在线实时监控系统

关键词： 降损 损耗 调度 系统

在线实时监控系统（精选十篇）

在线实时监控系统 篇1

2.系统实现理论网损的实时在线计算, 并结合EMS和TMR数据形成多角度、全方位的网损智能分析。系统实时跟踪电网运行状态, 实现电网损耗的在线分析和计算;真实反映电网理论损耗;系统结合EMS和TMR的计算得到影响网损的各因素对于网损增减的方向性影响以及影响的量化指标, 达到多角度、全方位的网损智能分析。

3.网络结构变化对网损影响权重自动定量分析, 通过自定义操作集, 设定预想的运行方式, 计算网络拓扑结构变化对网损影响的方向以及量化指标。

4.发电厂、负荷网损权重定量分析, 模拟升降发电厂机组以及负荷出力, 计算发电厂和负荷对输电网损耗影响的方向及权重。

5.结合TMR和EMS信息的实时数据预处理, 通过EMS系统的实时信息与TMR系统电量数据相结合, 对网损计算输入数据进行预处理, 并根据此信息对TMR数据进行处理 (如, 代供操作发生时的数据自动切换处理) , 进行实际网损的统计分析。

6.网损分摊计算, 通过电源点网损分摊率分析, 为电网的发电计划编制及合理安排电网运行方式提供数据支持, 为节能发电调度提供分析工具。

7.建立输电网损耗专家分析决策库, 从短、中、长期全方位对电网运行提供分析决策, 即通过无功优化计算辅助制定短期电网调整策略;根据发电厂、负荷网损扫描提供中期发电负荷调整策略;根据网络拓扑变化对网损的影响提供长期的网络结构调整与规划策略。

生物量浓度实时在线检测方法的研究 篇2

生物量浓度实时在线检测方法的研究

微生物的存在会改变发酵液的电特性,发酵液在无线电频率范围内的电容率增量是测量频率和生物量浓度的函数.基于对发酵液电容率分布的研究,提出了测量生物量浓度的`新方法.用此方法不用取样就能对发酵液中的生物量进行实时在线测量,而且测得的是活的生物量浓度.制作的电极直接插入发酵器中并满足高温蒸气灭菌条件.此方法在生化制药、食品发酵、啤酒酿造、污水检测等工业领域里有很好的推广应用前景.

作 者：王贻俊 樊育 L.OLSSON J.NIELSEN WANG Yi-Jun FAN Yu L.OLSSON J.NIELSEN  作者单位：王贻俊,樊育,WANG Yi-Jun,FAN Yu(山东轻工业学院自动化系,济南,250100)

L.OLSSON,J.NIELSEN,L.OLSSON,J.NIELSEN(Department of Biotechnology, Technical University of Denmark, DK-2800 Lyngby, Denmark)

刊 名：生物化学与生物物理进展  ISTIC SCI PKU英文刊名：PROGRESS IN BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS 年，卷(期)： 27(4) 分类号：Q93-338 关键词：发酵液   生物量浓度   实时在线检测   电容率分布   高温灭菌  

在线实时监控系统 篇3

关键词：超长距；实时；在线监测

1.引言

随着电网的建设发展，在新疆地区直流输电、750kV及特高压输电系统的建设中，经常出现200km以上甚至400km的超长站距，由于这些超长站距输电线路经过的地区交通不便，自然条件恶劣，甚至是无人区地带，同时也对超长距光缆的维护管理工作带来诸多不便，维护人员也缺少相应维护的工具和技术手段，对光缆的运行安全和维护工作提出了严峻的挑战。

电力系统光纤传输网络运行的可靠性是关系电力安全生产、高效稳定运行的重要保障，承载包括自动化、营销、继保、输配电等专业在内的大量重要业务，光缆中断将造成多套保护设备退出运行，遥控命令无法下达等严重后果。

2.建设的必要性

新疆地区地域辽阔，资源丰富，全疆发展也很不均衡，国家正在加大对新疆的投资与开发力度，为新疆电网的建设也带来难得的机遇，带动了新疆电力通讯网络的发展，同时也促进了超长站距的光缆建设的需求；虽然超长站距光通信技术已被国家电网成功应用于包括新疆在内的多个直流输电、750kV及特高压输电系统的建设工程中，有很好的发展应用前景，但是由于以上各种原因，给光缆的维护管理工作带来了很多不便，维护人员也缺少相应维护的工具和技术手段。因此，对超长站距光缆监测系统的研究已显得十分必要。

3.实现的目标

可对光缆进行24小时全天候自动监测，同时实现对功率变化点（或故障点）进行定位，根据监测结果进行分析比对，形成报表及图形。

实现监控中心异地远程备援支持，使通信光缆发生故障时仍可以进行故障定位及告警转发。将被动维护变主动维护，协助管理人员维护和全面掌握该光缆网络状况，提高光纤传输网络运行的可靠性，为电力安全生产、高效稳定运行的提供重要保障。

解决每年检修测试时缺乏针对超长站距OPGW光缆的检测工具和技术手段的问题。为超长站距的检修测试提供光功率量测表、光特性量测比较表、光纤障碍告警统计报表等报表打印分析功能。

4.建设方案

4.1监测原理

1）、高灵敏度光功率计

目前，适合于光纤通信系统应用的光检测器有PIN光电二极管（PD）和雪崩光电二极管（APD）。雪崩光电二极管由于有20～30的倍增因子，它的灵敏度更高，因此更适合用于微弱信号的探测。本方案由于是超长距离的监测，在光纤的接收端光信号会非常微弱，为了能够探测到微弱的光信号，我们将采用雪崩光电二极管，使光功率计的灵敏度达到-70dBm以上。

2）、高功率稳定光源

与通信信号不同，光功率监测不能在线路中进行光信号的增益与放大。因此，为了配合超长距离的监测，除了需要高灵敏度的光功率计，还需要高功率的稳定光源，以增加监测距离。

3）、高动态光时域反射仪（OTDR）

光时域反射仪是根据光在光纤中传播时发生的瑞利散射和菲涅尔反射现象研究出的划时代技术。光时域反射仪可以测量出光纤的特性曲线，从而分析光纤的各种事件点，如：熔接点、光接头、弯曲等等，也可以准确地判断出光纤断裂的距离。因此，光时域反射仪被大量地应用于光缆线路的维护工作中。

在超长线路的两端分别用OTDR对光纤进行量测的方式，测量的结果是两条看似无关的光纤特性曲线，但实际上是一条光纤的二个部分。为了便于光缆维护管理人员查看，了解光缆线路的平均衰减、接头损耗和熔接点损耗等物理性能参数，需要将这两条特性曲线采用先进的数学技术“拼接”起来，像通常一样用一条特性曲线表示光纤的特性。

