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研華ADAM-4000系列模塊在煤倉數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

時間:2012-09-18 15:21:37來源:李劍

導(dǎo)語:?研華ADAM-4000系列模塊在煤倉數(shù)據(jù)采集監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

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)生可燃氣體,當(dāng)溫度達到煤的燃點或氣體濃度達到一定濃度時,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)溫度達到煤的燃點時,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、可燃氣體與空氣混合濃度達到一定的數(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)的安全運行,每個筒倉均設(shè)置了溫度傳感器、可燃氣體探測器、一氧化碳傳感器和煙霧探測器,分別對筒倉中的儲煤溫度、可燃氣體濃度、CO濃度及煙霧等參數(shù)進行監(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氣體探測器、一氧化碳傳感器、煙霧傳感器,安裝在筒倉頂板上,進行氣體含量測量,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,負責(zé)采集現(xiàn)場各個傳感器的信號,然后傳給上位機。由上位機處理顯示。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、平衡傳輸線標準。它使得ADMA-4000系列模塊可以遠距離傳輸和接受數(shù)據(jù)。

采集溫度傳感器選用ADMA-4015熱電阻輸入模塊,CO傳感器和可燃氣體傳感器選用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。

圖2 采集模塊參數(shù)設(shè)置圖

圖3 硬件結(jié)構(gòu)圖

4軟件設(shè)計

上位管理軟件采用MCGS組態(tài)軟件,人機界面友好,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)庫和運行策略組成,每一部分分別進行組態(tài),完成不同的工作。

主控窗口:是工程的主窗口,負責(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:是工程各個部分數(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

運行策略:主要完成工程運行流程的控制,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,比較適合工業(yè)現(xiàn)場使用。MCGS組態(tài)軟件進行監(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。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。

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