李宏毅

（國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，山東 泰安 271000）

CAN總線式火電廠輸煤皮帶監(jiān)控系統(tǒng)

李宏毅

（國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，山東 泰安 271000）

輸煤系統(tǒng)被喻為火電廠的生命線，直接影響火電廠的安全、穩(wěn)定運行。在輸煤系統(tǒng)運行流程中主要靠輸煤皮帶運輸煤炭燃料，實現(xiàn)對輸煤皮帶的實時監(jiān)控，對電廠提高生產(chǎn)效率、減少事故發(fā)生、確保安全生產(chǎn)具有重要意義。提出了一種CAN現(xiàn)場總線輸煤皮帶監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計方案。

CAN總線；輸煤皮帶；輔控系統(tǒng)；DCS

輸煤系統(tǒng)是火電廠重要的輔控系統(tǒng)之一，它普遍采用皮帶運輸方式將煤從煤場輸送到煤倉，進而到達鍋爐爐膛進行燃燒，將產(chǎn)生的熱能最終轉(zhuǎn)化為電能。輸煤系統(tǒng)具有組成環(huán)節(jié)較多、設(shè)備分散、與集控室距離較遠的特點，因此適合采用分布式監(jiān)控系統(tǒng)。輸煤系統(tǒng)中有多條輸煤皮帶，每條輸煤皮帶可由CAN（Controller Area Network）現(xiàn)場總線構(gòu)成一個監(jiān)控系統(tǒng)，可通過網(wǎng)關(guān)與集控室分散控制系統(tǒng)DCS相連。

1 CAN總線輸煤皮帶監(jiān)測系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

在輸煤皮帶系統(tǒng)中，通常包含皮帶速度變送器、皮帶荷重傳感器、皮帶跑偏開關(guān)、煤流開關(guān)、皮帶張力開關(guān)、煤量傳感器、金屬探測器、皮帶劃破探測等多種監(jiān)測信號。每一種監(jiān)測信號通過測量變送器獲取，并與CAN總線收發(fā)器和控制器組成CAN總線智能監(jiān)測模塊構(gòu)成總線節(jié)點。這些節(jié)點連接在CAN總線上對需要監(jiān)測的工況參數(shù)進行實時監(jiān)控。監(jiān)測節(jié)點通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)進行通信，可根據(jù)監(jiān)測到的參數(shù)進行控制和發(fā)出報警信號，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 CAN總線輸煤皮帶監(jiān)測系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

2 CAN總線智能模塊

CAN總線是目前流行的現(xiàn)場總線之一，是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。與其他總線相比，CAN總線具有通信協(xié)議簡單、設(shè)計方便易行、可靠穩(wěn)定、價格低廉等特點，特別適用于中小規(guī)模工業(yè)過程監(jiān)控設(shè)備的互聯(lián)，因此，在工礦企業(yè)現(xiàn)場得到了廣泛應(yīng)用。在基于CAN總線輸煤皮帶的智能監(jiān)測模塊中，以飛利浦公司生產(chǎn)的PCA82C250作為CAN總線收發(fā)器，PCA82C200作為CAN總線通信控制器，微處理器采用了AT89C51。智能模塊硬件設(shè)計如圖2所示。

圖2 CAN總線輸煤皮帶智能監(jiān)測模塊

圖3 主程序流程圖

來自輸煤皮帶現(xiàn)場的被監(jiān)控信號通過由AT89C51、PCA82C200和PCA82C250組成的CAN總線智能模塊以數(shù)字信號形式在總線上傳輸，并在監(jiān)控計算機上進行就地監(jiān)控，也可通過網(wǎng)絡(luò)接口連接DCS（計算機分散控制系統(tǒng)）進行遠距離監(jiān)控。CAN總線輸煤皮帶智能監(jiān)測模塊的程序采用Kiel C51編寫，其主程序流程圖如圖3所示。

圖4 遠距離監(jiān)控圖

3 CAN總線輸煤皮帶監(jiān)測系統(tǒng)與DCS連接

在火電廠中，將CAN總線輸煤皮帶監(jiān)測系統(tǒng)與廠級DCS系統(tǒng)I/O層連接可構(gòu)成遠距離監(jiān)控，如圖4所示。該方案結(jié)構(gòu)簡便易行，就像其他DCS設(shè)備一樣通過網(wǎng)關(guān)掛在DCS的I/O層上，這樣便實現(xiàn)了在DCS的I/O層實現(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)集成，有效合理地利用了現(xiàn)有的資源，實現(xiàn)了更合理的監(jiān)測與控制。

［1］陽憲惠.現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出版社，1999.

［2］鄒益仁，馬增良，蒲維.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2003.

［3］饒運濤.現(xiàn)場總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.01.141

2095－6835（2018）01－0141－02

〔編輯：張思楠〕