applicationofadvantechADAM-4000seriesmodleindatacollectingandmonitoringinbunker

摘要：發電廠耗煤量大，為減少環境污染節約用地，建造大型的儲煤倉存煤，煤長期存放將會使煤的溫度升高并產生可燃氣體，當溫度達到煤的燃點或氣體濃度達到一定濃度時，煤就會發生自燃、爆炸。因此煤倉檢測系統尤其重要。

關鍵詞：組態；數據采集；串口通信

1引言

火力發電廠為保證生產的正常進行，需要儲存大量的煤炭。通常這些場所的煤炭都堆放在露天煤場上，這種儲存方式會造成環境污染、煤炭損失、煤質下降、增加占地以及儲煤含水量、凍結等狀況，影響正常生產。

陽泉電廠為節省占地，有效控制對環境的污染，并減少煤的風吹雨淋損失，節約能源，布置了3只貯煤筒倉，并選用了儲煤與配煤分開的工藝流程。使用筒倉儲煤會產生許多危險因素，如儲煤長期存放將會使煤的溫度升高，當溫度達到煤的燃點時，煤就會發生自燃，煤的氧化速度隨著溫度的升高而加速。與此同時，生成熱量迅速增加，當溫度升高，CO氣體、可燃氣體與空氣混合濃度達到一定的數值后，筒倉極易發生自燃甚至引發爆炸。由此筒倉的安全監測及防爆控制對輸煤系統的安全生產有著重要的意義，與各系統之間形成了復雜的網絡結構及連鎖關系。

2系統設計

為了防止儲煤筒倉事故的發生，實現輸煤系統的安全運行，每個筒倉均設置了溫度傳感器、可燃氣體探測器、一氧化碳傳感器和煙霧探測器，分別對筒倉中的儲煤溫度、可燃氣體濃度、CO濃度及煙霧等參數進行監測。

溫度傳感器選用鉑電阻Pt100系列，分裝在筒倉外壁及筒倉底錐上的護套內，防止其被煤砸壞或磨損；每個儲煤筒倉分別配置可燃氣體探測器、一氧化碳傳感器、煙霧傳感器，安裝在筒倉頂板上，進行氣體含量測量，并將數據送入上位監測系統。

每個筒倉監測設施的現場信號經ADAM系列數據采集模塊，以RS-485通信方式傳送至程控室的計算機數據采集系統，系統具有設置報警、打印統計報表、實時趨勢、歷史趨勢畫面顯示等功能。筒倉安全監測系統的構成如圖1所示。

圖1 筒倉安全監測系統圖

3硬件設計

數據采集模塊是硬件系統的核心，負責采集現場各個傳感器的信號，然后傳給上位機。由上位機處理顯示。在對當前自動化市場充分調研和了解的基礎上，對多個知名品牌的方案詳細論證和考察，考慮現場的實際情況，確定采用研華的ADAM系列通信和I/O模塊。ADMA-4000系列模塊應用EIARS-485通信協議，它是工業上最廣泛使用的雙向、平衡傳輸線標準。它使得ADMA-4000系列模塊可以遠距離傳輸和接受數據。

采集溫度傳感器選用ADMA-4015熱電阻輸入模塊，CO傳感器和可燃氣體傳感器選用ADMA-4017+模擬量輸入模塊，煙霧探頭選用ADMA-4052數字量輸入模塊。將各個采集模塊通過RS-485總線接入程控室，通過ADMA-4520轉換模塊將采集到的信號送到計算機處理。每個模塊在使用前需要使用專用軟件設置參數（如圖2）并且給每個模塊編址，編址后上位可以按照地址巡檢方式識別具體的每個模塊采集數據。整個系統分三層（如圖3），第一層是信息管理層，第二層是數據采集層，第三層是現場設備層，系統條理清晰便于維護。

4軟件設計

上位管理軟件采用MCGS組態軟件，人機界面友好，畫面豐富，操作簡單。可以實時數據顯示、趨勢曲線、報表輸出等日常性監控事務。

MCGS軟件系統由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數據庫和運行策略組成，每一部分分別進行組態，完成不同的工作。

主控窗口：是工程的主窗口，負責調度和管理其他窗口的打開或關閉，可以通過下拉菜單式切換實時數據、實時曲線、報表、報警等界面。

設備窗口：是連接和驅動外部設備的工作環境。在本窗口內配置數據采集和控制輸出設備；注冊設備驅動程序；定義連接與驅動設備用的數據變量。

用戶窗口：主要用于設置工程中人機交互的界面，如系統流程圖、曲線圖、動畫等。

實時數據庫：是工程各個部分數據交換和處理的中心，它將MCGS工程的各個部分連成有機的整體，需要定義所需采集的變量及類型，如圖4所示。

圖4 變量設置

運行策略：主要完成工程運行流程的控制，編寫控制程序、選用各種功能構件等。

上位微機采用串口作為通信接口，采用在串口通信父設備上掛接多個集模塊的X處理機制，實際操作時串口通信父設備構件完成對串口的基本操作和參數設置，子模塊構件為串口實際掛接設備提供驅動。如圖5所示。

圖5 通訊設置

5結束語

采用ADAM系列數據采集模塊可靠性高，抗干擾能力較強，比較適合工業現場使用。MCGS組態軟件進行監控系統設計，與其他高級語言相比，簡單方便，界面生動逼真，完全適用于生產自動化的各個領域。實際應用證明，由MCGS所提供的一些功能諸如模板，圖庫以及向導可以使用戶組態系統所需的時間縮短，同時使系統功能得到增強。用戶可以為任何一種工業應用組建基于MCGS的實時監控系統。MCGS在設計思想上的開放性，使得用戶可以設計使用靈活、編輯簡便、畫面質量和表現形式豐富多樣的監控系統。使電廠檢測數據更直觀。