基於上下位結構的電站鍋爐空預器熱點檢測裝置的製作方法

2023-07-31 09:29:36 1

專利名稱：基於上下位結構的電站鍋爐空預器熱點檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於計算機自動控制技術領域，涉及一種基於上下位結構的電站 鍋爐空預器熱點檢測裝置。
背景技術：
目前大多的計算機控制系統均是採用工業計算機，完成鍵盤、顯示、運 算、控制和輸出等功能。這樣組成的系統體積較大、結構複雜、可靠性低，現有的控制軟體多是基於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用場合不太適合。電站鍋爐空氣預熱器(以下簡稱空預器)熱點檢測裝置是用來實時檢測 大型火力發電廠鍋爐重要輔機-空氣預熱器在運行過程中是否有熱點產生， 乃至火災事故發生的檢測系統。現有的空預器熱點檢測裝置由工業計算機作 為主控制器，完成信號採集、報警決策、運動邏輯控制、故障報警、給定輸 入等功能，這種控制結構抗幹擾能力差、故障率高。 一旦計算機出現故障， 則系統將陷入癱瘓，將極大的影響空氣預熱器乃至整個發電機組的安全、可 靠運行。 ' 發明內容本發明的目的是提供一種基於上下位結構的電站鍋爐空預器熱點檢測 裝置，解決了現有技術中存在的抗幹擾能力差、故障率高的問題。本發明所採用的技術方案是， 一種基於上下位結構的電站鍋爐空預器熱
點檢測裝置，包括主控櫃，主控櫃由上位機和下位機連接組成，主控櫃分別連接左報警器和右報警器；主控櫃與左側單元和右側單元分別連接，左側單元包括左就地櫃，左就地櫃與一組左熱電偶、 一組左紅外傳感器 分別連接，該組左熱電偶設置在左側的空預器的上部二次風側，該組左紅外 傳感器安裝在詞一個空預器轉子受熱面下部的小車上，小車在導軌上做直線 往復運動，小車上拖帶有拖鏈，拖鏈中設置線纜和冷卻水管，小車和拖鏈由 鏈輪通過鏈條帶動，鏈輪由驅動電機帶動，驅動電機由下位機和左就地櫃控 制轉動，右側單元的結構設置與左側單元的一致，左、右側單元各自接入主控櫃， 構成一個完整的空預器熱點檢測裝置。本發明的有益效果是，採用上下位機結構的控制裝置，實現了上下位機 雙重報警的保證功能，整個系統工作可靠。實現了上下位機功能的分離，結 構緊湊、體積小、可靠性高，減少了信號傳遞的電纜，並且更易維護。


