情況,特設計了一種利用手機APP軟件通過無線網絡與智能控制中心來對箱體設備進行遠程控制、實時監測和報警的烘干箱,與人工控制的烘干室相比,具有智能化程度高、烘干效果好及效率高等特點,極大地減少了人工投入及電費支出,避免了電氣元件烤焦情況的發生,經濟效益相當可觀。

  關鍵詞:電氣設備、控制電器元件、烘干室; 智能控制、APP軟件、無線網絡、烘干箱;

  煤礦用防爆電氣設備在陰暗、潮濕、具有煤塵和瓦斯爆炸危險的環境中運行,由于客觀和主觀因素,電機、電氣設備內的各類控制電器元件不可避免地會受潮,必須對它們進行定期烘干以延長設備的使用壽命。

  1 王莊煤礦烘干室使用概況

  王莊煤礦烘干室占地面積約30 m2,室內兩側墻上對稱布置有功率為20 kW的電熱絲,上側小孔供潮氣外排,烘干室入口處布置有配電控制柜,通過人工操作上面的按鈕控制室內電熱絲的電源,正常室內的溫度可達約60°。該烘干室可滿足各種大功率受潮電機的驅潮工作,以延長設備的使用壽命。但設備內的中、小型電器元件屬于精密型、微型,所要求的烘干溫度稍高于常溫即可,因而放置在烘干室需要人工不定期觀測及注意烘烤時間,既增大了工人的勞動強度,又增加了一筆不小的電費支出。

  2 設計方案

学术论文代写,学术论文翻译,英文学术写作   根據王莊煤礦的實際情況,特制作了一套基于物聯網的智能烘干箱。該箱體的電路控制連接如圖1所示。烘干箱采用感應式自動干手器的原理,利用手機APP、遍及城鄉的無線網絡提供一種基于物聯網的智能烘干箱,包括箱體,設置于箱體內的旋轉承載部、烘干及通風部。箱體為立體柜式,旋轉承載部、烘干及通風部設置于箱體的柜體內部,見圖2。

学术论文代写,学术论文翻译,英文学术写作   旋轉承載部包括電機、主(從)動輪、承載托盤、托輥,用于承載待烘干的電器元件、小型電機繞組等并使其旋轉;主動輪與從動輪之間通過傳送帶連接,主動輪套置于電機轉軸,從動輪套置于托輥的中心轉軸一側,中心轉軸的另一側連接承載托盤,承載托盤與托輥之間設置一擋板。承載托盤用4個球體支承在擋板面上,4個球體均勻承擔較重電器元件、電機繞組的重量,隨承載托盤在擋板面上轉動。擋板固定于箱體內部,將箱體分割為兩部分;擋板上設置有托輥中心轉軸穿過的孔洞,使中心轉軸相對擋板轉動。

 

  圖1 箱體電路控制示意   

  圖2 智能烘干箱示意  

  烘干部包括紅外線感應光電開關、溫濕度傳感器、控制中心和電熱棒。紅外線感應光電開關固定于箱體一側角壁,且射出方向朝向承載托盤上方。其感應到承載托盤上存在待烘干電器元件時,向智能控制中心發出運行信號;電熱棒固定設置于箱體右側壁,對承載托盤上放置的電器元件進行烘干;溫濕度傳感器將箱內的實時數據傳輸給控制中心,控制中心將有關信息經無線實時傳輸給手機,手機設置好有關參數后可一鍵啟動、自動停機、自動報警。

学术论文代写,学术论文翻译,英文学术写作   通風部為設置在箱體右側壁上的吹風扇,吹風扇通過喇叭狀的盆子固定在箱體上,并正對電熱棒,加快箱體內熱空氣的循環速度的同時排除水汽,保持空氣流通。

  電熱棒、吹風扇、電機、紅外線感應光電開關、溫濕度傳感器、智能控制中心通過同一電源供電。

  基于物聯網的智能烘干箱箱體的柜門采用對開式,柜門左右邊緣設置合葉,同時配置有彈性手把,實現柜門的開閉。

  通過本次的設計,能夠自動對所有電器元件類線路板、小型電機的定子繞組進行烘干,無需人工控制干預。

  3 電路原理

学术论文代写,学术论文翻译,英文学术写作   箱體接上220 V市電后,紅外線感應光電開關會檢測到承載托盤上的電器元件,向智能控制中心發送運行指令,此時控制中心連接的溫濕度傳感器會將箱內的實時溫濕度經控制中心無線傳輸給手機APP,通過在手機上設置好相應的溫度、濕度等參數,遠程一鍵經控制中心啟動承載托盤(電機)、電熱棒、吹風扇,這樣電器元件會均勻受到熱風的烘烤,烘烤過程中產生的水汽順閥門自動排到外面。待溫度、濕度達到設置的參數條件后,控制中心會自動停止承載托盤、電熱棒、吹風扇,此時電器元件上的水分或潮氣已完全排出。烘烤過程中,承載托盤、吹風扇、電熱棒的工作狀況經控制中心通過無線網絡實時傳輸到手機上,如出現異常,手機會發出報警并推送記錄,同時停止烘干作業,工作人員可以根據推送記錄進行正確的處理,真正實現了網絡傳輸、智能控制。APP軟件程序框圖如圖3所示。

  

  圖3 軟件程序  

学术论文代写,学术论文翻译,英文学术写作   登錄手機APP后,先進入溫濕度參數設置界面,設置好所需的溫濕度數值,電熱棒、吹風扇、電機可選擇關閉或忽略、控制模式等,同時開啟報警,推送記錄;工作中實時接收箱內的溫濕度參數與前述數值相比較,發出命令使電熱棒、吹風扇、電機等運行,APP軟件經控制中心時刻監控其工作狀況,有異常狀況時手機會發出報警且收到推送記錄。

  4 結 語

学术论文代写,学术论文翻译,英文学术写作   物聯網的智能烘干箱制作成本低廉,一套僅需3 000元左右。目前市場并無同類裝置,基于物聯網的智能烘干箱填補了此領域的空白。未使用該裝置前,工人師傅常使用吹頭發的吹風機或將電器元件放置在太陽下自然烘干,一些稍重的元器件需人工定時翻轉且烘干不徹底,繼續使用仍有可能造成銹蝕甚至短路,不但耗費人力,效果也不佳。基于物聯網的智能烘干箱的研發,使上述問題得到了解決,并實現了智能化、物聯網化,不但為王莊煤礦減少了人工投入,還節省了電器元件由于烘干不徹底,繼續使用仍有可能造成損壞所產生的成本,延長了各種控制電器元件、電機等的使用壽命,大大減輕了工人的勞動強度,降低了電力消耗,值得推廣。

作者單位:潞安環能股份公司王莊煤礦
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