鍋爐一次風(fēng)速在線顯示系統(tǒng)的研究

　在電廠鍋爐運(yùn)行中，對于四角布置的直流燃燒器，其風(fēng)壓測量多采用傳統(tǒng)的靜壓表，U形管，即監(jiān)測一、二次風(fēng)道的靜壓值這種監(jiān)測方式對鍋爐運(yùn)行和燃燒都是不科學(xué)的，因?yàn)殪o壓無法反應(yīng)一、二次風(fēng)噴口的流動速度和狀況，對一、二次風(fēng)的調(diào)整和控制由于沒有正確的、準(zhǔn)確的監(jiān)測裝置，運(yùn)行人員無法對鍋爐進(jìn)行有效的燃燒調(diào)整。嚴(yán)重時(shí)引起火焰中心偏移，燃燒不穩(wěn)，從而導(dǎo)致熄火放炮，局部結(jié)焦及爐管爆漏，鍋爐熱效率降低在我國電站鍋爐煤質(zhì)多變的情況下，這些問題已嚴(yán)重地危及機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

　　隨著電站鍋爐向大容量和高參數(shù)發(fā)展，僅用靜壓表計(jì)作為運(yùn)行人員監(jiān)控提供數(shù)據(jù)已不能適應(yīng)機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求因此為運(yùn)行人員提供可靠的實(shí)時(shí)監(jiān)測燃燒器風(fēng)速參數(shù)已顯得十分迫切和重要。

　　武漢大學(xué)與湖南金竹山電廠開發(fā)的這套風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)，主要用于監(jiān)測鍋爐一次風(fēng)速，幫助運(yùn)行人員準(zhǔn)確調(diào)整鍋爐燃燒配風(fēng)，使鍋爐運(yùn)行達(dá)到配風(fēng)均勻，燃燒穩(wěn)定，防止堵管的目的最終提高鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定性及燃燒效率。其具體的組成框圖如所示1硬件系統(tǒng)構(gòu)成該系統(tǒng)由信號轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)管理3部分構(gòu)成采用的硬件設(shè)備均適合于在工業(yè)基金項(xiàng)目：湖南省電力科技項(xiàng)目1952-），男，教授，碩士生導(dǎo)師，從事智能儀表。智能控制及電廠熱工自動化方面的研究以及壓力傳感器等組成在一個周期內(nèi)，PC機(jī)通過向下發(fā)送指令，通過ADAM4520和ADAM 4018采得各個通道壓力傳感器來自現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，將其通過運(yùn)算保存并送顯示，以達(dá)到風(fēng)速監(jiān)測的目的。為了得到更為準(zhǔn)確的風(fēng)速值，還可用熱電偶測得風(fēng)溫，對風(fēng)速信號進(jìn)行溫度補(bǔ)償1.1壓力傳感器壓力傳感器采用的是武漢超宇公司生產(chǎn)的CY2000系列的微壓微差壓變送器它選用進(jìn)口的高精度、高穩(wěn)定性傳感器芯片，采用鋁合金外殼和應(yīng)力隔離技術(shù)組裝，該傳感器的主要特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好，微壓補(bǔ)償線性放大，因此特別適合風(fēng)道的壓力（差壓）監(jiān)測本系統(tǒng)中采用的CY2000微壓變送器的量程為0~ 1KP，測量精度是0. 2級，過載極限是量程的1.5倍，使用前應(yīng)確認(rèn)被測量不超過量程范圍安裝時(shí)采用水平安裝，因?yàn)槠渌�安裝形式會對零點(diǎn)輸出有影晌標(biāo)牌下有兩個孔，正對著調(diào)零電位器和量程電位器在進(jìn)行標(biāo)定的時(shí)候，只需擰松標(biāo)牌，調(diào)整相應(yīng)的電位器即可測量時(shí)通過動壓測量元件仿機(jī)翼測速管得到各個一次風(fēng)管內(nèi)的動壓，并引入差壓變送器，經(jīng)溫度補(bǔ)償，線性放大，V"變換，將壓力信號轉(zhuǎn)換為今20mA或1~ 5V標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。

