專利名稱：基于上下位結(jié)構(gòu)的電站鍋爐空預(yù)器熱點檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于計算機自動控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于上下位結(jié)構(gòu)的電站 鍋爐空預(yù)器熱點檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前大多的計算機控制系統(tǒng)均是采用工業(yè)計算機，完成鍵盤、顯示、運 算、控制和輸出等功能。這樣組成的系統(tǒng)體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性低，現(xiàn)有的控制軟件多是基于Windows平臺的，用計算機直接去完成控制的工 作，在對可靠性要求較高的應(yīng)用場合不太適合。電站鍋爐空氣預(yù)熱器(以下簡稱空預(yù)器)熱點檢測裝置是用來實時檢測 大型火力發(fā)電廠鍋爐重要輔機-空氣預(yù)熱器在運行過程中是否有熱點產(chǎn)生， 乃至火災(zāi)事故發(fā)生的檢測系統(tǒng)?，F(xiàn)有的空預(yù)器熱點檢測裝置由工業(yè)計算機作 為主控制器，完成信號采集、報警決策、運動邏輯控制、故障報警、給定輸 入等功能，這種控制結(jié)構(gòu)抗干擾能力差、故障率高。 一旦計算機出現(xiàn)故障， 則系統(tǒng)將陷入癱瘓，將極大的影響空氣預(yù)熱器乃至整個發(fā)電機組的安全、可 靠運行。 ' 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種基于上下位結(jié)構(gòu)的電站鍋爐空預(yù)器熱點檢測 裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的抗干擾能力差、故障率高的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是， 一種基于上下位結(jié)構(gòu)的電站鍋爐空預(yù)器熱
點檢測裝置，包括主控柜，主控柜由上位機和下位機連接組成，主控柜分別連接左報警器和右報警器；主控柜與左側(cè)單元和右側(cè)單元分別連接，左側(cè)單元包括左就地柜，左就地柜與一組左熱電偶、 一組左紅外傳感器 分別連接，該組左熱電偶設(shè)置在左側(cè)的空預(yù)器的上部二次風側(cè)，該組左紅外 傳感器安裝在詞一個空預(yù)器轉(zhuǎn)子受熱面下部的小車上，小車在導(dǎo)軌上做直線 往復(fù)運動，小車上拖帶有拖鏈，拖鏈中設(shè)置線纜和冷卻水管，小車和拖鏈由 鏈輪通過鏈條帶動，鏈輪由驅(qū)動電機帶動，驅(qū)動電機由下位機和左就地柜控 制轉(zhuǎn)動，右側(cè)單元的結(jié)構(gòu)設(shè)置與左側(cè)單元的一致，左、右側(cè)單元各自接入主控柜， 構(gòu)成一個完整的空預(yù)器熱點檢測裝置。本發(fā)明的有益效果是，采用上下位機結(jié)構(gòu)的控制裝置，實現(xiàn)了上下位機 雙重報警的保證功能，整個系統(tǒng)工作可靠。實現(xiàn)了上下位機功能的分離，結(jié) 構(gòu)緊湊、體積小、可靠性高，減少了信號傳遞的電纜，并且更易維護。


圖1是本發(fā)明的實施例的電器控制的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的實施例左側(cè)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的上、下位機控制流程示意圖。圖中，1、左就地柜，2、右就地柜，3、上位機，4、下位機，5、左熱 電偶，6、左紅外傳感器，7、驅(qū)動電機，8、導(dǎo)軌，9、小車，10、拖鏈，11、 鏈輪，12、鏈條，13、空預(yù)器，14主控柜，15、左報警器，16、右報警器， 17、進出水管，18、右熱電偶，19、右紅外傳感器。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行詳細說明。 如圖1所示，本發(fā)明包括主控柜14，主控柜14由上位機3和下位機4 連接組成，主控柜14與左就地柜1、右就地柜2分別連接，左就地柜l、右 就地柜2的作用是根據(jù)實際情況，分別在左右空預(yù)器的現(xiàn)場進行直接的人工 操縱，主控柜4外連有左報警器15和右報警器16，主控柜14還分別與監(jiān) 測左、右空預(yù)器的左、右熱電偶和左、右紅外傳感器分別連接，詞時接收左、 右兩側(cè)的熱電偶和紅外傳感器傳來的信號，可以對監(jiān)測采集的信號進行分析 并報警。