4.2线路状况

750kV哈密变到750kV塔下中继站之间为超长OPGW通信光缆，长度为320km。

4.3监测方案

在新疆750kV哈密变和塔下中继站间320公里无中继的超长光缆上，不改变现有网络架构的情况下，利用备纤部署超长站距的光缆实时在线监测系统。

1）在哈密变和塔下中继站设置远程监测单元RTU各 1套；

2）主备网管系统，在光缆出现故障或通信阻断的紧急情况下仍可迅速告警定位；

3）支持OTDR的双向启动测试及测试曲线合并分析；

4）实时在线监测系统应最少占用备用光纤资源，节约宝贵光缆资源占用；

5）超长光缆长期全程损耗统计和维护检修测试报表打印分析；

6）超长站距GIS/GPS/RFTS整合，解决检修缺乏工具和技术手段的问题。

7）充分扩大系统的监测覆盖范围，在监测管理超长距光缆的同时，可通过升级扩容系统功能模块，即可利用原有的两侧RTU站点监测周边的其它光缆通信线路。

4.4网管通道方案

RTU提供10/100M Base-T Ethernet接口，采用最通用的TCP/IP协议做通信组网，使用2M通道，通过协议转换器转换为Ethernet进行通信。

5.结语

新疆750kV哈密变到750kV塔下中继站超长距光缆实时在线监测系统的应用解决现有通信网络存在可靠性不高的问题，提高应急抢修处置能力，利于在新疆电网在输电系统建设中推广应用超长站距技术。

为新疆电力公司骨干通信网络提供更加完善、可靠、稳定的通信传输网络，保证电力生产业务的安全、稳定、可靠运行，为建设坚强、统一、和谐智能电网提供强有力的通信网络保障。

本工程的解决方案对同类工程的实施应用具有一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]Q/GDW 561-2010.输变电设备状态监控系統技术导则[S].2010.

[2]Q/GDW 245-2008.架空输电线路在线监测系统通用技术条件[S].2008.

[3]Dostert K. Powerline communications[M].Prentice Hall PTR，2001.

作者简介：

在线实时监控系统 篇4

变电站设备的在线监测系统一般是基于可见光监控为主, 一般起到安防和消防的目的;而对于变电站设备常见的电流制热、电压制热故障的在线监测, 目前也已广泛采用红外热成像技术进行故障检测。

电流制热缺陷一般是瞬态可以判定的, 所以常规的红外热成像技术, 对于电流致热设备的发热检测相对容易;但对于电压制热设备的发热, 基于其的故障特性, 需要长时间观察设备的温度变化趋势才能来判定缺陷, 显然, 这一点是常规热成像技术无法做到的。常规热成像技术只是根据同类设备的正常状态和异常状态进行简单的热图对比, 这样无法有效的判定缺陷, 判定缺陷带着很多主观的因素, 给变电站设备的正常工作带来了不确定的隐患。

为了能够有效、即时、准确地检测出变电站设备存在的缺陷, 尤其是电压制热的缺陷, 本次的研究重点放在了基于动态实时红外热成像技术的基础之上。在变电站的高压开关场内挑选合适的位置, 安装数字动态双通道红外热像仪, 采用360°*n云台固定安装方式, 配合光纤传输, 将所有实时监控到的数据传输到变电站的监控室。系统的工作分为两种主要方式, 第一种为巡视, 用于发现变电站常规的电流制热缺陷;第二种为详细观察, 用于发现变电站由于电压制热所引发的缺陷。系统配合报警功能, 令变电站工作人员能随时监控到变电站设备的工作状况与潜在故障, 并对重点设备的温度变化趋势进行监控, 同时帮助工作人员制作工作报告。设备全面覆盖220 k V设备区域, 部份覆盖110 k V设备区域, 同时, 可预留出其他安装点, 用于移动式工作探头的安装。

1 变电站设备温度在线监测系统

1.1 总体构架

传输基础是基于千兆网的光纤传输方案设计的, 采用这种设计方案, 可使系统有极大的网络冗余量, 以便于用户进行更深入的应用开拓与系统升级, 整体系统架构如图1所示。

如图1所示, 系统整体分为前端探头, 中间传输设备, 后台工作站三大部分。三大部分的组成及功能如下:

1) 前端探头:前端探头部分相当于整个系统的眼睛, 由集成16 bit全数字动态红外热像仪及高清可见光摄像机的云台组成。16 bit全数字动态红外热像仪可以实时采集、分析、存储被测目标每个点的温度值, 并且以数字的方式通过网络向后台传输;高清可见光摄像机选择sony EX48型工业摄像机, 可以清晰拍摄被测目标的白光, 并且在夜晚时, 自动切换为黑白夜晚模式, 仍可清晰拍摄被测目标;云台具备多达80个预置位, 并且可连续360°旋转, 有效的覆盖了变电站的测量范围。

2) 中间传输设备:中间传输设备相当于整个系统的血管, 由光端机、光纤和多路光纤适配器组成。光端机负责采集红外的网络信号、可见光的视频信号及云台的422信号, 并将其转化为光纤信号;光纤负责信号的传输;多路光纤适配器保证了系统的多路扩展功能。

3) 工作站:工作站相当于整个系统的心脏, 由服务器、网络交换机等组成。负责接收前端探头采集到的数据, 并对这些数据进行分析处理, 实现系统人机的交互, 实现系统的所有功能。

三个部分为一个有机的整体, 又相互模块化独立工作, 一方面保证了系统的所有功能, 另一方面, 又保证了系统的稳定性、成熟性和良好的可扩展性。

1.2 系统扩展方式

如图1, 系统具备良好的可扩展性, 系统可在不影响原系统的状态下, 进行可靠的并行扩展。

1.3 系统特点

1) 通讯方式:传统的变电站红外远程图像监控系统, 采用视频加串口的通讯方式, 记录的仅仅是视频数据, 而并非红外数据, 同时, 通过串口进行传输, 传输速率慢, 传输数据量有限, 不能实时记录设备的温度变化, 容易遗漏设备潜在故障。本次系统设计将不再采用这种方案, 而采用全部基于千兆网络传输设计方案, 即通过网络将红外热像仪所拍摄到的包含全部16位温度数据的视频流实时传输到控制站。

2) 数据库 (基于SQL Server数据库) :对于记录下来的所有数据的信息, 都能存储于数据库中。当有需要时, 在数据库中输入关键条件 (如设备名称, 记录时间, 设备温度, 缺陷类型等) , 即可从数据库中自动搜索到含有上述关键条件的数据。输入的条件可以为多种, 软件能对其进行组合并搜索, 并自动生成相应设备的历史温度变化曲线。

3) 对监控设备能形成长时间的温度变化曲线:对于变电站里的重点设备, 如主变压器, 可对其温度变化进行长时间的记录, 并自动生成温度变化曲线。当有需要时, 可从数据库中读取某指定设备在不同时间段的各条温度变化曲线, 自动组合成一个完整的曲线。

4) 云台监控路径设定:采用具有80个 (或以上) 预置位, 并可360°*n连续旋转的云台, 每个预置位所对应电力设备可以在数据库中建立对应的数据档案资料, 可以对设备的运行情况进行实时跟踪与快速检索, 并自动生成历史温度变化曲线图。

5) 在实时监控过程中, 对监控设备在特定云台预置位的温度能自动生成曲线

在实时监控过程中, 可对云台设置预置位。当云台每次经过设置好的预置位时, 能对预置位上的设备进行定位和测温;用户只需在软件上选出感兴趣的预置位及其对应的设备以及时间段, 软件便能自动生成关于该设备的温度———时间变化曲线。该过程可以在云台正常巡检过程中实现, 而不需要事后生成。

