CN108445823A - 一种基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于智能控制技术领域，公开了一种基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统及方法，后台监控系统，通过总线实时发送读取命令并显示进水数据采集模块和炉水数据采集及控制模块发来的指标数据，对炉水采集模块发送加药和排污控制命令；进水数据采集模块，通过RS485总线与后台监控系统通信，利用进水相关的检测仪将检测到的指标数据通过RS485总线发送给采集板，将数据通过总线发送给后台监控系统；炉水数据采集及控制模块，通过RS485总线与后台监控系统通信，根据后台监控系统的命令对加药和排污负载模块进行开关控制。实现动态水质监视和智能除垢防垢，提高锅炉的工作效率并确保工业锅炉的安全，最终实现较低成本下的节能减排。

Description

一种基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统及方法

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，尤其涉及一种基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统及方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：我国目前对工业锅炉的使用率较高，全国有60多万台工业锅炉在使用，主要用于工业加热、发电以及用汽等，在工业实际使用中，由于管理不到位或处理不当等原因，水中含有的钙、镁、氯等离子以及溶解氧等会随给水进入锅炉内，经过不断蒸发、浓缩，就会有沉淀析出附着在锅炉的受热面上，继而形成水垢。水垢导热极差，它的存在会直接导致锅炉受热面传热效果和锅炉热效率的降低，从而造成能源的浪费，水垢越积越多会导致锅炉腐蚀、汽水共腾等现象,严重时还会发生爆炸。因此对于锅炉水的处理至关重要。传统的除垢技术主要采用机械除垢和化学清洗两种方式，都是在锅炉不使用的情况下进行处理，若通电的情况下进行除垢，就很容易发生事故，而且每次都要锅炉停产才能清洗，大大降低了企业的生产效率，不实际。传统的防垢技术通常是采用锅炉外水软化和锅炉内加药结合的方式，传统使用的药剂一般不能防止锅炉二次防垢而且药剂的利用率较低，需要专业人员监护，对相关工作人员要求较高，需要他们对水处理药剂的性能、用量、用法、加药时机、水处理设备的使用方法有足够的了解与经验，花费很大的人力及财力。超声波除垢技术能有效地改善锅炉结垢的问题，提高热传递效率，减少燃煤，延长锅炉的使用寿命。但是采用这种方法需要安装复杂的超声波发生装置，而且除垢不完全，还是会有一定的结垢现象。磁处理技术无毒无污染，能有效防止锅炉结构，且投资少，操作简单，缺点是此处理与磁场强度、水的流速等密切相关，磁场稳定性差。但如何构建使用腐植酸钠进行加药以实现防垢除垢功能的锅炉防垢系统还需要进一步研究，特别是构建智能化动态水质监护系统，实现锅炉的在线除垢防垢需要更深入的研究。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)传统的锅炉除垢需要人员手工除垢，这样人员易发生烫伤等危害人员安全的事故，并且检修每次都要锅炉停产才能清洗，大大降低了企业的生产效率，不符合实际生产。

(2)添加传统的除垢药剂不能防止锅炉二次防垢而且药剂的利用率较低，需要专业人员监护，对相关工作人员要求较高，花费很大的人力及财力。

(3)利用磁处理技术进行除垢，由于磁处理技术与磁场强度、水的流速等密切相关，磁场稳定性差。具体包括磁处理技术中磁材料稳定性、磁场强度的一致性、设备安装位置等。并且设备成本高，操作复杂，因此不能推广应用。

总体而言，传统除垢技术受到人为因素影响较大，包括人员责任心、人员专业技术水平以及人员使用的专业设备等。目前，腐植酸钠复合水处理药剂达到了工业锅炉运行中除垢防垢的目的，能降低耗煤至20％左右，水处理费用降低30％，防垢率提高40-70％，可大大提高水质的合格率，锅炉热效率平均提高8.98％，具有可行性和推广性。

但是解决上述技术问题的难度在于：1)腐植酸钠复合水处理剂的用量没有足够经济和科学化，仅凭经验给药；2)复合水处理剂的有效成分在炉水中无现成的检测方法及控制标准；3)人工的监护模式导致人员成本高，应用的效果受人为因素影响大，检测监护反馈加药延时性明显等。为此，本发明采用腐植酸钠复合水处理药剂和设计基于虚拟仪器自动化防垢系统解决上述技术缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统及方法。