　　風(fēng)速的具體計(jì)算公式如下：采用熱電偶測量風(fēng)溫?fù)Q算得到的。

　　傳感器是直接安裝在就地控制箱上固定的，在用軟管把高低壓介質(zhì)從各風(fēng)道上引到變送器對應(yīng)的壓力入口因?yàn)楸鞠到y(tǒng)采用的是4~20mA的信號，必須按電流輸出型接線。每個變送器的輸出電流都送入eAMM，模塊的S駔應(yīng)數(shù)據(jù)通道。具本的安裝和接線如圖I 1.2數(shù)據(jù)采集器ADAM4018數(shù)據(jù)采集模塊選用Advantech的8通道模擬量輸入模塊ADAM4018其特點(diǎn)主要有：輸入靈活，七20mA，0~2.5V的各種分度號的熱電偶，mV等信號輸入；采集速率為10點(diǎn)/s，精度為±38.4kbps；網(wǎng)絡(luò)能力：最多256臺；體積小，安裝簡便1.3通訊轉(zhuǎn)換器ADAM4520多臺數(shù)據(jù)采集模塊ADAM4518組成網(wǎng)絡(luò)采用的是RS-485通訊方式，PC機(jī)通用的串行通訊接口是RS-232通訊方式，為實(shí)現(xiàn)這2種通訊方式之間的連接，米用Advantech的八0人皿4520模塊，實(shí)現(xiàn)只3-485川3-232的轉(zhuǎn)換最高轉(zhuǎn)換速率可達(dá)34吐卩8；通訊距離可達(dá)1km；電源范圍可寬至：+ 10~+30V；耐壓可達(dá)500V1.4嵌入式平板計(jì)算機(jī)PCC120系統(tǒng)上位機(jī)采用Advantech的嵌入式平板計(jì)算機(jī)PPC120，直接安裝在控制屏上作為數(shù)據(jù)采集、管理、記錄、分析、計(jì)算控制及顯示的核心，其主要參數(shù)如下：采用12英寸的TFT真彩平板液晶顯示器，視角為135°，有效距離4m顯示器分辨率串行通訊口（1），10M以太網(wǎng)接口（1），并行打印口（1）；PS/2鼠標(biāo)接口（1），標(biāo)準(zhǔn)鍵盤接口（1），軟盤驅(qū)動器接口（1）；一體化設(shè)計(jì)主板、顯示器、硬盤及其它外圍設(shè)備集成在（300mmK外殼內(nèi)，適合嵌入式安裝在控制盤上；2上位機(jī)軟件構(gòu)成上位計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)成如所示。

　　近年來VB已廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制，由于VB的通用性，我們采用VB來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的上風(fēng)速顯示：包括實(shí)時(shí)棒圖顯示和平均棒圖顯示，以及實(shí)時(shí)趨勢和歷史趨勢顯示，和現(xiàn)場環(huán)境相對應(yīng)，以圖形的方式形象地實(shí)時(shí)地表示風(fēng)速的變化數(shù)據(jù)庫的管理和查詢：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、平均數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的記錄，定時(shí)刪除實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和平均數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)的查詢串口通信：通過ADAM4520模塊和數(shù)據(jù)采集模塊ADAM4018通信，取得各數(shù)據(jù)通道的測量值并換算成實(shí)際的風(fēng)速值，然后存入數(shù)據(jù)庫面畫面畫- -"風(fēng)速實(shí)時(shí)棒圖x風(fēng)速實(shí)時(shí)數(shù)值風(fēng)湮下限報(bào)聱x風(fēng)速下下限報(bào)警q風(fēng)速平均棒圖風(fēng)速實(shí)時(shí)趨勢苗乎均風(fēng)速顯示1-風(fēng)溫日平均風(fēng)速日平均曲線1越限時(shí)間及次數(shù)風(fēng)速下限風(fēng)速下下限1-停爐判斷工零點(diǎn)校驗(yàn)倨程校驗(yàn)1-手動設(shè)置校驗(yàn)、報(bào)警設(shè)置：對各通道進(jìn)行校驗(yàn)，得到零點(diǎn)校驗(yàn)、量程校驗(yàn)以及零點(diǎn)手調(diào)的值，以盡量消除各種可能產(chǎn)生的偏差；設(shè)置風(fēng)速下限和下下限，發(fā)出相應(yīng)的報(bào)警，并記錄到當(dāng)日故障文件中。

　　系統(tǒng)軟件構(gòu)成軟件實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)3.1風(fēng)速顯示程序啟動時(shí)加入實(shí)時(shí)棒圖畫面，各棒條的長度隨著各通道的具體值而加長或減短，這是用MSChart控件來實(shí)現(xiàn)的，把一時(shí)刻各通道的具體值賦給一數(shù)組，然后將ChartData屬性設(shè)為該數(shù)組實(shí)時(shí)趨勢的顯示也是由MSChart控件實(shí)現(xiàn)的。

　　報(bào)警的閃爍是由改變Shape控件的Fillcolor屬性而實(shí)現(xiàn)的，分別對于越風(fēng)速下限和下下限的情況表現(xiàn)出不同的顏色，從而報(bào)警3. 2數(shù)據(jù)庫的管理和查詢程序需要記錄各通道的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行運(yùn)算，得到平均數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，生成每日的歷史文件，并保存到數(shù)據(jù)庫中。此外還有零點(diǎn)校驗(yàn)量程校驗(yàn)和零點(diǎn)手調(diào)的值，每設(shè)置一次就記錄一次，并在程序執(zhí)行的時(shí)候進(jìn)行調(diào)用。因此，在這個數(shù)據(jù)庫中要涉及到6個基本的表格，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、平均數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和零點(diǎn)校驗(yàn)、量程校驗(yàn)和零點(diǎn)手調(diào)在每天晚上12點(diǎn)，要將歷史數(shù)據(jù)生成以日期命名的當(dāng)日的歷史數(shù)據(jù)表，并將原歷史數(shù)據(jù)表格中的數(shù)據(jù)刪除，以便保存第二天的歷史數(shù)據(jù)值。