6) 能手动输入负荷, 并自动生成负荷曲线, 用户可以在软件中手动输入某设备的负荷, 软件随即对该设备的负荷自动生成相应负荷变化曲线。

7) 多路红外与可见光实时同时显示, 本系统要求在一台工作站的显示器上能实时同时显示4路红外以及4路可见光图像 (并且不改变图像的原始分辨率) 。同时, 用户也可以通过同一台工作站, 在两台显示器上对多台红外热像位与可见光摄像机的全分辨率图像进行实时显示、操作与温度数据分析, 即在一台显示器上显示上述监控画面, 同时在另一台显示器上分析指定的图像与温度数据。

8) 图像分辨率的优化, 对于观测距离比较远的设备, 若红外热像仪所拍摄到的红外图像不够清晰, 应能利用多幅图像分辨率序列增强的技术, 将原始分辨率的红外图像进行优化与处理, 使红外图像的分辨率得到大幅度提高, 以满足使用需求, 同时处理后的图像依旧可以进行温度分析。

1.4 实现的功能

1) 红外热成像与设备异常报警, 红外温度数据趋势分析。

2) 设备历史温度数据库检索。

3) 红外和可见光图像的远程传输和监控:满足远程红外图像传输性能稳定, 失帧少的特点。

4) 满足红外热图像动态采集、实时测温分析、监控精确的动态温度分析, 全数字化传输存储。

5) 具备强大的温度分析功能, 超温报警提示, 测温校正:环境温度、温度及距离测温校正。

6) 能够实现远程摄像机控制, 预制定位, 远程切换, 自动巡视等。

7) 发生异常时, 可自动推出关联图像。

8) 具备强大的远程图像监控功能, 可远程控制镜头、云台等设备。

9) 可手动输入电压等级。

3 结束语

相对于可见光监控系统和常规的红外监控系统, 本系统将解决以往的技术难题, 可实现如下功能:

1) 解决电压制热缺陷的判读难题, 实现对变电站设备温度的动态实时监测, 通过趋势分析软件对重点设备的温度变化形成温度曲线图, 使缺陷的判断更加直观、准确。

2) 解决传统的变电站红外图像监测系统中所采用的视频信号加串口数据 (RS232/RS485) 的通讯方式所带来的缺点, 如传输速率低, 传输数据量有限, 不能实时监控等, 实现全部监控数据采用基于光纤的网络传输方案, 对所有的数据, 特别是红外热像仪的包含全部16位温度数据的视频流, 必须通过网络光纤实时传输到监控室。

3) 红外热像仪的选择采用16 bit实时动态红外热像仪, 较之以前的静态红外热像仪只传输视频信号, 无法实时获取每个点的温度值, 只能够通过色标获得不准确的模拟温度值, 现在可以实现通过数据实时获得被测目标每个像素点的数字温度值, 提高了测量的准确性与真实性。

4) 对于云台预置位的设定, 为满足拍摄范围, 将云台的预置位数量设定为80个, 并采用可360°*n连续旋转的云台, 每个预置位所对应电力设备可以在数据库中建立对应的数据档案资料, 可以对设备的运行情况进行实时跟踪与快速检索, 并自动生成历史温度变化曲线图。

摘要：针对传统的红外成像技术难以有效、及时、准确地检测出由于电压制热导致的变电站设备缺陷问题.本文对比分析了基于可见光与红外热成像技术的优缺点, 设计了基于动态实时红外热成像技术的变电站设备在线监测系统, 通过数字动态双通道红外热像仪及360°*n云台固定安装方式, 配合光纤传输, 能将所有监控到的数据实时传输到变电站的监控室, 真正实现了有效、实时、准确的设备故障监测与数据传输。

关键词：电压制热,红外热成像技术,动态实时技术,在线监测,云台固定方式

参考文献

[1]雷达技术发展规律和宏观趋势分析[J].雷达学报, 2012, 1 (1) :19-27.

[2]高颖慧, 王平, 李君龙, 等.复杂战场环境下的防空反导光学成像制导技术[J].现代防御技术, 2012, 40 (1) :6-10.

[3]范晋祥, 岳艳军.红外成像系统新概念新体制的发展[J].红外与激光工程, 2011, 40 (1) :1-6.

[4]范晋祥, 张渊.新概念红外成像系统的发展[J].红与激光工程, 2008, 37 (3) :386-390.

[5]Keith Lewis.Systems for persistent surveillance[C]//SPIE, 2011, 8165:816514.

[6]Slinger C W, Bennett C R, Dyer D, et al.An adaptive coded aperture imager:building, testing and trialing a super-resolving terrestrial demonstrator[C]//SPIE, 2011, 8165:816511.

[7]Willett R M, Marcia R F, Nichols J M.Compressed sensing for practical optical imaging systems:atutorial[J].Optical Engineering, 2011, 50 (7) :072601.

[8]Robert Muise, Abhijit Mahalanobis.Recent results of integrated sensing and processing using a programmable hyperspectral imaging sensor[C]//SPIE, 2006, 6245:624502.

[9]Muise R, Mahalanobis A.Compressive and adaptive imaging for target exploitation[C]//SPIE, 2009, 7442:74420A.

煤炭监控系统实时监控企业生产状态 篇5

《中国税务报》2009.08.26刘顺民，廖永红，曾祺元，曹文

记者从江西省安福县国税局了解到，该局在煤炭行业征管中应用了煤炭产量远程监控系统，有效提高了煤炭企业征管效率。据统计，今年截至7月底，该局辖区内煤炭生产企业共缴纳增值税608万元，同比增收86万元，增长16.5%。

安福县国税局局长邓志忠介绍说，煤炭企业的税收征管一直是该局征管工作中的难点，之所以难管主要是因为难以准确掌握煤炭企业产量等关键生产数据。该局辖区内的煤炭生产企业大都地处偏僻，生产规模较小，而且企业地质条件、矿井深度存在很大差异，税务机关很难掌握其实际产销情况。此外，大部分煤炭生产企业没有规范的财务管理制度，既没有设置账簿，财务核算也不规范，并在经营中多采用现金进行交易，这些都为税务机关征管带来了困难。

邓志忠说，为加强煤炭企业税源管理，安福县国税局先后采用过用电量计算企业煤炭生产量；通过计算人工工资来推算煤炭产量和通过巷道坑木用量测算煤炭产量等多种方法试图测定煤矿企业的产量和销量来加强征管，效果都不明显。该局还曾委托乡镇“煤检站”代为征收税款，并尝试实施了“实时监控、健全账务、巡回检查”的管理办法，但均未达到预期征管目标。

经过多次征管尝试后，该局认为煤炭企业征管的关键要素仍然集中在企业产量上，如能掌握这一关键数据，则所有的问题都会迎刃而解。为此，该局联合地税机关，对全县的煤炭企业进行了全面调查和摸底，并借鉴其他地区经验，在煤炭企业征管中应用了煤炭产量远程监控系统。据该局有关人士介绍，煤炭产量远程监控系统，由外部称重传感器、数据控制器和监控服务器组成。税务机关在煤矿企业出煤轨道上安装称重传感器后，传感器可实时将煤炭企业产量数据传送到控制器，控制器通过无线网络可将企业生产数据实时传输到税务机关监控中心的服务器上，税务机关将取得的企业产量数据与煤炭价格等信息进行比对分析，即可准确掌握煤炭企业的应税数据。

