多功能煤燃烧试验台计算机监控系统设计应用研究.pdfVIP

湖北省电机T科学会火电J。热工自动化专委会2007年论文集 多功能煤燃烧试验台计算机 监控系统设计应用 刘智1，罗自学1，周怀春‘，陈冬林2，鄢晓忠2 (1．华中科技大学能源与动力工程学院，武汉430074； 0076) 2．长沙理工大学能源与动力工程学院，长沙41 摘要：根据煤燃烧试验的特性和要求，采用基于Pc总线的工控机、PCL板卡和可视化监 测装置，自主开发和设计一套多功能煤燃烧试验台计算机监测控制系统。文中详细阐述了监 控系统的功能、软硬件设计及控制原理，并通过实验分析证明系统具有功能强大，可靠性高 等特点。 关键词：燃烧；监控系统；PCL 煤燃烧特性的研究，有着巨人的经济效益和社会效益。在燃烧过程的监测及控制领域中， 过程对象存在以下一些特点：过程时间长，大鼍数据需要实时显示、记录、运算处理，基于 传统仪表的人工操作复杂且危险性高。靠人工手动操作已不能满足实验研究中对数据精确采 集分析、变工况调整、多实验同步进行的需要。而采用T业应用DCS系统和组态软件对于实 验室无论从经济成本还是实片j性上都存在着局限性。因此，开发了基于工业控制计算机、自 动化技术设计和多功能煤燃烧试验台计算机在线监控系统。该系统是集在线实时数据采集与 分析、状态监测、自动控制和离线数据处理等功能为一体。 1系统组成及功能 锆烟气分析传感器、火焰图像监测装置和执行机构等。系统结构如图1所示。 圯1．一818 多煤种燃 MD板冲 烧试验台 。T ．．．．．．．．．．．1．．．．一 执行机构 一一一一一一一一一 PCL-730 YO板卡卜卜—叫IPC-610型工控机 监控软件¨打印输出 图1系统结构图 湖北省IU机I：科。”j-7：会火lUJ‘热I：臼动化0委会2007匀i论文集 (1)数据采集及处理模块 以周期T--1s将温度、压力、流量等20个测点信号通过传感器、放人器或变送器变为模 拟信号，经过A／D转换送入计算机。实验中，由丁炉膛内燃烧脉动、气流、台架轻微振动和 温度控制等冈素造成数据波动很大，噪声信号和真实信号混杂，造成信号畸变。对送入过程 控制模块的数据都要经过预处理模块的处理，采取数字滤波、限幅、除噪和标度变换。其中， 标度变换取决于传感器有线性和非线性之分。 (2)过程控制及保护模块 独立多控制网路设计，通过数据采集、处理模块送来的数字量信号以及执行机构的反馈 信号，实现对试验台硬手动、计算机软操作和自动控制三种控制方式。针对不同权限采取等 级操作过程逻辑联锁保护，对测点参数、变频器故障和火焰燃烧情况，系统具有自动预警和 报警保护功能，并产生保护切换指令和卢响指令。 (3)图像可视化及辐射能监测模块 将电站锅炉必威体育精装版火焰监测技术[1]应用于试验台，通过图像采集卡将火焰图像送入计算 机处理，实时监测火焰图像，实时给出火焰探头靶面温度场分布和实时得到火焰辐射能信 号。从研究温度场入手，为燃烧实验研究提供新的方法和途径。 X24=768 原理：利用固体成像器件CCD获取火焰图像，同时监控软件把CCD靶面划分为32 个网格，每格含10X10=100个象素单元。 ri。jri．Jgi，i=cg·gi，jb’i。j=cb·bi．j 其中：r¨，g¨b¨分别为象素的红色、绿色和蓝色值：c。，Cb分别是