本发明是这样实现的，一种基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统包括：

后台监控系统，通过RS485总线实时发送读取命令并显示进水数据采集模块和炉水数据采集及控制模块发来的指标数据，根据指标情况对炉水采集模块发送加药和排污控制命令。后台监控系统以5s为周期，15s一个轮回，一次轮回分别发送读进水板卡数据、读炉水板卡数据和负载控制3个命令。对进水数据采集模块、炉水数据采集及控制模块分配不同地址，以地址区分不同终端。同时，以命令字区分后台监控系统对终端的要求。总体发送格式见表1，具体发送数据格式如下：

读取进水板卡指标数据的发送格式：

地址

命令字

数据1

数据2

数据3

数据4

校验码H

校验码L

进水板卡地址

0x03

0x00

0x00

0x00

0x0C

CRC(H)

CRC(L)

读取炉水板卡指标数据的发送格式：

地址

命令字

数据1

数据2

数据3

数据4

校验码H

校验码L

炉水板卡地址

0x03

0x00

0x00

0x00

0x0C

CRC(H)

CRC(L)

向炉水板卡发出负载控制的发送格式：

进水数据采集模块，通过RS485总线与后台监控系统通信，利用进水相关的检测仪将检测到的指标数据通过RS485总线发送给采集板，然后采集板将数据通过RS485总线发送给后台监控系统，该模块使用监控系统分配的地址作为自己的ID号，总体发送格式见表2，具体响应数据格式如下：

进水指标数据的响应格式：

地址	命令字	数据长度	数据1	数据2	数据3
						进水板卡地址	0x03	24	PH(31..24)	PH(23..16)	PH(15..8)
数据4	数据5	数据6	数据7	数据8	数据9
						PH(7..0)	CON(31..24)	CON(23..16)	CON(15..8)	CON(7..0)	CL(31..24)
数据10	数据11	数据12	数据13	数据14	数据15
						CL(23..16)	CL(15..8)	CL(7..0)	CA(31..24)	CA(23..15)	CA(15..8)
数据16	数据17	数据18	数据19	数据20	数据21
						CA(7..0)	TEM(31..24)	TEM(23..16)	TEM(15..8)	TEM(7..0)	进水量(31..24)
数据22	数据23	数据24	校验码H	校验码L
						进水量(23..16)	进水量(15..8)	进水量(7..0)	CRC(H)	CRC(L)

炉水数据采集及控制模块，通过RS485总线与后台监控系统通信，根据后台监控系统的不同命令区分是读取炉水指标数据还是负载控制命令，并做出响应。响应通过RS485总线向后台监控系统发送数据做出，该模块使用监控系统分配的地址作为自己的ID号，总体发送格式见表2，具体响应数据格式如下：

炉水指标数据的响应格式：

负载控制的响应格式：

地址

命令字

数据长度

数据1

数据2

数据3

数据4

校验码H

校验码L

炉水板卡地址

0x06

0x04

预留

预留

预留

预留

CRC(H)

CRC(L)

所述进水数据采集模块进一步包括：进水数据采样板、pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、钙镁离子浓度检测仪、流量计；进水数据采样板通过RS485总线与pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、钙镁离子浓度检测仪、流量计通信。

所述炉水数据采集及控制模块进一步包括：炉水数据采集及控制板、pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、色度检测装置、加药和排污负载模块；炉水数据采集及控制板通过RS485总线与pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、色度检测装置、加药和排污负载模块通信。

本发明的另一目的在于提供一种所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法包括以下步骤：

步骤一，进水数据采集模块利用进水相关的检测仪将检测到的指标数据通过RS485总线发送给采集板；

步骤二，采集板将数据通过总线发送给后台监控系统。炉水数据采集模块的炉水数据采集板与炉水指标检测仪之间也通过RS485总线进行通信，同时，炉水数据采集板根据后台监控系统的命令对加药和排污负载模块进行开关控制；

步骤三，后台控制系统通过总线实时发送读取命令并显示数据采集模块发来的指标数据，然后根据指标情况对炉水采集模块发送加药和排污控制命令。

进一步，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的数据采集包括进水和炉水；PC端通讯驱动及命令响应主要负责与PC端通讯，在接收到PC端的命令之后，识别命令内容，并执行相应的操作，发送相应指标的数据，或者打开或关闭相应的负载开关；传感器通讯驱动及传感器数据采集程序负责与采集板通信，在接收到采集板的读取命令后，将相应传感器的数据，放到相应采集板的缓冲区中；采集板命令发送程序轮流向不同的传感器发送数据上传的命令。