为配合监控系统应用，进一步加强征管，安福县国税局制定了《煤炭产量远程监控装置管理规定》，要求煤炭企业按班次使用《煤炭企业产量登记簿》和《煤炭企业销售登记簿》对企业产销信息进行登记。该局还规定，税收管理员必须定期对煤炭企业进行巡查，对监控系统取得的数据、企业登记簿记录的信息及巡查时了解到的情况进行比对分析。此外，该局还加强了煤炭税收协税护税网络的建设，与地税、工商、煤炭管理、安全监督和国土资源等部门定期召开联席会议，及时沟通信息，共同对煤炭企业实施动态管理。

该局征管科负责人表示，煤炭企业安装了产量监控系统后，征管工作有了起色，但又出现了一些新的问题。监控系统在全县煤炭企业安装运行后不久，监控中心发现该县长布山、大陂等煤矿在夜间出现了数据传输中断的异常情况。该局迅速组织税务干部对其进行了突击检查，发现这些煤矿在传感称重器上搭建了新的轨道，避过传感器的监测运煤，使传感器收集不到产量信息，以此来逃避缴税。针对这一情况，该局经过研究对监控系统进行了改良，在传感称重器上增加了红外线监控装置，使所有经过传感称重器的煤车都无法避开红外线扫描感应。这样，煤炭企业就无法在企业产量上作弊了。

气象实时显示模拟系统 篇6

关键词:HT46R232;检测装置;检测与显示;时间调整

中图分类号:TN955+.1 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2010) 03-0015-01

Weather Simulation System Ror real-time Display

Wang Jincheng

(The School of Information and Communication, Tianjin Polytechnic University,TianJin300160,China)

Abstract:AD-type microcontroller HT46R232 made in HOLTEK is the main control chip, which collect and measure parameters on the atmospheric conditions of temperature, humidity, wind direction and wind speed in real-time, LED displays them after appropriate treatment and provide travel suitable reference index for people in accordance with weather conditions. At the same time this system has the time display and setting function.

Keywords:HT46R23;Detecting device;Detect and display;Adjust time

一、引言

传统的气象信息,要么类似天气预报一样属于远程长时期大范围的报告,对某些具体的场合没有可实用性;要么如同温度计和湿度计,只能显示单一信息,很少对人们周围环境实时的多方面的报告,缺乏人性化。

将传统的仪器与现代数字显示技术相结合的想法,并且充分利用Holtek系列单片机模数转换的优势,开发出一种实时小范围应用的气象站。可用于医院、体育场、居民小区、公园等人们公共场所,也适用于操作、机械等对环境有特殊要求的场合,根据不同环境下应用的要求通过接入不同的感应装置,可以显示温度、湿度、风速、日照强度、空气有毒气体含量等其它信息。直接采集处理和实时显示的结合是其创新点。对比同类产品而言,本系统具有结构简单、成本低廉、小巧轻便、易于操作使用等优点。

二、系统设计

如图1所示,系统中使用传感器TMP36检测温度,使用湿敏电阻HT-201检测湿度,将温度和湿度参数转换为电压信号,经过滤波放大后送至芯片的AD转换器进行采样和计算。由于湿敏电阻阻值与湿度的非线性关系,我们对其进行了分段线性化处理,实验结果表明,该线性化具有很好的精度,能够满足试验需求。温度值具有正负判断和负温度显示功能。为了测定风速和风向,我们设计了小型风速风向检测系统,由固定在轴上的放置于不同方向的光敏电阻测定风向,检测系统的叶片在风力推动作用下旋转,固定于转轴上的韦根传感器产生和风速成比例的脉冲宽度,利用定时器/计数器测量脉冲宽度,处理和计算后可得风速。当无风时,我们利用端口输出功能将所有的显示风向的发光二极管熄灭,并且风速显示为零。利用检测到的温度、湿度和风速,利用预先设定的参考值,使用三个不同颜色的发光二极管显示当前的出行指数,为行人外出提出某些有益的参考。该作品具有时间月、日、时、分显示功能,为了保证时间精度,具有手动调节和核对功能。手动调节月、日、时、分的信号经过与门后送至外部中断端口,在外部中断处理子程序中进行时间的调节。由于使用了外部中断扩展,由一个中断入口控制四个中断源,从而极大的降低了主控制器的开销,使得系统有足够的时间实时的显示气象条件和及时处理各种中断。

HT46R232作为该作品中控制器的核心,统筹着所有的测量和显示。对温度传感器、湿度传感器的电压信号进行采样、计算和显示,以及对风速脉冲宽度测量计算和显示,以及其他的功能都是由HT46R232控制和实现的。

硬件上实现了中断扩展,将每个调整信号经过与门后送至外部中断口,从而多个中断源共用一个外部中断。输出信号显示使用了4-16译码器74LS154,从而利用4个输出端口控制了14个LED的显示。

三、结束语

本作品为实验开发产品,由于实验条件所限,所选择器件尚未达到最好水平,例如本产品中的湿度传感器可选择电压型,与本产品已选择的电阻型相比更加便于测量和计算;同时本产品只使用了一个温度传感器,在测量范围较广的温度检测应用中可连接多个温度传感器以求取温度平均值,力求更加准确。本产品所用的显示设备为八段码显示器,可将其该为LCD显示器而进一步缩小作品体积,并增加显示内容。也可在现有的展示手段中加设扬声设备,可做报警声,提示声等。

参考文献:

[1]HT46R47,HT46R22,HT46R23,HT46R24 A/D型单片机使用手册,盛群半导体股份有限公司,2005

在线实时监控系统 篇7

1试验流程及原理

1.1试验流程

本在线色谱实时检测系统的核心部件为在线采样通道、自动进样器、气相色谱仪及色谱数据采集器等,其检测流程如图1所示。

系统通过泵不断地从装置中抽取液体进行循环,保证检测时取到的是反应装置内的实时样液,能准确地反映其物质组成情况。在线装置控制单元间隔一段时间取一次样,样品随载气进入到气相色谱仪中,经色谱分离柱分离后,组分由检测室检出。装置控制功能由西门子S7-200 PLC来完成。(1)

1———进样口;2、11———稳压阀;3、12———压力传感器;4、7———电磁阀;5、9———三通阀;6———汽化室;8———旁通阀;10———回流口;13———色谱仪

1.2自动进样原理

该在线色谱自动进样器采用压差控制原理,对进样量进行定量调节。在工作状态下,液体样品通过进样口1进入,在进样电磁阀4已关闭的前提下,适当调节进样稳压阀2和旁通阀8,使得进样压力p1保持稳定;同样在关闭进样电磁阀4的前提下,调节载气稳压阀11使载气压力p2恒定于某个压力值,并使p1>p2。当需要进样时,开启电磁阀4,关闭电磁阀7。由于压差Δp(Δp=p1-p2)的作用,可保证进入气相色谱仪的样品流量保持恒定。具体计算公式为:

式中Qx———样品流量,μg/s;

K———流量系数;

ρx———样品密度,μg/cm2;

p1———进样压力;

p2———载气压力。

此时,只需通过控制电磁阀7的闭合时间t就能准确控制进入气相色谱仪的样品进样量Mx。具体计算公式为:

