概述 本文講述了凌華的自動化產品，高速遠程實時控制I/O模塊在火力發電鍋爐爐管泄漏自動報警裝置中的應用。通過高速、實時的采集模塊，實現了爐管泄漏早期報警判定泄漏區域位置，顯示泄漏噪聲頻譜，跟蹤泄漏發展趨勢，實時監聽爐內噪聲，監視吹灰運行工況，裝置系統自檢測試，通訊接口遠程服務，波導管程控除灰焦等八大功能。 項目原因 由于近幾年隨著鋼鐵冶金，化工，建筑等高能源，高消耗，高產出的重工業發展，國家面臨能源短缺，各個地方的電力供應不足等現象。為此國家開始宏觀調控，同時又在大力發展電力行業，要為經濟的發展做進一步的準備。 電力系統是個復雜的控制反饋系統，在發電的過程中涉及的因素非常多，其中鍋爐是火力發電中的核心部件，它的工作狀態決定了發電的成功。 客戶自1997年開始研制了火力發電鍋爐爐管泄漏自動報警裝置，由于市場的需求和科技進步的發展，目前需要通訊速度更快，布線更為靈活的自動化產品。 項目方案 客戶在系統中會最多用到60多個傳感器，原先客戶使用的是多通道的采集板卡，通過集中布線的方式，如下圖。但這樣的話會產生以下問題：信號在長距離的過程中會發生信號衰減；布線工作復雜，容易產生出錯；采集通道數目收到限制。 為了系統升級，更能符合目前系統的要求。現在客戶采用了凌華提供的總線式架構的方案，如下圖。 這個系統通過一臺主機上的HSL通訊卡PCI-7852,從中引出總線，總線通過串聯串接了60多個采集信號模塊。模塊根據現場的情況放置在一體化聲波傳感器附近。這樣的話就減少了傳感器的信號線距離。 客戶采用一體化聲波傳感器利用聲學原理，由特制的增強型聲波傳感器采集鍋爐內各種聲信號，并轉換成電信號，系統經快速傅立葉變換技術，分析得到聲信號的頻譜；通過對噪聲強度\頻譜特征及持續性時間的分析計算判斷爐管泄漏。 一體化聲波傳感器的主要特性和功能如下： ●減少了就地設備的接口 ●簡化了整機的系統結構 ●隔離了現場的電磁干擾 ●增強了系統運行可靠性 ●省略前置放大器的安裝 ●大大減少了安裝工作量 ●調試維護方便 凌華的HSL高速采集模塊HSL-DALU-NN，可以連續采樣100KHZ，總線傳輸速率達到3MHZ，傳輸距離達到400米，這樣的產品就可以符合把鍋爐上近60個一體化聲波傳感器全部掛在一條總線上，這樣就方便了系統的布線。由于客戶的傳感器是個圓筒狀，因此需要把定制模塊的形狀，從而能和原先的傳感器配置。如圖； [ALIGN=CENTER] [/ALIGN] 凌華的HSL（High Speed Link）是一個高速的遠程I/O系統，通過類此RS422的硬件規范，可以達到全雙工的通訊。通訊的速率達到3MHz,傳輸距離400米。模塊的接口豐富，除了常用的DI/DO帶光隔的輸入輸出端口外，還有采集模擬信號和溫度信號的模塊。基本上是能滿足目前傳感器的要求。系統通過實時采集，以100KHz的采樣率采集一體化傳感器的信號，采集的信號在模塊中轉為數字信號，而后傳到主機，通過主機的CPU運算，對信號進行處理得到實際的鍋爐運行狀態。 在系統中，客戶使用了全自動清灰波導管，其通過HSL上的DO/DI端口，采用計算機編程控制清灰，取代人工機械清灰或氣源吹掃，減少了安裝與維護工作量，波導管具有清灰、除焦雙重功能。這個也是根據系統對鍋爐的狀態判別得到的控制命令。 結論 凌華的HSL模塊是目前行業中比較先進的產品，它是采用了近幾年國外的先進核心技術，突破了以往總線式產品通訊速度慢，通訊點數少的缺點。同時還克服了在PC-Based架構上的實時通訊的難題。凌華近幾年極力于為自動化應用行業提供最新的技術和產品。在火力發電中的鍋爐狀態檢測只是我們從多客戶應用中的一例。