进一步，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法根据进水和炉水的指标情况判断是否要进行加药和排污以及计算加药量和排污持续时间，通过采集器对负载进行控制，除垢防垢。

进一步，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的加药量计算公式为：加药量＝f*(硬度指标*总水量)，f为用户自定系数，硬度指标为8h的平均值。

进一步，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的排污持续时间的计算公式如下：

每个排污口持续的时间＝排污总量÷排污口数量÷每秒排污量；

排污总量＝m*给水氯离子÷(炉水应控制的电导率÷实际电导率*炉水实际氯离子—给水氯离子)*100％*锅炉型号*排污周期，m为用户自定系数每秒排污量即排污速率、m、排污周期均为用户设定。

进一步，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的以5s为周期，向数据采集终端发送一次命令，15s一个轮回；一次轮回分别发送读进水板卡数据、读炉水板卡数据和负载控制3个命令；命令发送完成后，接收采集终端发来的数据，并对此数据进行校验，校验正确后将数据送显示并进行保存；在发送负载控制命令前，根据进水和炉水指标数据情况判断是否要加药或排污，然后通过发送控制命令来控制负载开关。

本发明的另一目的在于提供一种应用所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统的数据处终端。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明利用传感器技术、嵌入式系统和虚拟仪器等技术构建锅炉水质动态监护的智能化服务系统，使用无磷水处理剂，在工业锅炉正常安全运行情况下能够实现自动除垢，最终实现锅炉的无垢缓蚀运行；能够帮助企业减少燃煤，减少烟气污染物的排放、减少含磷废水的排放，确保锅炉的安全、节能、经济运行。在我国以中小企业为主体经济的环境下和中小企业转型升级过程中，具有重大的社会效益。

本发明基于腐植酸钠防垢剂和虚拟仪器技术构建锅炉防垢的监控系统，实现动态水质监视和智能除垢防垢，提高锅炉的工作效率并确保工业锅炉的安全，最终实现较低成本下的节能减排。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统结构示意图；

图中：1、后台监控系统；2、进水数据采集模块；3、炉水数据采集及控制模块。

图2是本发明实施例提供的采集板通信示意图。

图3是本发明实施例提供的232转485图。

图4是本发明实施例提供的负载控制模块电路图。

图5是本发明实施例提供的采集器主程序流程图。

图6是本发明实施例提供的加药控制流程图。

图7是本发明实施例提供的排污控制流程图。

图8是本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统主程序流程图。

图9是本发明实施例提供的模式相关操作流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明利用传感器、嵌入式系统和虚拟仪器等构建锅炉水质动态监护的智能化服务系统，主要包括采集器和后台控制系统两个模块，采集器负责数据采集和接收PC机命令并按照PC机命令发送数据和进行负载开关控制，后台控制系统负责实时显示进水和炉水的指标数据并保存，判断指标是否在正常范围内并控制负载。

如图1所示，本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统包括：后台监控系统1、进水数据采集模块2和炉水数据采集及控制模块3。

后台监控系统1，通过总线实时发送读取命令并显示进水数据采集模块2和炉水数据采集及控制模块3发来的指标数据，根据指标情况对炉水采集模块发送加药和排污控制命令。

进水数据采集模块2，通过RS485总线与后台监控系统1通信，利用进水相关的检测仪将检测到的指标数据通过RS485总线发送给采集板，然后采集板将数据通过总线发送给后台监控系统1。

炉水数据采集及控制模块3，通过RS485总线与后台监控系统1通信，根据后台监控系统的命令对加药和排污负载模块进行开关控制。

进水数据采集模块2进一步包括：进水数据采样板、pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、钙镁离子浓度检测仪、流量计；进水数据采样板通过RS485总线与pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、钙镁离子浓度检测仪、流量计通信。

炉水数据采集及控制模块3进一步包括：炉水数据采集及控制板、pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、色度检测装置、加药和排污负载模块；炉水数据采集及控制板通过RS485总线与pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、色度检测装置、加药和排污负载模块通信。

炉水数据采集及控制模块3的进水数据采集模块利用流量计和多个检测仪实时检测进水的进水量、pH值、电导率、氯离子和钙镁离子，炉水数据采集及控制模块利用多个检测仪实时检测炉水的PH值、电导率、氯离子和色度，并根据PC端发出的负载控制命令对加药和排污负载模块进行控制。采集板将采集到的进水和炉水的指标数据分别保存在缓冲区，等待PC端的读取命令。