　　考慮到實(shí)現(xiàn)的方便及性能的要求，采用了Access數(shù)據(jù)庫該監(jiān)測系統(tǒng)是采用ADO與數(shù)據(jù)庫連接的：15之所以具有強(qiáng)大。能和靈活性于它可以連接到不同的數(shù)據(jù)提供者/ww并仍能使用相同的編程模式，而不管給定提供者的特定特性是什么這里選用的提供者是MicrosoftJet，不同于ODBC數(shù)據(jù)庫需要在控制面板的ODBC數(shù)據(jù)源中創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)源，它在程序中用較簡單的語言即可實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的連接，因此較為簡單和方便設(shè)計(jì)時(shí)，先定義一個Connection對象，并在其屬性中設(shè)定數(shù)據(jù)庫的弓|擎為MicrosoftJet，和該數(shù)據(jù)庫相連，然后再定Recordset和Command對象，即可對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行讀與操作。因?yàn)楦鱾�窗體都有可能對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操作，所以就在模塊Modulel里把各對象定義成公共的對象對數(shù)據(jù)庫的查詢用到的是SQL語句。在本監(jiān)控系統(tǒng)中，用到SQL語句最多的就是歷史數(shù)據(jù)查詢。當(dāng)從數(shù)據(jù)庫中查到了歷史數(shù)據(jù)，也是通過MSChart控件顯示出來的；若是找不到歷史數(shù)據(jù)，就彈出對話框：“當(dāng)日無歷史紀(jì)錄！”故障數(shù)據(jù)的查詢也與此類j似3.3串口通信VB串口通信有許多文章進(jìn)行論述，本文采用VB的MSComm控件來實(shí)現(xiàn)串口通訊根據(jù)ADAM模塊的通信規(guī)約，首先須向ADAM模塊送命令：AAN，其中是一個界定符，AA時(shí)代表模塊地址的兩字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)，N表示所要選的通道在命令的結(jié)尾須加上表示屬性可米用默認(rèn)值，其CommPort屬性須根據(jù)實(shí)際情況而定，Rthreshold屬性設(shè)為1，表示接受到一個字符，就觸發(fā)通訊事件。用Timer控件來控制指令的發(fā)出和數(shù)據(jù)的采集3.4校驗(yàn)、報(bào)警設(shè)置程序?qū)ｉT設(shè)計(jì)了一個畫面供報(bào)警設(shè)置，其中包括風(fēng)速下限報(bào)警值，風(fēng)速下下限報(bào)警值，堵管風(fēng)速值，無信號時(shí)間值，以及認(rèn)為無信號的文件長度。運(yùn)行人員和操作人員可以對其進(jìn)行設(shè)置還有一個畫面是校驗(yàn)設(shè)置的信號，主要是為了消除測量中產(chǎn)生的偏差所有差壓變送器的送氣口斷開，即送零信號，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使實(shí)時(shí)差壓信號在零點(diǎn)處變動，然后按零點(diǎn)校驗(yàn)按鈕，得到各通道的零點(diǎn)校驗(yàn)值；所有差壓變送器送滿量程信號，調(diào)節(jié)量程電位器，使實(shí)時(shí)差壓信號在滿量程處（1KP）變動，然后按量程校驗(yàn)按鈕，就得到了量程校驗(yàn)值最后等校驗(yàn)完成后按校驗(yàn)確認(rèn)按鈕，如果校驗(yàn)的誤差在允許范圍內(nèi)，會彈出校驗(yàn)完成的信息框，否則會彈出誤差超過規(guī)定的信息丨框如果認(rèn)為校驗(yàn)不合格，可以按重新校驗(yàn)按鈕進(jìn)行重新校驗(yàn)每次校驗(yàn)和報(bào)警設(shè)置的值都會存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中，方便使用時(shí)進(jìn)行調(diào)甩4結(jié)束語本文介紹了一種風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，對其硬件配置和軟件組成進(jìn)行了詳細(xì)描述，并的特點(diǎn)。同傳統(tǒng)的風(fēng)速監(jiān)測系統(tǒng)相比較，該系統(tǒng)能夠直觀實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地反映鍋爐的風(fēng)速，為鍋爐的安全運(yùn)行提供了保障我們已成功地將這一方案應(yīng)用在湖南金竹山電廠中，實(shí)踐證明這一方案是可行的，取得了良好的效果