式中Mx———样品进样量,μg;

t———进样时间,s。

2软件设计及实现

在保证硬件系统测量准确的前提下,要求使用的终端软件工作站操作也应更加灵活、方便,其良好的操作界面有利于用户迅速掌握软件的使用方法,正确输入各种数据和指令,减少或避免操作中的失误,达到较高的工作效率。鉴于在线色谱检测系统的特殊性,笔者用VB语言为其开发了一套专用软件,能同时实现:对在线装置的控制与监测,色谱数据采集,谱峰检测及计算,谱图显示,数据存储及查询。

2.1在线装置的控制与监测

要使所开发的谱图分析软件具备硬件控制功能,必须使其与色谱控制单元(PLC)实现通讯,做到既能接收控制单元传输的数据,又能下达操作指令给控制单元。本系统分析软件与PLC之间通过OPC(OLE for Process Control)通讯。西门子推出的PC Access软件是专用于S7-200 PLC的OPC Server(服务器)软件,故以下通过VB6.0与PC Access通讯来实现数据交换。

建立VB项目之后,首先要在菜单的“工程”、“引用”弹出窗口中,设置选取“Siemens OPC DAAutomation2.0”,然后定义全局变量,连接服务器。具体开发过程遵循图2所示的流程图。

由图1所示的试验流程及自动进样原理可知,本系统需要对多个参数进行控制及监测,主要包括进样时间、循环时间、压力设定值、实测值及电磁阀的开关等。通过与PLC通讯,各个工艺参数及控制量均能在软件界面中显示,并且可根据工艺需要,在线修改各个变量。

2.2色谱数据处理

2.2.1数据采集

色谱数据采集单元是色谱工作站的重要组成部分。它是工作站图谱的数据来源,准确、快速地采集到数据是工作站的核心。由于色谱仪所发送出来的数据为电压模拟信号,而计算机只接收数字量信号,因此采用浙江大学智达信息工程有限公司研发的N2000色谱工作站将色谱仪的电压模拟量信号转换为数字量信号,并通过RS232接口同计算机相连,实时、连续地往计算机发送色谱信号数据包。软件系统使用VB中的MSComm控件和时钟控件定时地读取数据,并用于图谱显示与数据分析。图3为色谱数据采集通讯图。

2.2.2谱峰识别

对于色谱图数据的处理,均离不开噪声滤除、谱峰检测及谱图解析等几个主要方面。本软件采用移动平均滤噪法对采集到的色谱数据进行滤噪,一阶导数变化趋势法来检测峰的各特征点。

移动平均滤噪是一种比较简单的平滑方法。具体做法是把连续2m+1个采样点看成一个队列,每次采样到一个新数据放入队尾,并扔掉原来队首的一个数据(先进先出原则),由这连续的2m+1个数据求得的算术平均值作为新的观测值。其一般形式为:

当m值较大时,可以采用下式:

化工自动化及仪表

一阶导数变化趋势法通过分析谱峰信号的斜率变化来进行谱峰检测。在计算某一点的斜率时,采用了以下方法[7]:

式中fi———第i点的斜率;

xi———第i点的色谱数据。

检测过程中,按照峰起始点、顶点和结束点的顺序依次进行识别。此外,为处理基线漂移现象,程序中设置了一个斜率阈值PT,其值可根据实际情况修改,原则上应使基线斜率落在[-PT,PT]上。

2.3谱图显示

界面谱图显示主要利用VB中的object.Line画图方法进行。该方法利用VB的循环控制结构将各相邻数据点按时间顺序连接成直线(由于数据采集的时间间隔很小,小时间区间内谱图线可近似为直线),最后得到整张谱图。同时,软件按照所设计的谱峰识别程序分别找出峰起始点、顶点和结束点,并将结果显示出来,谱图显示界面如图4所示。

谱图界面还提供了一系列操作按钮。其中“进样”按钮用于控制系统的运行;“自动进样”和“手动进样”按钮用于系统手/自动的无扰动切换;而当用户按下“标定”按钮时,即可弹出标定画面,输入标准样的峰面积及含量,作为后续检测的标准。此外,用户还可以根据出峰情况随时调节时间和电压范围。

2.4数据存储及查询

数据存储及查询模块主要包括两个方面:对色谱原始数据的保存和查询,即时间值和电压值;

第38卷

对试验结果的保存和查询,包括试验时间、峰名、保留时间、峰面积及含量等相关信息。同时,为方便用户进行后期数据处理,软件具备数据导出功能,可以将保存的分析结果导出至Excel文件中,大大提高了工作效率。试验结果查询的代码如下:

3试验结果分析

为检验该在线色谱实时检测系统的定量重复性,笔者让该装置在较稳定的环境下连续运行,并结合自行开发的软件,对其进行了考察。试验中使用山东鲁南瑞虹的SP-6800A型气相色谱仪及氢火焰检测器,待仪器稳定后对相应浓度的酒精溶液在同一条件下重复进样10次,记录峰面积,结果见表1。

根据贝塞尔公式,其标准偏差为:

则相对标准偏差为:

以上结果表明峰面积重现性较好,该在线色谱实时检测系统能达到定量检测的要求。

4 结束语

介绍的在线色谱实时检测系统基于压差控制的原理较好地解决了微量液体自动进样的问题。装置结构简单,安装使用方便,可连接国内外各种型号的气相色谱仪。其自主开发的谱图检测分析软件实现了硬件自动控制与传统色谱工作站的双重功能,使系统自动化程度更高,适用性更强,大大提高了工作效率。经试验,该系统的准确性、重复性均能满足要求,可以在现场长周期运行。

参考文献

[1]张玉贞.002A型在线色谱仪在LLDPE装置中的应用[J].化工自动化及仪表,2000,27(6):55～58.

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[6]曹芹,侯善勇.在线气相色谱分析在连续自动大气监测中的应用[J].科技创新导报,2009,(19):12.

在线实时监控系统 篇8

在十多年的开发和应用实践过程中,PROFIBUS以其技术的成熟性、完整性和应用的可靠性等多方面的优秀表现,在现场总线技术领域中成为国际市场上的领导者,PROFIBUS是目前唯一能够全面覆盖工厂自动化和过程自动化应用领域的现场总线。基于PROFIBUS的FCS网络结构是:底层由一个或多个PROFIBUS总线网络和其他子网组成,用来完成底层的控制和数据采集等任务;上层由工业以太网组成,完成对底层数据的整合和处理。图1为典型的FCS系统结构图。

现场总线的I/O从站一般离控制室较远,而且比较分散,加上现场环境复杂,一旦发生故障,使用现有的诊断工具进行故障位置判断、准确找出故障原因会需要较长时间,这对正常生产有很大影响。因此设计实时在线的故障诊断系统,实现在控制室实时显示故障状态,并准确定位故障位置,将会大大缩短检修时间,减少维护费用,提高系统运行效率。

现有PROFIBUS诊断工具有较大的缺陷,一是非实时在线系统,只能进行短时在线的报文采集和分析工作;二是适用性差,只能对单一的网络进行诊断,而不能对大中型的FCS进行诊断;三是诊断范围小,不能全面诊断FCS各层次的状态和故障;四是诊断系统智能化程度不高,使用不方便。国内外诊断工具研究现状比较如表一所示。针对上述不足,在对PROFIBUS进行深入分析研究的基础上,我们设计开发出了一套全新的基于工业以太网和PROFIBUS的FCS故障诊断系统。

