鍋爐空氣預(yù)熱器熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1、鍋爐空氣預(yù)熱器熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)               鍋爐空氣預(yù)熱器熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)張均 （廣安發(fā)電有限責(zé)任公司，四川廣安638017）     摘要：介紹廣電鍋爐空氣預(yù)熱器熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件組成及軟件設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)將信息融合技術(shù)應(yīng)用于熱點(diǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，與早期同類系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)的可靠性大大提高。    關(guān)鍵詞：空氣預(yù)熱器；熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)；多傳感器信息融合技術(shù) 1系統(tǒng)的組成及工作原理11監(jiān)測(cè)系統(tǒng)廣安電廠采用了西安理

2、工大學(xué)自動(dòng)化技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)的HSDS10型電站鍋爐空預(yù)器熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作原理是通過(guò)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，用熱點(diǎn)傳感器及熱電偶等測(cè)溫元件，對(duì)空氣預(yù)熱器的安全工作運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，即進(jìn)行各個(gè)溫度量的數(shù)據(jù)采集、濾波、放大、整形、變換，并將溫度模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)，再由輸入接口電路送至計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)所有實(shí)測(cè)值采用信息融合技術(shù)進(jìn)行分析、比較、處理，再由輸出電路輸出，實(shí)時(shí)提供各溫度測(cè)點(diǎn)的值，以及在有溫度異常時(shí)提供報(bào)警信號(hào)，供消防系統(tǒng)作出相應(yīng)的控制措施。本系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)采用PCAT系列總線主板，INTER486DX2CPU，16路高速12位AD轉(zhuǎn)換板（PCL818l）和4路光電隔離高速DA轉(zhuǎn)換板

3、，以及16路光電隔離開(kāi)關(guān)量輸入、輸出板（PCL730）。其模擬輸入板及開(kāi)關(guān)呈輸入板對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)做數(shù)據(jù)采集或回路控制，形成現(xiàn)場(chǎng)級(jí)控制單元。在系統(tǒng)中，主控計(jì)算機(jī)主要完成的功能有數(shù)據(jù)采集、處理、溫度顯示及火災(zāi)報(bào)警等。系統(tǒng)還采用PLC來(lái)完成擺動(dòng)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制、狀態(tài)顯示等功能。12溫度傳感器部分系統(tǒng)每側(cè)空氣預(yù)熱器安裝有3個(gè)紅外傳感器及4個(gè)熱電偶，紅外傳感器通過(guò)連桿式機(jī)械擺動(dòng)裝置探測(cè)空預(yù)器的內(nèi)部沿徑向分布的溫度場(chǎng)，溫度信號(hào)經(jīng)就地箱至程控柜，然后送至計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空預(yù)器內(nèi)的溫度分布。紅外傳感器是專門用于空氣預(yù)熱器熱點(diǎn)檢測(cè)的非接觸式傳感器，是本系統(tǒng)的核心部件之一。它由與雙反射式光學(xué)系統(tǒng)相匹配的紅外傳感器和水

4、冷外套構(gòu)成。紅外傳感器整流罩配合吹灰清掃使用。在惡劣的使用環(huán)境中具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠有效地監(jiān)控空預(yù)器內(nèi)部是否存在火災(zāi)險(xiǎn)情，是確?？疹A(yù)器安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要檢測(cè)設(shè)備。該傳感器的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。在每側(cè)空預(yù)器的上部，安裝有4只熱電偶來(lái)提供常規(guī)的溫度信號(hào)。為提高系統(tǒng)的抗干擾能力，熱電偶采用一體式熱電偶，使得信號(hào)在采集點(diǎn)就選濾波、放大、屏蔽輸出為一個(gè)42OmA標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)。采用二線制傳輸方式，保證信號(hào)穩(wěn)定、可靠及長(zhǎng)距離傳輸。2系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)采用的監(jiān)測(cè)方法是采用基于多傳感器的信息融合技術(shù)，使得該系統(tǒng)具有早期發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確度高、成本低、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，并且在傳感器局部失效的情況下也能得出正確的判斷

5、。21多傳感器信息融合技術(shù)的原理多傳感器的信息融合是集探測(cè)、控制、指揮、通信與情報(bào)為一體的大規(guī)模CI系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。將基于計(jì)算智能包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)人工智能技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生的智能融合系統(tǒng)代表著該領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展方向。多傳感器的信息融合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。在系統(tǒng)中，分別用S1和S0表示發(fā)生火災(zāi)和未發(fā)生火災(zāi)。傳感器i的觀測(cè)在假設(shè)j的條件下的概率密度函數(shù)為P（XiSj），j0，1。其局部決策為：Ui1（發(fā)生火災(zāi)）；Ui1（未發(fā)生火災(zāi)）。傳感器的性能特性由P（UiSj）來(lái)確定。包括：1）P（Ui1S0）PF為偽警概率，表示未發(fā)生火災(zāi)而錯(cuò)判發(fā)生火災(zāi)概率。2）P（Ui1S1）PM為漏檢概率，表示發(fā)

6、生火災(zāi)而錯(cuò)判未發(fā)生火災(zāi)的概率。3）P（Ui1S1）PD為檢出概率，表示正確作出火災(zāi)檢測(cè)的概率。融合中心接收各局部決策作為它的觀測(cè)。但由于各局部檢測(cè)是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，并且在各局部決策之間沒(méi)有通訊發(fā)生，因此其局部決策也是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。融合中心根據(jù)各局部決策作出系統(tǒng)最后的整體決策。即：    優(yōu)化數(shù)據(jù)融合決策規(guī)則的執(zhí)行如圖3。從圖3中可以看出，各局部決策島根據(jù)每個(gè)溫度傳感器的可靠性被加權(quán)，即各局部決策的權(quán)重Wn分別是各傳感器的偽警概率PF和檢出概率PD的函數(shù)。這個(gè)數(shù)據(jù)融合結(jié)構(gòu)由一個(gè)權(quán)重和最優(yōu)地使用各個(gè)傳感器的局部決策所決定，然后與一個(gè)閥值比較，最后得出整體最優(yōu)決策U。因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)可根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)條件由專家經(jīng)驗(yàn)或現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)等賦予各傳感器不同的檢出概率PD和偽警概率PF。同時(shí)考慮事件的先驗(yàn)概率和風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)。22系統(tǒng)所完成的功能本系統(tǒng)能滿足以下要求：221早期預(yù)警當(dāng)某一傳感器發(fā)現(xiàn)溫度異常變化時(shí)，發(fā)出早期預(yù)警信號(hào)，如發(fā)現(xiàn)有溫度過(guò)高點(diǎn)，表示現(xiàn)場(chǎng)有異?，F(xiàn)象，需要運(yùn)行值班人員現(xiàn)場(chǎng)檢查。222火災(zāi)報(bào)警只要融合中心的最優(yōu)決策Ul，則系統(tǒng)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警的聲光信號(hào)，并將該信號(hào)送到中央火災(zāi)消防系統(tǒng)，啟動(dòng)自動(dòng)滅火系統(tǒng)。223故障顯示當(dāng)發(fā)現(xiàn)有局部傳感器信號(hào)有丟失或機(jī)械部分有故障時(shí)，則給出故障信號(hào)，并顯示故障位置，提示維護(hù)人員檢