CN100504325C - 基于上下位结构的电站锅炉空预器热点检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于上下位结构的电站锅炉空预器热点检测装置，主控柜包括上、下位机连接组成，主控柜分别连接有报警器、就地柜以及左、右侧的一组热电偶和红外传感器；所述的热电偶设置在空预器的上部二次风侧，红外传感器安装在同一个的空预器转子受热面下部执行机构的小车上，小车在导轨上做直线往复运动。本发明的智能火灾报警的信号采集由热电偶和红外传感器来实现，采用的是基于支持向量机的智能火灾报警算法，智能火灾报警决策由上下位机软件来完成。当系统正常运行时，对火情的判断由上位机做出；当上位机、下位机通信出现故障或上位机本身出现故障，则系统对火情的判断自动转为由下位机做出，从而大大提高了检测系统的可靠性。

Description

基于上下位结构的电站锅炉空预器热点检测装置

技术领域

本发明属于计算机自动控制技术领域，涉及一种基于上下位结构的电站锅炉空预器热点检测装置。

背景技术

目前大多的计算机控制系统均是采用工业计算机，完成键盘、显示、运算、控制和输出等功能。这样组成的系统体积较大、结构复杂、可靠性低，现有的控制软件多是基于Windows平台的，用计算机直接去完成控制的工作，在对可靠性要求较高的应用场合不太适合。

电站锅炉空气预热器(以下简称空预器)热点检测装置是用来实时检测大型火力发电厂锅炉重要辅机-空气预热器在运行过程中是否有热点产生，乃至火灾事故发生的检测系统。现有的空预器热点检测装置由工业计算机作为主控制器，完成信号采集、报警决策、运动逻辑控制、故障报警、给定输入等功能，这种控制结构抗干扰能力差、故障率高。一旦计算机出现故障，则系统将陷入瘫痪，将极大的影响空气预热器乃至整个发电机组的安全、可靠运行。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于上下位结构的电站锅炉空预器热点检测装置，解决了现有技术中存在的抗干扰能力差、故障率高的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于上下位结构的电站锅炉空预器热点检测装置，包括主控柜，主控柜由上位机和下位机连接组成，主控柜分别连接左报警器和右报警器；主控柜与左侧单元和右侧单元分别连接，

左侧单元包括左就地柜，左就地柜与一组左热电偶、一组左红外传感器分别连接，该组左热电偶设置在左侧的空预器的上部二次风侧，该组左红外传感器安装在同一个空预器转子受热面下部的小车上，小车在导轨上做直线往复运动，小车上拖带有拖链，拖链中设置线缆和冷却水管，小车和拖链由链轮通过链条带动，链轮由驱动电机带动，驱动电机由下位机和左就地柜控制转动，

右侧单元的结构设置与左侧单元的一致，左、右侧单元各自接入主控柜，构成一个完整的空预器热点检测装置。

本发明的有益效果是，采用上下位机结构的控制装置，实现了上下位机双重报警的保证功能，整个系统工作可靠。实现了上下位机功能的分离，结构紧凑、体积小、可靠性高，减少了信号传递的电缆，并且更易维护。

附图说明

图1是本发明的实施例的电器控制的结构示意图；

图2是本发明的实施例左侧单元的结构示意图；

图3是本发明实施例的上、下位机控制流程示意图。

图中，1、左就地柜，2、右就地柜，3、上位机，4、下位机，5、左热电偶，6、左红外传感器，7、驱动电机，8、导轨，9、小车，10、拖链，11、链轮，12、链条，13、空预器，14主控柜，15、左报警器，16、右报警器，17、进出水管，18、右热电偶，19、右红外传感器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明包括主控柜14，主控柜14由上位机3和下位机4连接组成，主控柜14与左就地柜1、右就地柜2分别连接，左就地柜1、右就地柜2的作用是根据实际情况，分别在左右空预器的现场进行直接的人工操纵，主控柜14外连有左报警器15和右报警器16，主控柜14还分别与监测左、右空预器的左、右热电偶和左、右红外传感器分别连接，同时接收左、右两侧的热电偶和红外传感器传来的信号，可以对监测采集的信号进行分析并报警。左就地柜1还同时与左侧的左热电偶5和左红外传感器6分别连接；右就地柜2还同时与右侧的右热电偶18和右红外传感器19分别连接。

本发明在实施时，在电站锅炉的左、右侧各设置一个空预器监控单元，每台空预器上部二次风侧均匀分布有三个热电偶5(200MW，300MW容量)，对于600MW和1000MW容量的机组布置有四个热电偶。在空预器内部安装有一套执行机构，执行机构的小车上安装有两个红外传感器，同时配套有相应的供电、循环水以及吹扫装置。上部的热电偶用来检测空预器上部的温度场分布，下部的红外传感器探头由执行机构驱动往复的运动，配合空预器转子的转动，可以扫描整个转子蓄热元件受热面，从而获得转子内部的温度场分布。

如图2所示，本发明实施例的左侧单元的结构包括下位机4，下位机4和左就地柜1同时与驱动电机7连接，可以分别控制驱动电机7的转动，通过驱动电机7带动小车9和拖链10一起在空预器13内的导轨8上做直线往复运动，拖链10中设置有线缆和连接进出水管17的冷却水管，左热电偶5和左红外传感器6通过线缆与左就地柜1和下位机4分别同时连接。