1 PROFIBUS诊断层次划分与分析

1.1 诊断层次划分

本系统把在监控层和控制层之间的PLC主站作为执行诊断的第一个层次,本层次主要提供系统诊断和从站诊断数据;在底层网络中挂接诊断中继器,它在控制层与重要现场设备层之间作为执行诊断的第二个层次,本层次主要提供底层诊断数据。

1.2 系统诊断

PROFIBUS系统诊断主要用以完成对FCS控制层各主站的全面诊断,下位机通过调用SFC51“RDSYSST”读取局部系统状态表(System Status List)得到系统诊断数据,获取CPU指示灯状态,局部系统状态表的标识符为W#16#0019;获取CPU诊断缓冲区诊断信息,标示符为W#16#00A0。将这些诊断数据有规律地存放在对应的数据块中,建立诊断数据块,通过上位机软件分析诊断数据的结构及其意义,并表征出来。

1.3 从站诊断

1.3.1 与从站诊断有关的中断组织块

当DP从站出现部分节点故障、信号模块导线断开、I/O通道的短路或过载、模拟量模块的电源故障等故障时,CPU的操作系统将在故障产生和消失时,分别调用一次诊断中断组织块OB82;当机架、DP主站系统或分布式I/O由于掉电、总线导线断开、I/O系统等原因发生故障时,CPU的操作系统将在故障出现和消失时,分别调用一次机架故障或分布式I/O的站故障中断组织块OB86;如果I/O访问错误中断,如CPU访问有故障的I/O模块、不存在的或有故障的DP从站的PI/PQ输入输出数据,或访问了一个CPU不能识别的I/O地址,那么CPU的操作系统将在每一个扫描周期调用一次OB122。下位机程序把每个中断组织块局部变量中的诊断数据存储到数据块,为上位机软件从站诊断提供诊断数据。

1.3.2 FB125诊断功能块

FB125功能块是西门子公司提供的一个驱动中断功能块,可在OB1、OB82、OB86中直接调用,并存储诊断数据信息。诊断数据块中包含所有站的诊断信息,通过上位机分析可得到从站的组态、从站丢失等故障信息,以及故障从站的诊断报文,部分模块还可以得到故障通道的具体诊断信息。

1.3.3 诊断报文

PROFIBUS提供了一个方便的、功能强大的诊断信息报文,不但在上电起始阶段主站会自动进行诊断请求,而且每当从站出现异常时,任何一个主站都可以向任何一个从站发送诊断请求,故障从站向主站发送诊断响应报文。上位机通过分析诊断报文,就可以对故障从站的故障状态进行深入分析。

1.4 底层诊断

底层诊断主要完成对现场通信总线所引起故障的诊断。在底层网络中挂接诊断中继器,作为从站在设备运行期间提供来自PROFIBUS底层的诊断数据,并与主站交换诊断信息。下位机软件把诊断数据存储到数据块;而上位机则主要通过组态形象的诊断画面,表征出电缆破裂、电路短路、终端电阻丢失、单个总线网段中有两个或更多的诊断回路、总线网段中有太多的节点、节点距离诊断中继器太远等故障原因及准确位置。

2 诊断系统设计

系统主要由硬件系统和软件系统两部分构成,硬件系统由基于工业以太网的多个PROFIBUS网络组成。目前国内大中型PROFIBUS系统主要采用西门子公司的大中型PLC作为系统主站,所以下位机软件采用西门子公司的STEP7,完成底层硬件组态及数据采集的任务。鉴于PROFIBUS与Win CC良好的融合性,上位机软件选用西门子组态软件Win CC作为设计平台。诊断系统故障诊断流程图如图2所示。

2.1 下位机软件数据采集系统

在控制系统硬件的基础上,对系统稳定运行影响比较大的网段挂接诊断中继器,以完成对该网段的底层故障的准确定位。参照诊断层次的划分,下位机软件系统主要负责对诊断数据的采集、判断、整合和存储,并把诊断数据存储到定义好的DB块。

2.2 上位机软件组态画面设计

上位机软件主要是编写后台数据处理程序,实现对诊断数据的分析处理,并在组态画面上准确、有效、形象的显示诊断结果,在完成直观画面显示的同时又能实现系统的所有功能。整个上位机软件结构如图3所示。

2.3 上位机软件数据表征方法

上位机软件系统需要编写有效的判断程序和设计丰富的诊断画面,才能对海量的诊断数据进行形象化的显示,因此就需要研究一套诊断数据的表征方法,其实现过程的关键环节大致分为变量赋值和画面设计两部分。

变量赋值表征方法关键点:首先是创建结构类型的变量,避免由于重复性的变量连接,而极大降低系统开发设计后程序的运行效率;二是把诊断数据命名为有具体意义的变量名称,例如:LED_run_1,代表模块RUN指示灯的第一个字的判断数据。三是编写高效的VBS脚本程序,实现外部变量到内部变量的赋值,把大量诊断数据缓存以避免数据丢失,并能适应画面处理速度的需要,同时循环执行函数的赋值语句,使内部变量实时刷新显示外部的变量值。故障从站详细诊断数据赋值内部变量的实例如图4所示,通过程序判断诊断数据,确定主站地址和从站地址,再把具体的诊断信息保存到相应的内部变量。例如6号主站带的72号从站故障类型判断结果,会保存在M6S72.ERROR_TYPE内部变量。

画面设计表征方法关键点:画面设计主要是针对数据表征需要,对图标颜色变化、闪烁频率变化、数据与文字显示组合等信息进行充分的综合运用,同时运用恰当的Photoshop位图,以使画面美观。

3 实验室测试平台搭建及测试结果分析

搭建平台简介:河南省信息化电器重点实验室工业控制网络实验室拥有自主研发的工业控制网络实验平台,实验室的八套试验台构成工业以太网络,每台均采用西门子的大中型PLC S7-300作为系统的主站,从站设备选用不同厂家的产品。其中包括诊断中继器、S7200+EM277、ET 200M、ET 200L,以及BECKHOFF公司的BK3120,WAGO公司的750-333、750-833和752-323等从站。挂接诊断中继器的网段硬件结构示意图如图4所示。

测试过程:1)确定实验对象,为了试验方便,本测试系统选用实验室八套试验台中的两台组成工业以太网络,先对两个实验台进行组态并测试,其中6号主站的DP网络组态有诊断中继器。2)人为制造错误,试验台6从站62去掉终端模块。

调试结果分析:系统诊断测试,实验中系统诊断画面显示主站6有故障、故障从站个数2、各个指示灯状态与实际主站控制器上显示结果完全一致;诊断缓冲区显示系统调用OB86时间、错误从站号、故障优先级等详细信息,并将其保存到历史数据库中。

从站诊断测试:实验中从站详细诊断信息显示故障从站62方框字体变红色、方框闪烁,代表62号从站有故障,并显示62号从站故障信息的详细文字描述及诊断报文;10号从站是诊断中继器模块,用方框蓝色闪烁表示虽然模块本身正常,但受到影响,同时也有详细的文字描述及诊断报文显示。诊断系统主站组态画面如图6所示。

底层诊断测试:诊断中继器利用“反射检测”的方法来测量距离,通过计算诊断中继器发出信号的传输时间得到距离的值。信号经过每个PROFIBUS连接器时,由于阻抗的存在,时间将被延长,即每个站将增加约0.7m的距离,会包括在总长度内。上位机系统采用优化的冒泡排序法编写底层数据处理程序,确定每个从站具体物理位置,最终消除0.7m的误差。