左就地柜1還同時與左側(cè)的左熱電偶5和左紅外傳感器6分別連接； 右就地柜2還同時與右側(cè)的右熱電偶18和右紅外傳感器19分別連接。本發(fā)明在實施時，在電站鍋爐的左、右側(cè)各設(shè)置一個空預(yù)器監(jiān)控單元， 每臺空預(yù)器上部二次風側(cè)均勻分布有三個熱電偶5(200MW， 300MW容量)， 對于600MW和1000MW容量的機組布置有四個熱電偶。在空預(yù)器內(nèi)部安裝 有--套執(zhí)行機構(gòu)，執(zhí)行機構(gòu)的小車上安裝有兩個紅外傳感器，同時配套有相 應(yīng)的供電、循環(huán)水以及吹掃裝置。上部的熱電偶用來檢測空預(yù)器上部的溫度 場分布，下部的紅外傳感器探頭由執(zhí)行機構(gòu)驅(qū)動往復(fù)的運動，配合空預(yù)器轉(zhuǎn) 子的轉(zhuǎn)動，可以掃描整個轉(zhuǎn)子蓄熱元件受熱面，從而獲得轉(zhuǎn)子內(nèi)部的溫度場 分布。如圖2所示，本發(fā)明實施例的左側(cè)單元的結(jié)構(gòu)包括下位機4，下位機4 和左就地柜1同時與驅(qū)動電機7連接，可以分別控制驅(qū)動電機7的轉(zhuǎn)動，通 過驅(qū)動電機7帶動小車9和拖鏈10 —起在空預(yù)器13內(nèi)的導(dǎo)軌8上做直線往 復(fù)運動，拖鏈10中設(shè)置有線纜和連接進出水管17的冷卻水管，左熱電偶5 和左紅外傳感器6通過線纜與左就地柜1和下位機4分別同時連接。左側(cè)單元的一組左熱電偶5設(shè)置在左側(cè)的空預(yù)器13的上部二次風側(cè)， 左側(cè)的一組左紅外傳感器6安裝在同一個空預(yù)器13轉(zhuǎn)子受熱面下部的小車9 上，小車9在導(dǎo)軌8上做直線往復(fù)運動，小車9上拖帶有拖鏈10，小車9 和拖鏈10由鏈輪H通過鏈條12帶動，鏈輪ll由驅(qū)動電機7帶動。右側(cè)單元的右就地柜2、 一組右熱電偶18、 一組右紅外傳感器19及執(zhí) 行機構(gòu)的設(shè)置與左側(cè)的結(jié)構(gòu)設(shè)置相同，負責對右側(cè)的一個空預(yù)器13轉(zhuǎn)子進 行監(jiān)控。導(dǎo)軌8 —直通到空預(yù)器13轉(zhuǎn)子的軸心,小車9在導(dǎo)軌8上往復(fù)直線運 動，小車9上的紅外傳感器對空預(yù)器13轉(zhuǎn)子的外徑到轉(zhuǎn)子軸心之間的轉(zhuǎn)子 截面溫度場進行掃描，及時反饋溫度信號，供上、下位機使用。拖鏈10中設(shè)置有與每個紅外傳感器6連接的電纜和進出水管17，拖鏈 電纜的作用是給每個紅外傳感器提供電源和輸出采集的信號。進出水管17 的作用是負責給每個紅外傳感器冷卻降溫提供進、排水。上述的左、右側(cè)結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個完整的空預(yù)器熱點檢測監(jiān)控單元，由一個 中央控制系統(tǒng)(主控柜14)統(tǒng)一控制，完成對左、右側(cè)空預(yù)器熱點的監(jiān)控。如圖3所示，為本發(fā)明實施例的上、下位機控制流程示意圖。上位機3 由工業(yè)控制計算機構(gòu)成，該計算機集成液晶顯示器、鍵盤、鼠標，其提供基 于Microsoft Visual C.NET 6.0環(huán)境下的標準人機界面，以及系統(tǒng)的運行狀態(tài) 顯示、故障智能報警、故障紀錄、給定值輸入等功能，方便運行人員操作； 完成與下位機4 (PLC)的DCS通訊，對下位機4提供的熱電偶、紅外傳感 器采集的溫度信號、系統(tǒng)運行狀態(tài)、故障信號進行處理與顯示；同時將運行 人員的給定值輸入提供給PLC。 =上位機3的監(jiān)控軟件由Microsoft Visual C.NET 6.0語言編制。由于下位 機4 (PLC)目前并沒有統(tǒng)一的工業(yè)標準，因此上位機3軟件應(yīng)滿足與多種 主流PLC的通信功能。本系統(tǒng)可以支持的主流PLC品牌有SIEMENSS7-300、 MODICON Quantum、 MODICON Micro、 GEFUNAC9030、 AB SLC-500、 AB COMPACT Logics、 OMRONC200。