采用的检测仪都是可以从市场上直接购买的，pH检测仪的型号为WPH-2000，可测量pH的范围为-2.00～16.00。电导率检测仪的型号为WCON-2000，可测量0～200mS/cm的电导率。氯离子和钙镁离子检测仪均选用WION-2000型号离子计，测量范围为0～20000ppm。具体参数可参考www.waterinst.com/products/tiber-online-control/。流量计购买的是翔腾的XT-LUG型号的锅炉给水流量计，其具体参数可参考www.cntrades.com/b2b/jsxsyb188/sell/itemid-35713272.html。色度检测的装置是基于市场上购买的颜色传感器TCS230进行设计开发的。

色度检测装置通过TCS230传感器测量R、G、B三者的脉冲，然后500ms依次统计其中一个的脉冲数，取三次统计的平均值后分别得到R、G、B的值保存至缓冲区，等待采集板的读取命令。TCS230传感器中带有红色滤波器、绿色滤波器以及蓝色滤波器的光电二极管各有16个，还有16个不带有任何滤波器的，能最大限度地提高颜色识别的精确度，减少误差。色度检测装置接收到采集板的读取命令后，对命令进行校验，校验成功则将缓冲区的RGB值发送给采集板。

炉水数据采集板是基于STM32微控制器开发的，STM32处理器采用ARM最先进的系统架构Cortex-M3，采用数据与程序相互独立的哈佛结构，是一中低功耗的ARM嵌入式芯片。它实现了Thumb-2指令集结构，具有很高的代码密度，可降低系统对存储器的要求，16位的代码密度几乎接近32位指令的性能。该处理器具有单周期乘法和硬件除法指令，大幅度提高了浮点运算的处理能力，内置快速中断控制器NVIC，极低的中断处理时间，能满足高速、临界控制的需求。STM32处理器具有较强的处理器性能，其运行速度比其他芯片要快很多，能满足实时采集和通信的要求。炉水数据采集板与PC端进行通信时，为了使用方便以及为了与其他设备通用，因此炉水数据采集板设置成232接口的，而且PC机默认的只有RS232端口，但是232接口具有传输速率低，抗干扰能力弱和传输距离短的缺点，而RS485总线刚好能弥补这些不足，因此炉水数据采集板与PC端的通信以及炉水数据采集板与检测仪之间的通信均采用232转485的方式进行通信，如图2所示。

加药和排污负载模块对排污和加药进行控制，加药口就一个，而排污，对于不同的锅炉型号有1～3个的排污口，因此负载控制模块设置了四个端口，各通过一个继电器进行控制，每一个端口控制的方式是一样的，因此只放一个端口的电路图。如图4所示，继电器线圈的两个端子分别接在二极管的两头，二极管的作用是为了让线圈的能量进行释放，所以此二极管是一个续流二极管。

本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统的各个模块之间以及数据采集板和响应的检测仪之间均通过RS485总线进行相互通信。进水数据采集模块利用进水相关的检测仪将检测到的指标数据通过RS485总线发送给采集板，然后采集板将数据通过总线发送给后台监控系统。炉水数据采集模块的炉水数据采集板与炉水指标检测仪之间也通过RS485总线进行通信，同时，炉水数据采集板根据后台监控系统的命令对加药和排污负载模块进行开关控制。后台控制系统通过总线实时发送读取命令并显示数据采集模块发来的指标数据，然后根据指标情况对炉水采集模块发送加药和排污控制命令。RS485总线是半双工的工作方式，支持多点数据通信，抑制共模干扰，总线最大传输速率可以达到10Mbit/s，最大的通信距离为1.2km左右，可用于构建远程测控系统。

本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法包括以下步骤：

步骤一，进水数据采集模块利用进水相关的检测仪将检测到的指标数据通过RS485总线发送给采集板；

步骤二，采集板将数据通过总线发送给后台监控系统。炉水数据采集模块的炉水数据采集板与炉水指标检测仪之间也通过RS485总线进行通信，同时，炉水数据采集板根据后台监控系统的命令对加药和排污负载模块进行开关控制；