6号主站拓扑信息诊断实验中,测得从站距离诊断中继器距离分别为2.4m、3.3m、3.8m、2.4m、5.3m,与实际测量相差0.1m左右,同时显示故障点距离诊断中继器5.3m,并指示故障就在62号从站上,反射故障率为100%,说明62号从站A/B线没有终端电阻。画面中还可形象地显示拓扑结构图。

4 结束语

我们研发的基于工业以太网和PROFIBUS的FCS实时在线故障诊断系统完全实时在线地与FCS控制系统并行工作,诊断层次深,适用范围广。下位机完成诊断数据采集的任务,上位机完成数据显示和处理的任务,达到了对整个基于ROFIBUS的FCS系统三层故障诊断的设计目标。本系统现已在烟厂制丝线实际工程系统中应用,在半年多时间的运行中,共报告从站设备故障,以及底层通信电缆故障近50条次,并对主站状态进行连续监测报告。这些实际运行结果表明该系统技术先进、功能完善、稳定可靠,为工程技术人员快速排除故障带来了极大方便,同时,用于系统维护成本的降低和停机时间的缩短,为用户间接创造了可观的经济效益。

参考文献

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[4]陶汝云.PROFIBUS-DP总线从站自诊断功能在切丝机中的应用.烟草科技/设备与仪器,2005,12.

在线实时监控系统 篇9

重庆中节能三峰能源有限公司在长寿新区, 利用企业废弃的熄焦显热、副产放散的煤气建设“重钢长寿新区CCPP-CDQ余热回收利用工程”, 工程主要内容包括建设:四套燃气-蒸汽联合循环发电站 (以下简称CCPP电站, 搬迁一台已有南汽PG6581 50MW CCPP联合循环发电机组, 新建3台杭汽M251S 50MW CCPP联合循环发电机组) 、二座干法熄焦发电站 (简称CDQ电站, 建3台25MW汽轮发电机组) 及一座额定蒸发量130t/h的燃气锅炉。CCPP4#、6#汽轮发电机组于2010年9月投产;CDQ1、2#汽轮发电机组于2010年11月投产;每台凝汽器冷却面积2000M2, 冷却水设计流量4000M2/t;CDQ循环水系统外部环境非常恶劣, 每天有大量焦炭灰尘落入水系统, 凝汽器不锈钢管内大量结垢, 夏季室外温度42℃;造成凝汽器端差较高 (夏季6月份高达14℃, 6月15日数据;平均大约11.4℃, 3月13日数据) 、真空度较低, 机组效率下降。冷却塔填料时有脱落, 引起凝汽器换热管堵塞及降低冷却塔冷却效率;将直接导致凝汽器真空恶化, 严重影响机组的经济运行。

2 系统简介

循环水泵、冷却塔、风机和凝汽器共同组成了汽轮机的冷端系统。汽轮机冷端系统工作效率的高低直接影响到汽轮机真空的高低, 也即直接影响机组的循环效率。尤其以凝汽器水侧结垢或堵塞对冷端系统工作效率的影响最大及最为常见。基于流体动力、强化换热, 利用凝汽器实时在线清洗及强化换热高性能系统装置RCCS解决问题;RCCS (Real-time online condenser cleaning&enhance heat transfer system) 是英文名称的简称。

RCCS强化换热、除垢、防垢的工作原理是:参考循环水泵设计流量、扬程放大系数作为基础, 利用循环水的流速驱动RCCS旋转轴承, RCCS长期在凝汽器不锈钢管内不停地快速旋转 (600~1200r/min) , 同时改变凝汽器管道内水的流速状态, 由层流变成紊流, 破坏水垢形成。

3 阻垢形成和RCCS换热数据测试

(1) 凝汽器循环水侧污垢的形成一般要经历五个阶段:起始、运输、附着、老化、剥蚀。凝汽器不锈钢管水侧污垢形成的五个阶段中任何一个环节遭到破坏, 不锈钢管水侧污垢就难以形成;只要在凝汽器不锈钢管内针对这五个阶段采取合适措施, 就能有效的防垢和除垢。

针对水侧管壁的结垢机理, RCCS打断或干扰了污垢形成的三个关键阶段, 第一阶段在污垢的起始阶段, RCCS通过强化凝汽器不锈钢管内循环水为扰流, 增强水侧和蒸汽换热, 降低了凝汽器不锈钢管内壁局部温度, 降低了以碳酸盐为主的硬垢的析出;第二阶段在污垢的附着阶段, RCCS通过刮扫凝汽器不锈钢管管壁、强化水状态为扰流, 防止了硬垢及软垢的附着;第三阶段在污垢的剥蚀阶段, RCCS通过刮扫凝汽器不锈钢管管壁和强化扰流, 加快了附在不锈钢管壁硬垢及软垢的剥离。

(2) 强化换热

表1为RCCS强化换热测试数据, 测试管型号为准25×0.7mm, 材质为306不锈钢管。从低流速到高流速、低雷诺数到高雷诺数下的强化换热效率进行了测试。RCCS强化扰流作用非常明显, 能有效提高水侧管壁的换热系数。理论计算及试验数据强烈支持支持了这一点。内置RCCS的强化换热测试数据:

4 目前机组存在问题

4.1 4#汽轮机器端差全年运行趋势 (见图1)

4.2 对凝汽器清洗前后其端差值比较 (如图2)

4.3 2011年3月-12月的运行数据 (如表2)

由表2数据表明, 端差平均值夏季最高达13.8℃, 因此可以判断, 凝汽器不锈钢管水侧结垢造成换热效果不佳, 端差偏大。

4.4 端差与凝汽器真空度关系

厂家提供额定工况平衡图中指出电功率, 凝汽器冷却面积, 凝汽器真空度、冷却水量、冷却水温、排汽温度、汽耗、热耗、端差等相应关联。查饱和蒸汽热力性质图表及根据厂家提供冷却水温变化对功率的修正曲线, 计算不同温度区间时饱和温度每上升1℃时, 计算出相对应的饱和压力增加值。尤其是在南方夏季, 当排汽温度>45℃时, 端差每升高1℃, 排汽压力将上升0.52~0.94k Pa。

5 汽轮机组安装RCCS后数据分析和对比

(1) 汽器清洗前后运行数据对比 (见表3) 。

注:取正常工况下每一天典型数据。

(2) 表4验收实测数据时间2013年8月2日10点32分室外温度37℃。

(3) 安装RCCS后, 机组的凝汽器端差将下降6.4℃ (3月13日数据) , 在不增加冷却循环水泵功率的情况下, 考虑水温升变化, 排汽温度至少下降6℃。以4#机组现有工况为例, 2012年3月23日的排汽温度为51.6℃, 该排汽温度近似为全年平均排汽温度, 此时机组的功率修正系数K0=0.93, 安装RCCS后, 排汽温度下降为45.6℃, 此时机组的功率修正系数K1=0.963功率修正系数差值△K=K1-K0=0.963-0.93=3.3%, 即安装RCCS后, 机组的发电量会提高3.3%以上。

6 实际应用中面临的问题及改进方法

(1) CDQ一期外部环境恶劣、大量焦碳粉尘进入循环水系统、造成水质非常恶劣, 每年清洗水池粉尘15t左右, 严重影响凝汽器换热, 对凝汽器不锈钢管焊接位置腐蚀严重, 造成大面积泄漏。

