applicationofadvantechADAM-4000seriesmodleindatacollectingandmonitoringinbunker

摘要：發(fā)電廠耗煤量大，為減少環(huán)境污染節(jié)約用地，建造大型的儲煤倉存煤，煤長期存放將會使煤的溫度升高并產(chǎn)生可燃?xì)怏w，當(dāng)溫度達(dá)到煤的燃點(diǎn)或氣體濃度達(dá)到一定濃度時，煤就會發(fā)生自燃、爆炸。因此煤倉檢測系統(tǒng)尤其重要。

關(guān)鍵詞：組態(tài)；數(shù)據(jù)采集；串口通信

1引言

火力發(fā)電廠為保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，需要儲存大量的煤炭。通常這些場所的煤炭都堆放在露天煤場上，這種儲存方式會造成環(huán)境污染、煤炭損失、煤質(zhì)下降、增加占地以及儲煤含水量、凍結(jié)等狀況，影響正常生產(chǎn)。

陽泉電廠為節(jié)省占地，有效控制對環(huán)境的污染，并減少煤的風(fēng)吹雨淋損失，節(jié)約能源，布置了3只貯煤筒倉，并選用了儲煤與配煤分開的工藝流程。使用筒倉儲煤會產(chǎn)生許多危險因素，如儲煤長期存放將會使煤的溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到煤的燃點(diǎn)時，煤就會發(fā)生自燃，煤的氧化速度隨著溫度的升高而加速。與此同時，生成熱量迅速增加，當(dāng)溫度升高，CO氣體、可燃?xì)怏w與空氣混合濃度達(dá)到一定的數(shù)值后，筒倉極易發(fā)生自燃甚至引發(fā)爆炸。由此筒倉的安全監(jiān)測及防爆控制對輸煤系統(tǒng)的安全生產(chǎn)有著重要的意義，與各系統(tǒng)之間形成了復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及連鎖關(guān)系。

2系統(tǒng)設(shè)計

為了防止儲煤筒倉事故的發(fā)生，實現(xiàn)輸煤系統(tǒng)的安全運(yùn)行，每個筒倉均設(shè)置了溫度傳感器、可燃?xì)怏w探測器、一氧化碳傳感器和煙霧探測器，分別對筒倉中的儲煤溫度、可燃?xì)怏w濃度、CO濃度及煙霧等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測。

溫度傳感器選用鉑電阻Pt100系列，分裝在筒倉外壁及筒倉底錐上的護(hù)套內(nèi)，防止其被煤砸壞或磨損；每個儲煤筒倉分別配置可燃?xì)怏w探測器、一氧化碳傳感器、煙霧傳感器，安裝在筒倉頂板上，進(jìn)行氣體含量測量，并將數(shù)據(jù)送入上位監(jiān)測系統(tǒng)。

每個筒倉監(jiān)測設(shè)施的現(xiàn)場信號經(jīng)ADAM系列數(shù)據(jù)采集模塊，以RS-485通信方式傳送至程控室的計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，系統(tǒng)具有設(shè)置報警、打印統(tǒng)計報表、實時趨勢、歷史趨勢畫面顯示等功能。筒倉安全監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。

圖1 筒倉安全監(jiān)測系統(tǒng)圖

3硬件設(shè)計

數(shù)據(jù)采集模塊是硬件系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場各個傳感器的信號，然后傳給上位機(jī)。由上位機(jī)處理顯示。在對當(dāng)前自動化市場充分調(diào)研和了解的基礎(chǔ)上，對多個知名品牌的方案詳細(xì)論證和考察，考慮現(xiàn)場的實際情況，確定采用研華的ADAM系列通信和I/O模塊。ADMA-4000系列模塊應(yīng)用EIARS-485通信協(xié)議，它是工業(yè)上最廣泛使用的雙向、平衡傳輸線標(biāo)準(zhǔn)。它使得ADMA-4000系列模塊可以遠(yuǎn)距離傳輸和接受數(shù)據(jù)。

采集溫度傳感器選用ADMA-4015熱電阻輸入模塊，CO傳感器和可燃?xì)怏w傳感器選用ADMA-4017+模擬量輸入模塊，煙霧探頭選用ADMA-4052數(shù)字量輸入模塊。將各個采集模塊通過RS-485總線接入程控室，通過ADMA-4520轉(zhuǎn)換模塊將采集到的信號送到計算機(jī)處理。每個模塊在使用前需要使用專用軟件設(shè)置參數(shù)（如圖2）并且給每個模塊編址，編址后上位可以按照地址巡檢方式識別具體的每個模塊采集數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)分三層（如圖3），第一層是信息管理層，第二層是數(shù)據(jù)采集層，第三層是現(xiàn)場設(shè)備層，系統(tǒng)條理清晰便于維護(hù)。

4軟件設(shè)計

上位管理軟件采用MCGS組態(tài)軟件，人機(jī)界面友好，畫面豐富，操作簡單?？梢詫崟r數(shù)據(jù)顯示、趨勢曲線、報表輸出等日常性監(jiān)控事務(wù)。

MCGS軟件系統(tǒng)由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略組成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)，完成不同的工作。

主控窗口：是工程的主窗口，負(fù)責(zé)調(diào)度和管理其他窗口的打開或關(guān)閉，可以通過下拉菜單式切換實時數(shù)據(jù)、實時曲線、報表、報警等界面。

設(shè)備窗口：是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集和控制輸出設(shè)備；注冊設(shè)備驅(qū)動程序；定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。

用戶窗口：主要用于設(shè)置工程中人機(jī)交互的界面，如系統(tǒng)流程圖、曲線圖、動畫等。

實時數(shù)據(jù)庫：是工程各個部分?jǐn)?shù)據(jù)交換和處理的中心，它將MCGS工程的各個部分連成有機(jī)的整體，需要定義所需采集的變量及類型，如圖4所示。

圖4 變量設(shè)置

運(yùn)行策略：主要完成工程運(yùn)行流程的控制，編寫控制程序、選用各種功能構(gòu)件等。

上位微機(jī)采用串口作為通信接口，采用在串口通信父設(shè)備上掛接多個集模塊的X處理機(jī)制，實際操作時串口通信父設(shè)備構(gòu)件完成對串口的基本操作和參數(shù)設(shè)置，子模塊構(gòu)件為串口實際掛接設(shè)備提供驅(qū)動。如圖5所示。

圖5 通訊設(shè)置

5結(jié)束語

采用ADAM系列數(shù)據(jù)采集模塊可靠性高，抗干擾能力較強(qiáng)，比較適合工業(yè)現(xiàn)場使用。MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，與其他高級語言相比，簡單方便，界面生動逼真，完全適用于生產(chǎn)自動化的各個領(lǐng)域。實際應(yīng)用證明，由MCGS所提供的一些功能諸如模板，圖庫以及向?qū)Э梢允褂脩艚M態(tài)系統(tǒng)所需的時間縮短，同時使系統(tǒng)功能得到增強(qiáng)。用戶可以為任何一種工業(yè)應(yīng)用組建基于MCGS的實時監(jiān)控系統(tǒng)。MCGS在設(shè)計思想上的開放性，使得用戶可以設(shè)計使用靈活、編輯簡便、畫面質(zhì)量和表現(xiàn)形式豐富多樣的監(jiān)控系統(tǒng)。使電廠檢測數(shù)據(jù)更直觀。