左侧单元的一组左热电偶5设置在左侧的空预器13的上部二次风侧，左侧的一组左红外传感器6安装在同一个空预器13转子受热面下部的小车9上，小车9在导轨8上做直线往复运动，小车9上拖带有拖链10，小车9和拖链10由链轮11通过链条12带动，链轮11由驱动电机7带动。

右侧单元的右就地柜2、一组右热电偶18、一组右红外传感器19及执行机构的设置与左侧的结构设置相同，负责对右侧的一个空预器13转子进行监控。

导轨8一直通到空预器13转子的轴心，小车9在导轨8上往复直线运动，小车9上的红外传感器对空预器13转子的外径到转子轴心之间的转子截面温度场进行扫描，及时反馈温度信号，供上、下位机使用。

拖链10中设置有与每个红外传感器6连接的电缆和进出水管17，拖链电缆的作用是给每个红外传感器提供电源和输出采集的信号。进出水管17的作用是负责给每个红外传感器冷却降温提供进、排水。

上述的左、右侧结构构成一个完整的空预器热点检测监控单元，由一个中央控制系统(主控柜14)统一控制，完成对左、右侧空预器热点的监控。

如图3所示，为本发明实施例的上、下位机控制流程示意图。上位机3由工业控制计算机构成，该计算机集成液晶显示器、键盘、鼠标，其提供基于Microsoft Visual C.NET 6.0环境下的标准人机界面，以及系统的运行状态显示、故障智能报警、故障纪录、给定值输入等功能，方便运行人员操作；完成与下位机4(PLC)的DCS通讯，对下位机4提供的热电偶、红外传感器采集的温度信号、系统运行状态、故障信号进行处理与显示；同时将运行人员的给定值输入提供给PLC。

上位机3的监控软件由Microsoft Visual C.NET 6.0语言编制。由于下位机4(PLC)目前并没有统一的工业标准，因此上位机3软件应满足与多种主流PLC的通信功能。本系统可以支持的主流PLC品牌有：SIEMENSS7-300、MODICON Quantum、MODICON Micro、GE FUNAC 9030、ABSLC-500、AB COMPACT Logics、OMRON C200。

下位机4由可编程逻辑控制器(PLC)构成，其完成对各温度测点的温度测量巡检；完成直线式机械执行机构的机构往复运动控制；实现系统的手动/自动控制、就地/远方切换控制、故障自诊断、故障报警(机械过载故障，电机热过载故障，红外探头故障，热电偶故障，电源故障及前后位开关故障)、温度越限报警；并完成与上位机3及全厂DSC的通讯，为上位机3提供实时数据，使复杂的控制算法在上位机3实现。

上位机3、下位机4通过串行通信电缆连接，实现了上下位机功能的分离，可分别充分发挥工控机强大的界面显示、故障纪录、串行通信等功能，以及PLC强大的信号采集、逻辑控制及高可靠性输出的特点。

综上所述，本发明的智能火灾报警的信号采集由热电偶和红外传感器来实现，智能火灾报警决策由上位机3软件来完成。由于系统采用的是基于支持向量机(SVM)的智能火灾报警算法，该复杂算法在上位机3上更容易实现。通过对系统的各个热电偶和红外传感器温度测点进行综合、智能决策，从而给出空预器13是否发生火灾的判断。下位机4同样设置越限报警功能，通过事先设定温度报警阈值，当检测的温度超过该阈值时进行报警。上位机3报警的优先级高于下位机4报警的优先级。当系统正常运行时，对火情的判断由上位机3做出；当上位机3、下位机4通信出现故障或上位机3本身出现故障，则系统对火情的判断自动转为由下位机4(PLC)做出(即越限报警)，这就保证了一旦控制系统出现故障，仍然会有下位机4(PLC)控制器对系统进行有效的控制(包括越限报警、故障诊断、机构运动控制)，从而大大提高了检测系统的可靠性。

Claims (1)

1、一种基于上下位结构的电站锅炉空预器热点检测装置，其特征在于：包括主控柜(14)，主控柜(14)由上位机(3)和下位机(4)连接组成，主控柜(14)分别连接左报警器(15)和右报警器(16)；主控柜(14)与左侧单元和右侧单元分别连接，

所述的左侧单元包括左就地柜(1)、一组热电偶a(5)、一组红外传感器a(6)及左空预器(13)，左就地柜(1)与一组热电偶a(5)、一组红外传感器a(6)分别连接；该组热电偶a(5)设置在左空预器(13)的上部二次风侧，该组红外传感器a(6)安装在左空预器(13)转子受热面下部的小车(9)上，小车(9)在导轨(8)上做直线往复运动，小车(9)上拖带有拖链(10)，拖链(10)中设置线缆和冷却水管(17)，小车(9)和拖链(10)由链轮(11)通过链条(12)带动，链轮(11)由驱动电机(7)带动，驱动电机(7)由下位机(4)和左就地柜(1)控制转动，

所述的右侧单元的结构设置与左侧单元的一致，左、右侧单元各自接入主控柜(14)，构成一个完整的空预器热点检测装置。

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