下位機4由可編程邏輯控制器(PLC)構(gòu)成，其完成對各溫度測點的溫 度測量巡檢；完成直線式機械執(zhí)行機構(gòu)的機構(gòu)往復(fù)運動控制；實現(xiàn)系統(tǒng)的手 動/自動控制、就地/遠方切換控制、故障自診斷、故障報警(機械過載故障， 電機熱過載故障，紅外探頭故障，熱電偶故障，電源故障及前后位開關(guān)故障)、 溫度越限報警；并完成與上位機3及全廠DSC的通訊，為上位機3提供實 時數(shù)據(jù)，使復(fù)雜的控制算法在上位機3實現(xiàn)。上位機3、下位機4通過串行通信電纜連接，實現(xiàn)了上下位機功能的分 離，可分別充分發(fā)揮工控機強大的界面顯示、故障紀錄、串行通信等功能， 以及PLC強大的信號采集、邏輯控制及高可靠性輸出的特點。綜上所述，本發(fā)明的智能火災(zāi)報警的信號采集由熱電偶和紅外傳感器來 實現(xiàn)，智能火災(zāi)報警決策由上位機3軟件來完成。由于系統(tǒng)采用的是基于支 持向量機(SVM)的智能火災(zāi)報警算法，該復(fù)雜算法在上位機3上更容易實 現(xiàn)。通過對系統(tǒng)的各個熱電偶和紅外傳感器溫度測點進行綜合、智能決策， 從而給出空預(yù)器13是否發(fā)生火災(zāi)的判斷。下位機4同樣設(shè)置越限報警功能， 通過事先設(shè)定溫度報警閾值，當檢測的溫度超過該閾值時進行報警。上位機 3報警的優(yōu)先級高于下位機4報警的優(yōu)先級。當系統(tǒng)正常運行時，對火情的 判斷由上位機3做出；當上位機3、下位機4通信出現(xiàn)故障或上位機3本身 出現(xiàn)故障，則系統(tǒng)對火情的判斷自動轉(zhuǎn)為由下位機4 (PLC)做出(即越限 報警)，這就保證了一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，仍然會有下位機4 (PLC)控制 器對系統(tǒng)進行有效的控制(包括越限報警、故障診斷、機構(gòu)運動控制)，從 而大大提高了檢測系統(tǒng)的可靠性。
權(quán)利要求
1、一種基于上下位結(jié)構(gòu)的電站鍋爐空預(yù)器熱點檢測裝置，其特征在于包括主控柜(14)，主控柜(14)由上位機(3)和下位機(4)連接組成，主控柜(14)分別連接左報警器(15)和右報警器(16)；主控柜(14)與左側(cè)單元和右側(cè)單元分別連接，所述的左側(cè)單元包括左就地柜(1)，左就地柜(1)與一組熱電偶a(5)、一組紅外傳感器a(6)分別連接；該組熱電偶a(5)設(shè)置在左空預(yù)器(13)的上部二次風側(cè)，該組紅外傳感器a(6)安裝在左空預(yù)器(13)轉(zhuǎn)子受熱面下部的小車(9)上，小車(9)在導(dǎo)軌(8)上做直線往復(fù)運動，小車(9)上拖帶有拖鏈(10)，拖鏈(10)中設(shè)置線纜和冷卻水管(17)，小車(9)和拖鏈(10)由鏈輪(11)通過鏈條(12)帶動，鏈輪(11)由驅(qū)動電機(7)帶動，驅(qū)動電機(7)由下位機(4)和左就地柜(1)控制轉(zhuǎn)動，所述的右側(cè)單元的結(jié)構(gòu)設(shè)置與左側(cè)單元的一致，左、右側(cè)單元各自接入主控柜(14)，構(gòu)成一個完整的空預(yù)器熱點檢測裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于上下位結(jié)構(gòu)的電站鍋爐空預(yù)器熱點檢測裝置，主控柜包括上、下位機連接組成，主控柜分別連接有報警器、就地柜以及左、右側(cè)的一組熱電偶和紅外傳感器；所述的熱電偶設(shè)置在空預(yù)器的上部二次風側(cè)，紅外傳感器安裝在同一個的空預(yù)器轉(zhuǎn)子受熱面下部執(zhí)行機構(gòu)的小車上，小車在導(dǎo)軌上做直線往復(fù)運動。本發(fā)明的智能火災(zāi)報警的信號采集由熱電偶和紅外傳感器來實現(xiàn)，采用的是基于支持向量機的智能火災(zāi)報警算法，智能火災(zāi)報警決策由上下位機軟件來完成。當系統(tǒng)正常運行時，對火情的判斷由上位機做出；當上位機、下位機通信出現(xiàn)故障或上位機本身出現(xiàn)故障，則系統(tǒng)對火情的判斷自動轉(zhuǎn)為由下位機做出，從而大大提高了檢測系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號G01J5/10GK101118189SQ20071001861
公開日2008年2月6日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者丁 劉, 涵 劉, 琦 李, 梁炎明 申請人:西安理工大學(xué)