(2) 电厂施工的特殊性, 施工工期短;设备安装空间狭小。

(3) 凉水塔运行时间长, 填料老化, 设计过程中未考虑填料损坏防护网, 填料卡RCCS设备轴承, 长时间运行, 造成设备损坏。

改进方法:

(1) 为了防止冬季冷却塔碎料等杂物进入凝汽器, 在塔底循环水进口端前加装弧形的滤网带, 成本低廉, 经济适用。

(2) 要求RCCS项目施工前进行详细的现场勘查, 制定周密的施工组织计划。

7 结束语

凝汽器传统的物理或化学清洗方式比较, RCCS以其实时在线及强化换热的性能而优势明显。机组采用RCCS技术后, 将能实现显著的经济效益。其经济性体现在几方面: (1) 减小端差, 提高凝汽器真空, 大幅提高机组效率; (2) 减少凝汽器每年清洗费用; (3) 提高机组安全性; (4) 避免化学清洗或机械清洗造成的的损伤及腐蚀。

摘要：并免除人工及化学清洗费用, 避免凝汽器垢下腐蚀, 提高机组运行安全, 减小端差, 经济效益显著。

实时在线监测,可以轻松实现吗 篇10

为解决此问题, 根据透射率与吸光度之间的关系, 采用激光透射的方法进行测量, 而高速高精度的数据采集卡才能胜任这一过程中的数据采集, 才能保证系统的实时在线监测。对该系统而言, 除了激光驱动电路的稳定性和信号调理电路的质量, 数据采集平台的可靠性和工作速度将是实时在线监测目标的重要挑战。

一、系统设计的考虑

系统结构框图如图1所示, 经调制后的激光通过分光器后, 分得两束光, 其中一束经过待测浊液后进入接收端1, 另一束光直接进入接收端0, 分别经过接收端的信号处理后, 形成两路输入信号, 进入数据采集系统, 构成双通道的液体浊度测量装置。

二、进行硬件设计

1、光源驱动电路

系统使用635nm半导体激光器作为光源, 为了降低噪声信号的干扰, 便于检出有用信号, 将激光源调制成1KHz的方波脉冲。频率源选择稳定性和精确性更好的1MHz有源晶振。采用分频电路对1MHz信号进行1000分频以输出频率稳定性好的1KHz方波信号。

2、信号调理电路

系统中采用对射式接收方式, 采用光电二极管作为光电探测器。光电二极管将光信号转变为电流信号后, 进行I/V转换及前置放大, 将电流信号转变为强度更大的电压信号。为了提取出有效信号, 采用带通滤波器对信号进行滤波, 以获得1k Hz的有效信号。为了进一步提高采集信号的强度, 采用同相比例放大电路进行放大。

3、数据采集卡硬件

系统的数据采集模块采用高性能数据采集卡PCI-9846H来设计。PCI-9846H数据采集卡为凌华科技的高性能数据采集卡, 为16位4通道型, 如图2所示。PCI-9846H数据采集卡可以对高达20MHz的高频高动态范围的输入信号进行采样, 采样率40MS/s。如此高的采样率为实时在线测量提供了有效保证。PCI-9846H带有512MB的板载内存作为缓存, 不会受限于PCI总线的传输率, 能记录下更长时间段内的波形情况, 可以实现更广泛的应用。PCI-9846H系列数字化仪配备了4个高度线性化的16位A/D转换仪, 能满足具有高度动态范围设备的理想应用需求。PCI-9846H拥有四个同步模拟输入通道, 四条通道可分别以最大采样率10MS/s、20MS/s和40MS/s进行同步采样, 可以有效满足同步多通道数据采集, 以保证系统各通道数据的同步性, 对于实现高精度的测量系统提供有效的保障。

本系统为双通道测量系统, 选择使用其中的两个通道CH0和CH1。CHO通道的输入信号为参考信号, CH1通道的输入信号为通过待测溶液之后的测量信号。

三、软件的实现

软件系统是虚拟仪器的重要组成部分, 本测量系统中采用Visual Basic开发系统的应用软件, 界面设计非常便捷, 编程工作量小, 开发周期短。此外, ADLINK公司也提供了适用于Visual Basic环境下的控件:DAQPilot。通过查阅相关技术手册, 可以获得该控件各属性的使用方式。DAQPilot同时也附带了一些程序模板, 使软件开发更加方便, 非常易于开发软件系统。在VB的开发环境中, 本系统的应用程序软件界面如图3所示。

在窗口程序设计界面, 在DAQPilot向导中可以进行板卡的设置, 选择通道0和1为输入模拟信号的两个端口。在采样率方面, 每个通道的采样率设置为200000。由于输入的有效信号频率为1KHz, 所以在每个信号周期中, 能够有效采集200个数据点, 完全能够满足精度要求, 能够非常准确地描述信号波形数据。除了上述的各项设置, 还可以对DGraph控件的X轴进行属性页的设置, 以改变在显示窗口中的显示状态。

四、测试与性能分析

1、系统测试

在系统的实际测试中, 采用标准量具测量液体的体积, 采用滴定一定量的浓度均匀的牛奶来改变待测溶液的浊度。实验步骤如下:

(1) 将烧杯中加入定量体积的纯净水。

(2) 校准好光学装置, 定量向纯净水中加入牛奶, 使用胶头滴管进行定量滴定, 每加入一滴牛奶, 搅拌均匀并等浊液稳定下来后, 按下系统软件上的计算按钮, 得到两路输入信号强度之比, 该数据即为透射率。每滴定一次, 测量一组数据。

将测量数据用MATLAB进行处理, 以加入牛奶的体积为横轴, 以每次测量透射率的平均值为纵轴, 描点后如图4所示。

从图中可以看出, 这些点的走势是符合指数特征的, 采用一个适当的指数曲线可与之拟合, 曲线SSE完全满足了系统的设计要求。

2、系统性能分析

以加入牛奶的量为自变量, 透射率的值为应变量, 应变量和自变量满足一定的函数关系。通过实际拟合曲线与理论推导函数的比对, 可以得到如下系统性能测试结论:

(1) 拟合曲线的前一项指数系数为0.9928, 小于但非常接近于理论推导公式中的指数系数1。0.9928与1之间的误差, 是由于吸收和反射等因素造成的, 透射率的实测值必然比理论值偏小。但是从实际拟合曲线来看, 系统可靠性是比较高的。

(2) 函数关系的第二项指数项前的系数远远小于1, 该项表示了实际值与理论值的一个偏差, 经查阅相关技术资料, 发现在颗粒浓度较高的情况下, 由于存在重叠散射效应, 会有更多的光线透射出去, 也就是透射光更强, 这也正符合了该项的变化趋势。

(3) 根据对数学模型和实际测得的拟合曲线函数形式的比对, 可以推断得出, 在牛奶中影响透射光强弱的微粒应该以一种为主。为了验证这一实验结果, 参考相关资料, 可以发现:均匀的牛奶中主要由脂肪颗粒形成, 脂肪表面被蛋白质所包裹, 所以能在水中稳定存在, 牛奶所显现的乳白色主要就是光线在这些包裹着蛋白质的脂肪颗粒上发生散射所造成的。这也反过来验证了拟合曲线是比较符合实际情况的。