applicationofadvantechADAM-4000seriesmodleindatacollectingandmonitoringinbunker
摘要：发电厂耗煤量大，为减少环境污染节约用地，建造大型的储煤仓存煤，煤长期存放将会使煤的温度升高并产生可燃气体，当温度达到煤的燃点或气体浓度达到一定浓度时，煤就会发生自燃、爆炸。因此煤仓检测系统尤其重要。
关键词：组态；数据采集；串口通信
1引言
火力发电厂为保证生产的正常进行，需要储存大量的煤炭。通常这些场所的煤炭都堆放在露天煤场上，这种储存方式会造成环境污染、煤炭损失、煤质下降、增加占地以及储煤含水量、冻结等状况，影响正常生产。
阳泉电厂为节省占地，有效控制对环境的污染，并减少煤的风吹雨淋损失，节约能源，布置了3只贮煤筒仓，并选用了储煤与配煤分开的工艺流程。使用筒仓储煤会产生许多危险因素，如储煤长期存放将会使煤的温度升高，当温度达到煤的燃点时，煤就会发生自燃，煤的氧化速度随着温度的升高而加速。与此同时，生成热量迅速增加，当温度升高，CO气体、可燃气体与空气混合浓度达到一定的数值后，筒仓极易发生自燃甚至引发爆炸。由此筒仓的安全监测及防爆控制对输煤系统的安全生产有着重要的意义，与各系统之间形成了复杂的网络结构及连锁关系。
2系统设计
为了防止储煤筒仓事故的发生，实现输煤系统的安全运行，每个筒仓均设置了温度传感器、可燃气体探测器、一氧化碳传感器和烟雾探测器，分别对筒仓中的储煤温度、可燃气体浓度、CO浓度及烟雾等参数进行监测。
温度传感器选用铂电阻Pt100系列，分装在筒仓外壁及筒仓底锥上的护套内，防止其被煤砸坏或磨损；每个储煤筒仓分别配置可燃气体探测器、一氧化碳传感器、烟雾传感器，安装在筒仓顶板上，进行气体含量测量，并将数据送入上位监测系统。
每个筒仓监测设施的现场信号经ADAM系列数据采集模块，以RS-485通信方式传送至程控室的计算机数据采集系统，系统具有设置报警、打印统计报表、实时趋势、历史趋势画面显示等功能。筒仓安全监测系统的构成如图1所示。
图1 筒仓安全监测系统图
3硬件设计
数据采集模块是硬件系统的核心，负责采集现场各个传感器的信号，然后传给上位机。由上位机处理显示。在对当前自动化市场充分调研和了解的基础上，对多个知名品牌的方案详细论证和考察，考虑现场的实际情况，确定采用研华的ADAM系列通信和I/O模块。ADMA-4000系列模块应用EIARS-485通信协议，它是工业上最广泛使用的双向、平衡传输线标准。它使得ADMA-4000系列模块可以远距离传输和接受数据。
采集温度传感器选用ADMA-4015热电阻输入模块，CO传感器和可燃气体传感器选用ADMA-4017+模拟量输入模块，烟雾探头选用ADMA-4052数字量输入模块。将各个采集模块通过RS-485总线接入程控室，通过ADMA-4520转换模块将采集到的信号送到计算机处理。每个模块在使用前需要使用专用软件设置参数（如图2）并且给每个模块编址，编址后上位可以按照地址巡检方式识别具体的每个模块采集数据。整个系统分三层（如图3），第一层是信息管理层，第二层是数据采集层，第三层是现场设备层，系统条理清晰便于维护。
| 图2 采集模块参数设置图 | 图3 硬件结构图 |
4软件设计
上位管理软件采用MCGS组态软件，人机界面友好，画面丰富，操作简单。可以实时数据显示、趋势曲线、报表输出等日常性监控事务。
MCGS软件系统由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略组成，每一部分分别进行组态，完成不同的工作。
主控窗口：是工程的主窗口，负责调度和管理其他窗口的打开或关闭，可以通过下拉菜单式切换实时数据、实时曲线、报表、报警等界面。
设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。在本窗口内配置数据采集和控制输出设备；注册设备驱动程序；定义连接与驱动设备用的数据变量。
用户窗口：主要用于设置工程中人机交互的界面，如系统流程图、曲线图、动画等。
实时数据库：是工程各个部分数据交换和处理的中心，它将MCGS工程的各个部分连成有机的整体，需要定义所需采集的变量及类型，如图4所示。
图4 变量设置
运行策略：主要完成工程运行流程的控制，编写控制程序、选用各种功能构件等。
上位微机采用串口作为通信接口，采用在串口通信父设备上挂接多个集模块的X处理机制，实际操作时串口通信父设备构件完成对串口的基本操作和参数设置，子模块构件为串口实际挂接设备提供驱动。如图5所示。
图5 通讯设置
5结束语
采用ADAM系列数据采集模块可靠性高，抗干扰能力较强，比较适合工业现场使用。MCGS组态软件进行监控系统设计，与其他高级语言相比，简单方便，界面生动逼真，完全适用于生产自动化的各个领域。实际应用证明，由MCGS所提供的一些功能诸如模板，图库以及向导可以使用户组态系统所需的时间缩短，同时使系统功能得到增强。用户可以为任何一种工业应用组建基于MCGS的实时监控系统。MCGS在设计思想上的开放性，使得用户可以设计使用灵活、编辑简便、画面质量和表现形式丰富多样的监控系统。使电厂检测数据更直观。
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