步骤三，后台控制系统通过总线实时发送读取命令并显示数据采集模块发来的指标数据，然后根据指标情况对炉水采集模块发送加药和排污控制命令。

本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的数据采集板包括进水和炉水两块，数据采集板的程序主要由PC端通讯驱动及命令响应程序、传感器通讯驱动及传感器数据采集程序和采集板命令发送程序构成。PC端通讯驱动及命令响应主要负责与PC端通讯，在接收到PC端的命令之后，识别命令内容，并执行相应的操作，如发送相应指标的数据，或者打开或关闭相应的负载开关。传感器通讯驱动及传感器数据采集程序负责与采集板通信，在接收到采集板的读取命令后，将相应传感器的数据，放到相应采集板的缓冲区中。采集板命令发送程序按照一定的规律轮流向不同的传感器发送数据上传的命令。主程序流程图如图5所示，此流程图是针对炉水数据采集板画的，对于进水数据采集板，不同的只有控制负载，这步在进水中是不需要的。

本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的的后台监控系统操作界面包括菜单选择、步骤指引、进水指标显示、炉水指标显示以及负载控制四个部分。用户可以通过选择菜单对一些基本参数进行设置、对保存的数据进行生成报表操作等。步骤指引部分指引用户按照界面所示步骤进行操作，其中端口和负载控制模式的选择只有在系统不运行的情况下才可用，运行情况下禁用并变灰。第1步的端口选择是选择与采集器进行通信的串口号，即采集器接入电脑的端口号。第2步的负载控制模式选择是选择系统自动控制负载开关还是由用户手动控制开关，即自动加药或排污模式还是手动加药或排污模式。进水指标和炉水指标的显示部分实时显示从数据采集终端读取的数据。负载控制部分负责手动控制加药和排污，并实时显示负载状态，负载的控制按键(加药和排污)只能在系统运行时可用。

步骤指引放在最上面是为了让用户在开始运行程序之前先进行选择。加药和排污是针对炉水的，因此将负载控制以及负载状态放在炉水指标一栏中。这样的界面设计可以让用户更直观地观测水质指标情况，更好地使用本系统。

本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的控制规则在用户设定的加药周期和排污周期下，系统根据进水和炉水的指标情况判断是否要进行加药和排污以及计算加药量和排污持续时间，然后通过采集器对负载进行控制，以达到除垢防垢的目的。加药和排污的控制直接决定了锅炉的防垢效果和水质的合格率，因此加药和排污是本系统最主要的部分，也是最复杂的部分。

本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的加药控制，加药量计算公式为：加药量＝f*(硬度指标*总水量)，f为用户自定系数，硬度指标为8h的平均值。系统刚启动时，一次性加满水，根据进水指标以及进水流量情况，直接一次性加药(可手动也可自动)。运行后，加药模式分为手动和自动，手动情况下，直接根据用户对加药按键的操作对加药进行控制，加药按键为图6右下角的加药/排污控制下的加药开关控件。自动情况下，根据用户设定的加药周期进行加药，自动加药可一次性加药也可分次加药，分次加药可以设定每次加药间隔和每次加药百分比。在自动加药模式中，当PH<10.0,色度<标准下限时，调整加药量，每次增加10％；当pH>12.2，色度>标准上限，每次减少10％。

如图7所示，本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的的排污控制，排污也分为手动和自动两种模式，手动模式与加药控制的手动模式相同，按键为图5右下角的排污开关控件。自动模式下，系统根据用户设定的排污周期进行排污，直至排污持续时间结束，排污持续时间的计算公式如下：

每个排污口持续的时间＝排污总量÷排污口数量÷每秒排污量；

排污总量＝m*给水氯离子÷(炉水应控制的电导率÷实际电导率*炉水实际氯离子—给水氯离子)*100％*锅炉型号*排污周期，m为用户自定系数每秒排污量即排污速率、m、排污周期均为用户设定。

如图8所示，本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的监控系统以5s为周期，向数据采集终端发送一次命令，15s一个轮回。一次轮回分别发送读进水板卡数据、读炉水板卡数据和负载控制3个命令。命令发送完成后，接收采集终端发来的数据，并对此数据进行校验，校验正确后将数据送显示并进行保存。在发送负载控制命令前，根据进水和炉水指标数据情况判断是否要加药或排污，然后通过发送控制命令来控制负载开关。

本发明实施例提供的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的采用Modbus的远程终端系统(Remote Terminal Unit，RTU)传输模式，波特率选用9600bit/s，该协议通信以数据包方式实现，其具体协议如下：

读数据与控制命令协议

表1读数据与控制命令格式

数据响应协议

表2数据响应格式

在读数据与控制命令格式中，地址是待接收此数据包的设备的地址，待接收设备根据接收此数据包的命令字来执行相应的功能，比如，命令字为0x03时，读取指标数据；命令字为0x06时，对负载进行控制。发送读数据命令时，数据1～数据N(N一般为4)指明从哪个寄存器开始及读取多少个数据，各占两个字节。PC端对采集模块发出控制命令时，数据1～数据3均为0，数据4为加药口和排污口的开关数据。