圖1是本發明的實施例的電器控制的結構示意圖；圖2是本發明的實施例左側單元的結構示意圖；圖3是本發明實施例的上、下位機控制流程示意圖。圖中，1、左就地櫃，2、右就地櫃，3、上位機，4、下位機，5、左熱 電偶，6、左紅外傳感器，7、驅動電機，8、導軌，9、小車，10、拖鏈，11、 鏈輪，12、鏈條，13、空預器，14主控櫃，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
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行詳細說明。 如圖1所示，本發明包括主控櫃14，主控櫃14由上位機3和下位機4 連接組成，主控櫃14與左就地櫃1、右就地櫃2分別連接，左就地櫃l、右 就地櫃2的作用是根據實際情況，分別在左右空預器的現場進行直接的人工 操縱，主控櫃4外連有左報警器15和右報警器16，主控櫃14還分別與監 測左、右空預器的左、右熱電偶和左、右紅外傳感器分別連接，詞時接收左、 右兩側的熱電偶和紅外傳感器傳來的信號，可以對監測採集的信號進行分析 並報警。左就地櫃1還同時與左側的左熱電偶5和左紅外傳感器6分別連接； 右就地櫃2還同時與右側的右熱電偶18和右紅外傳感器19分別連接。本發明在實施時，在電站鍋爐的左、右側各設置一個空預器監控單元， 每臺空預器上部二次風側均勻分布有三個熱電偶5(200MW， 300MW容量)， 對於600MW和1000MW容量的機組布置有四個熱電偶。在空預器內部安裝 有--套執行機構，執行機構的小車上安裝有兩個紅外傳感器，同時配套有相 應的供電、循環水以及吹掃裝置。上部的熱電偶用來檢測空預器上部的溫度 場分布，下部的紅外傳感器探頭由執行機構驅動往復的運動，配合空預器轉 子的轉動，可以掃描整個轉子蓄熱元件受熱面，從而獲得轉子內部的溫度場 分布。如圖2所示，本發明實施例的左側單元的結構包括下位機4，下位機4 和左就地櫃1同時與驅動電機7連接，可以分別控制驅動電機7的轉動，通 過驅動電機7帶動小車9和拖鏈10 —起在空預器13內的導軌8上做直線往 復運動，拖鏈10中設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通過線纜與左就地櫃1和下位機4分別同時連接。左側單元的一組左熱電偶5設置在左側的空預器13的上部二次風側， 左側的一組左紅外傳感器6安裝在同一個空預器13轉子受熱面下部的小車9 上，小車9在導軌8上做直線往復運動，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由驅動電機7帶動。右側單元的右就地櫃2、 一組右熱電偶18、 一組右紅外傳感器19及執 行機構的設置與左側的結構設置相同，負責對右側的一個空預器13轉子進 行監控。導軌8 —直通到空預器13轉子的軸心,小車9在導軌8上往復直線運 動，小車9上的紅外傳感器對空預器13轉子的外逕到轉子軸心之間的轉子 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採集的信號。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、右側結構構成一個完整的空預器熱點檢測監控單元，由一個 中央控制系統(主控櫃14)統一控制，完成對左、右側空預器熱點的監控。如圖3所示，為本發明實施例的上、下位機控制流程示意圖。上位機3 由工業控制計算機構成，該計算機集成液晶顯示器、鍵盤、滑鼠，其提供基 於Microsoft Visual C.NET 6.0環境下的標準人機界面，以及系統的運行狀態 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 器採集的溫度信號、系統運行狀態、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的監控軟體由Microsoft Visual C.NET 6.0語言編制。由於下位 機4 (PLC)目前並沒有統一的工業標準，因此上位機3軟體應滿足與多種 主流PLC的通信功能。本系統可以支持的主流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；完成直線式機械執行機構的機構往復運動控制；實現系統的手 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，電源故障及前後位開關故障)、 溫度越限報警；並完成與上位機3及全廠DSC的通訊，為上位機3提供實 時數據，使複雜的控制算法在上位機3實現。上位機3、下位機4通過串行通信電纜連接，實現了上下位機功能的分 離，可分別充分發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強大的信號採集、邏輯控制及高可靠性輸出的特點。綜上所述，本發明的智能火災報警的信號採集由熱電偶和紅外傳感器來 實現，智能火災報警決策由上位機3軟體來完成。由於系統採用的是基於支 持向量機(SVM)的智能火災報警算法，該複雜算法在上位機3上更容易實 現。通過對系統的各個熱電偶和紅外傳感器溫度測點進行綜合、智能決策， 從而給出空預器13是否發生火災的判斷。下位機4同樣設置越限報警功能， 通過事先設定溫度報警閾值，當檢測的溫度超過該閾值時進行報警。上位機 3報警的優先級高於下位機4報警的優先級。當系統正常運行時，對火情的 判斷由上位機3做出；當上位機3、下位機4通信出現故障或上位機3本身 出現故障，則系統對火情的判斷自動轉為由下位機4 (PLC)做出(即越限 報警)，這就保證了一旦控制系統出現故障，仍然會有下位機4 (PLC)控制 器對系統進行有效的控制(包括越限報警、故障診斷、機構運動控制)，從 而大大提高了檢測系統的可靠性。
權利要求
1、一種基於上下位結構的電站鍋爐空預器熱點檢測裝置，其特徵在於包括主控櫃(14)，主控櫃(14)由上位機(3)和下位機(4)連接組成，主控櫃(14)分別連接左報警器(15)和右報警器(16)；主控櫃(14)與左側單元和右側單元分別連接，所述的左側單元包括左就地櫃(1)，左就地櫃(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)設置在左空預器(13)的上部二次風側，該組紅外傳感器a(6)安裝在左空預器(13)轉子受熱面下部的小車(9)上，小車(9)在導軌(8)上做直線往復運動，小車(9)上拖帶有拖鏈(10)，拖鏈(10)中設置線纜和冷卻水管(17)，小車(9)和拖鏈(10)由鏈輪(11)通過鏈條(12)帶動，鏈輪(11)由驅動電機(7)帶動，驅動電機(7)由下位機(4)和左就地櫃(1)控制轉動，所述的右側單元的結構設置與左側單元的一致，左、右側單元各自接入主控櫃(14)，構成一個完整的空預器熱點檢測裝置。
全文摘要
本發明公開了一種基於上下位結構的電站鍋爐空預器熱點檢測裝置，主控櫃包括上、下位機連接組成，主控櫃分別連接有報警器、就地櫃以及左、右側的一組熱電偶和紅外傳感器；所述的熱電偶設置在空預器的上部二次風側，紅外傳感器安裝在同一個的空預器轉子受熱面下部執行機構的小車上，小車在導軌上做直線往復運動。本發明的智能火災報警的信號採集由熱電偶和紅外傳感器來實現，採用的是基於支持向量機的智能火災報警算法，智能火災報警決策由上下位機軟體來完成。當系統正常運行時，對火情的判斷由上位機做出；當上位機、下位機通信出現故障或上位機本身出現故障，則系統對火情的判斷自動轉為由下位機做出，從而大大提高了檢測系統的可靠性。
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 優先權日2007年9月7日
發明者丁 劉, 涵 劉, 琦 李, 梁炎明 申請人:西安理工大學