凌华HSL 高速远程控制I/O模块在火力发电中的应用

概述 本文讲述了凌华的自动化产品，高速远程实时控制I/O模块在火力发电锅炉炉管泄漏自动报警装置中的应用。通过高速、实时的采集模块，实现了炉管泄漏早期报警判定泄漏区域位置，显示泄漏噪声频谱，跟踪泄漏发展趋势，实时监听炉内噪声，监视吹灰运行工况，装置系统自检测试，通讯接口远程服务，波导管程控除灰焦等八大功能。 项目原因 由于近几年随着钢铁冶金，化工，建筑等高能源，高消耗，高产出的重工业发展，国家面临能源短缺，各个地方的电力供应不足等现象。为此国家开始宏观调控，同时又在大力发展电力行业，要为经济的发展做进一步的准备。 电力系统是个复杂的控制反馈系统，在发电的过程中涉及的因素非常多，其中锅炉是火力发电中的核心部件，它的工作状态决定了发电的成功。 客户自1997年开始研制了火力发电锅炉炉管泄漏自动报警装置，由于市场的需求和科技进步的发展，目前需要通讯速度更快，布线更为灵活的自动化产品。 项目方案 客户在系统中会最多用到60多个传感器，原先客户使用的是多通道的采集板卡，通过集中布线的方式，如下图。但这样的话会产生以下问题：信号在长距离的过程中会发生信号衰减；布线工作复杂，容易产生出错；采集通道数目收到限制。                    

为了系统升级，更能符合目前系统的要求。现在客户采用了凌华提供的总线式架构的方案，如下图。 这个系统通过一台主机上的HSL通讯卡PCI-7852,从中引出总线，总线通过串联串接了60多个采集信号模块。模块根据现场的情况放置在一体化声波传感器附近。这样的话就减少了传感器的信号线距离。                    

客户采用一体化声波传感器利用声学原理，由特制的增强型声波传感器采集锅炉内各种声信号，并转换成电信号，系统经快速傅立叶变换技术，分析得到声信号的频谱；通过对噪声强度\频谱特征及持续性时间的分析计算判断炉管泄漏。 一体化声波传感器的主要特性和功能如下： ●减少了就地设备的接口 ●简化了整机的系统结构 ●隔离了现场的电磁干扰 ●增强了系统运行可靠性 ●省略前置放大器的安装 ●大大减少了安装工作量 ●调试维护方便                    

凌华的HSL高速采集模块HSL-DALU-NN，可以连续采样100KHZ，总线传输速率达到3MHZ，传输距离达到400米，这样的产品就可以符合把锅炉上近60个一体化声波传感器全部挂在一条总线上，这样就方便了系统的布线。由于客户的传感器是个圆筒状，因此需要把定制模块的形状，从而能和原先的传感器配置。如下图。                    

凌华的HSL（High Speed Link）是一个高速的远程I/O系统，通过类此RS422的硬件规范，可以达到全双工的通讯。通讯的速率达到3MHz,传输距离400米。模块的接口丰富，除了常用的DI/DO带光隔的输入输出端口外，还有采集模拟信号和温度信号的模块。基本上是能满足目前传感器的要求。系统通过实时采集，以100KHz的采样率采集一体化传感器的信号，采集的信号在模块中转为数字信号，而后传到主机，通过主机的CPU运算，对信号进行处理得到实际的锅炉运行状态。 在系统中，客户使用了全自动清灰波导管，其通过HSL上的DO/DI端口，采用计算机编程控制清灰，取代人工机械清灰或气源吹扫，减少了安装与维护工作量，波导管具有清灰、除焦双重功能。这个也是根据系统对锅炉的状态判别得到的控制命令。                      

结论 凌华的HSL模块是目前行业中比较先进的产品，它是采用了近几年国外的先进核心技术，突破了以往总线式产品通讯速度慢，通讯点数少的缺点。同时还克服了在PC-Based架构上的实时通讯的难题。凌华近几年极力于为自动化应用行业提供最新的技术和产品。在火力发电中的锅炉状态检测只是我们从多客户应用中的一例。