在数据响应格式中，地址是响应设备的地址，命令字为现执行的功能，数据长度为数据1到数据N的字节个数。采集板响应PC端读数据命令时，数据1～数据N为要向PC机发送的进水或炉水相应传感器的数据。检测仪响应采集板读数据命令时，数据1～数据N为当前响应的检测仪的数据，占4个字节。响应控制命令时，数据1～数据N为从PC端接收到的数据。

校验码CRC是对地址、命令字、数据长度、数据进行校验，占两个字节。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统，其特征在于，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统包括：

后台监控系统，通过总线实时发送读取命令并显示进水数据采集模块和炉水数据采集及控制模块发来的指标数据，对炉水采集模块发送加药和排污控制命令；

进水数据采集模块，通过RS485总线与后台监控系统通信，利用进水相关的检测仪将检测到的指标数据通过RS485总线发送给采集板，然后采集板将数据通过总线发送给后台监控系统；

炉水数据采集及控制模块，通过RS485总线与后台监控系统通信，根据后台监控系统的命令对加药和排污负载模块进行开关控制。

2.如权利要求1所述的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统，其特征在于，所述进水数据采集模块进一步包括：进水数据采样板、pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、钙镁离子浓度检测仪、流量计；进水数据采样板通过RS485总线与pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、钙镁离子浓度检测仪、流量计通信。

3.如权利要求1所述的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统，其特征在于，所述炉水数据采集及控制模块进一步包括：炉水数据采集及控制板、pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、色度检测装置、加药和排污负载模块；炉水数据采集及控制板通过RS485总线与pH值检测仪、氯离子浓度检测仪、电导率检测仪、色度检测装置、加药和排污负载模块通信。

4.一种如权利要求1所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法，其特征在于，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法包括以下步骤：

步骤一，进水数据采集模块利用进水相关的检测仪将检测到的指标数据通过RS485总线发送给采集板；

步骤二，采集板将数据通过总线发送给后台监控系统；炉水数据采集模块的炉水数据采集板与炉水指标检测仪之间也通过RS485总线进行通信，同时，炉水数据采集板根据后台监控系统的命令对加药和排污负载模块进行开关控制；

步骤三，后台控制系统通过总线实时发送读取命令并显示数据采集模块发来的指标数据，然后根据指标情况对炉水采集模块发送加药和排污控制命令。

5.如权利要求4所述的统的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法，其特征在于，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的数据采集包括进水和炉水；PC端通讯驱动及命令响应主要负责与PC端通讯，在接收到PC端的命令之后，识别命令内容，并执行相应的操作，发送相应指标的数据，或者打开或关闭相应的负载开关；传感器通讯驱动及传感器数据采集程序负责与采集板通信，在接收到采集板的读取命令后，将相应传感器的数据，放到相应采集板的缓冲区中；采集板命令发送程序轮流向不同的传感器发送数据上传的命令。

6.如权利要求4所述的统的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法，其特征在于，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法根据进水和炉水的指标情况判断是否要进行加药和排污以及计算加药量和排污持续时间，通过采集器对负载进行控制，除垢防垢。

7.如权利要求4所述的统的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法，其特征在于，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的加药量计算公式为：加药量＝f*(硬度指标*总水量)，f为用户自定系数，硬度指标为8h的平均值。

8.如权利要求4所述的统的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法，其特征在于，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的排污持续时间的计算公式如下：

每个排污口持续的时间＝排污总量÷排污口数量÷每秒排污量；

排污总量＝m*给水氯离子÷(炉水应控制的电导率÷实际电导率*炉水实际氯离子—给水氯离子)*100％*锅炉型号*排污周期，m为用户自定系数每秒排污量即排污速率、m、排污周期均为用户设定。

9.如权利要求4所述的统的基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法，其特征在于，所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢方法的以5s为周期，向数据采集终端发送一次命令，15s一个轮回；一次轮回分别发送读进水板卡数据、读炉水板卡数据和负载控制3个命令；命令发送完成后，接收采集终端发来的数据，并对此数据进行校验，校验正确后将数据送显示并进行保存；在发送负载控制命令前，根据进水和炉水指标数据情况判断是否要加药或排污，然后通过发送控制命令来控制负载开关。

10.一种应用权利要求1～3任意一项所述基于虚拟仪器的工业锅炉防垢系统的数据处终端。