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计算机监控系统在化学水汽品质监督中的应用

发布时间：2009/6/12 阅读次数：740 字体大小: 【小】【中】【大】

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计算机监控系统在化学水汽品质监督中的应用

潘志刚

（河北兴泰发电有限责任公司，河北　邢台　054000）

摘要：文章介绍了计算机监控系统在化学水汽品质监督中的应用，该系统为化学监督提供了有利的保障，使化学水质调节实现了仪表化、自动化，使其更及时、更准确。
关键词：化学监督；计算机监控；应用；数据采集

1　概述
1．1　投产时在线仪表的特点及问题
　　河北兴泰发电有限责任公司在线仪表是在19世纪80年代中期随机组投产的。当时国内化学仪表工业还处在起步阶段，使用的仪表为国产电导率仪、酸度计、钠度计、DJ－101溶解氧表，此外还有英国肯特的6801硅表和瑞士8888硅表。国产仪表当时是分立式元件组成的动圈表，由于制造工艺及材料的原因，测量电极精度低，维护量大，尤其DJ－101溶解氧表，调整困难，运行条件要求高，准确度差，精度等级为十级。而进口的硅表维护费用高，投运不久就退出运行。其它大部分仪表一段时间后也逐步退出运行。化学监督主要靠手工试验来完成。
1．2　在线仪表更新的目的及要求
　　化学分析实验一般2 h或4 h进行一次，然后再根据实验结果调节加药量或排污。这样容易滞后或超调，使水质波动。发电机组的大型化对化学水质要求越来越高，如果水汽品质控制不当很容易造成热力设备的结垢和腐蚀，甚至发生爆管事故。
　　化学在线仪表的不断发展为计算机连续监控提供了可能。但要求化学仪表测量准确、精度高、反应灵敏，且维护量少。
2　系统的组成
2．1　化学在线仪表
　　为了实现化学仪表计算机监控，从19世纪90年代后期开始，河北兴泰发电有限责任公司先后对6台机组中的5台进行了改造，安装了计算机监控系统，并更换了部分化学在线仪表，如酸度计采用PHG－228－A型，误差±0．05 pH；溶氧表采用DOG－328－A型，误差±1％FS。经过几年的运行表明，表计和监控系统的选型是成功的。
2．2　数据采集
　　数据采集采用现场分布总线形式，主要使用研华ADAM4017和ADAM4520 2种模块，具有结构简单、造价低、扩展灵活的特点。
　　ADAM4520模块是RS232C－RS485转换模块。由于标准计算机的配置只提供RS232C通讯口，而RS232C只能进行点对点通讯，且传输距离短，不适应工业应用，因此必须将其转换。
　　RS485通讯除具有一点对多点的通讯特性外，ADAM4520模块最多可连接255块I／O模块，每个模块有其唯一的地址，当计算机通过ADAM4520模块发送命令时，同时发送了模块的地址，然后ADAM4520模块处于侦听状态；此时其它模块均处于接收状态，当接收到的地址与自己的地址相同时，模块根据命令响应，发送响应信息。RS485通讯信号采用比较方式，数据传输要求线压大于200 mV，可进行长线传输，最大距离可达1 200 m。还可使用ADAM4510模块中继器进行延长。
　　ADAM4017模块是6通道16位精度的模数转换模块，将化学分析仪表或其它模拟信号转换为数字信号。ADAM4017和ADAM4520之间采用标准双绞屏蔽线，传输速率为9 600 bps，最大可达38．4 kbps。
2．3　系统配置
　　该系统采用ADVANTECH610工控机，配以监控软件，通讯转换模块ADAM4520 1块，模数转换模块ADAM4017若干，另根据机组的具体情况配备ADAM4060（4路继电器输出模块）、隔离开关量输入模块ADAM4052、数模转换模块ADAM4021、温度采集模块ADAM4013等，见图1。

3　系统功能
　　a．实时显示各监测点的各项监测项目，如电导率、pH值、溶解氧等在线仪表，使运行人员随时掌握运行工况。
　　b．具有两点标定功能，确保在线仪表指示值与计算机指示值的一致性。
c．及时产生报警信息。
　　d．可显示、打印实时曲线、历史曲线，查找历史数据方便、快捷。
e．自动生成日、月、年报表，并可显示、打印。
　　f．在机组停运或校验仪表时，可关闭相应仪表的数据采集，确保统计报表的准确性。
　　g．故障自诊断功能，可实时监测计算机系统和外围设备（包括监测、控制设备）的使用状态。
h．1台计算机可同时监控多台机组。
　　i．允许其它传输方式及协议的监测、控制设备引入系统。
　　j．支持网络功能，可通过网络将监测、控制、统计数据提供给其它用户。
　　k．操作记录软件可将每一次操作都记录下来，以便查询分析。
4　存在问题及改进意见
4．1　存在的问题
　　a．在计算机画面上应设置水样状态数据，便于运行人员及时调整。
　　b．该系统通过几年的运行，性能稳定，实现了在线监测。但对系统的控制功能仍在试验阶段。＃8机组安装了自动加磷酸盐装置后发现，要同时满足pH值和PO4 3－两项指标都合格并保持稳定有难度。
4．2　改进意见
　　a．监控软件进行改进，加入水样的状态。并加装与厂局域网联接的通讯软件及接口，为全厂生产联网创造条件。
　　b．要实现自动控制还需对加药泵、阀门等执行机构进行更换调整。通过扩展模块直接控制加药泵，或与自动加药装置相连接控制电机的启、停、转速，并可监测溶液箱的液位、泵的启停状态、电机的故障。目前电厂自动加药是PID调节器加变频器控制，由于水质信号受到其它因素影响比较大，如取样滞后、负荷不同、锅炉燃烧状况不同、管路渗漏状况不同、温度不同等，这样自动加药有时会受到外界强烈干扰而出现加药扰动，改进后的计算机监控系统可以方便地观察到这一变化而进行控制。
　　c．系统首先采集在线仪表的测量值，根据电厂的实际情况采用区间PID调节。由于计算机的存储量大、计算速度快，系统能预测加药量，并可自动检测采集滞后时间，通过历史数据控制加药。当仪表指示值变化较大时，系统可根据负荷变化、流量（或排污量）快速调整，保证了水汽品质合格率。
　　d．系统可采用ADAM4052隔离开关量，通过输入模块监测加药状况，如溶液箱的液位、泵的启停状态、电机的故障；采用ADAM4060模块控制加药电机的启停；采用ADAM4021模块产生4～20 mA的电流信号给变频器。
5　结束语
　　该系统已在河北兴泰发电有限公司＃4～＃8机上安装运行3 a多，运行稳定可靠、性能良好。通过监控提高了水汽品质，使调节更及时、更稳定。降低了劳动强度，并具有投资少、功能扩展灵活方便等特点，对类似电厂化学监控系统的改造具有借鉴意义。

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