專利名稱：生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及可再生能源領(lǐng)域，特別涉及以秸桿類固體成型燃料為主的生物質(zhì)燃燒設(shè)備。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)燃燒設(shè)備的監(jiān)控系統(tǒng)，不僅擔(dān)負(fù)著對該設(shè)備燃燒效果的評判，并且對燃燒設(shè)備的過程控制起著重要的作用。但是，目前針對生物質(zhì)燃燒設(shè)備的監(jiān)測結(jié)果多由單一儀器測量所得，包括煙塵(氣)測試儀、綜合燃燒分析儀、數(shù)字熱電偶溫度計、水銀溫度計、壓力計、秒表等。測量獨立，采集點不同，不能夠保證連續(xù)性；采集完數(shù)據(jù)后需要另行計算；不能全程監(jiān)測燃燒過程，以及同步取得煙塵煙氣等數(shù)據(jù)。監(jiān)測系統(tǒng)的非一體性，某種程度上也 限制了燃燒設(shè)備的自動化程度。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有監(jiān)測的不連續(xù)、數(shù)據(jù)另行計算、不能全程監(jiān)測等不足，提供一種生物質(zhì)燃燒設(shè)備運行參數(shù)調(diào)整及燃燒狀態(tài)參數(shù)監(jiān)測的平臺。為達(dá)到這一目的所采取的技術(shù)方案包括上位機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，上位機(jī)系統(tǒng)包括計算機(jī)、串口通訊卡，控制系統(tǒng)包括單片機(jī)A、光電隔離模塊、可控硅輸出接口模塊、PWM輸出接口模塊和安裝在生物質(zhì)燃燒設(shè)備上的運轉(zhuǎn)器件，監(jiān)測系統(tǒng)包括單片機(jī)B、輸入調(diào)理模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和安裝在生物質(zhì)燃燒設(shè)備上的模擬量/數(shù)字量傳感器。上述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺中，單片機(jī)A通過光電隔離模塊和可控硅輸出接口模塊或PWM輸出接口模塊連接生物質(zhì)燃燒設(shè)備上的運轉(zhuǎn)器件，達(dá)到控制調(diào)節(jié)生物質(zhì)燃燒設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)的目的。上述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺中，單片機(jī)B通過輸入調(diào)理模塊和AD轉(zhuǎn)換模塊連接模擬量/數(shù)字量傳感器，達(dá)到監(jiān)測生物質(zhì)燃燒設(shè)備燃燒狀態(tài)的目的。上述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺中，控制系統(tǒng)中的生物質(zhì)燃燒設(shè)備運轉(zhuǎn)器件，包括點火絲、風(fēng)機(jī)、進(jìn)料電機(jī)、清渣電機(jī)、備用電機(jī)一和備用電機(jī)二，是涉及生物質(zhì)燃燒設(shè)備運轉(zhuǎn)狀態(tài)的關(guān)鍵部件。上述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺中，監(jiān)測系統(tǒng)中的模擬量/數(shù)字量傳感器，包括進(jìn)水溫度傳感器、出水溫度傳感器、入爐冷空氣溫度傳感器、排煙溫度傳感器、爐膛溫度傳感器、煙道壓力傳感器、C\0\N\S傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱脱h(huán)水流量傳感器，是監(jiān)測生物質(zhì)燃燒設(shè)備燃燒狀態(tài)的關(guān)鍵部件。上述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺中，上位機(jī)系統(tǒng)與控制系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行通信，對控制系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)器件進(jìn)行運轉(zhuǎn)時間和速度方面的調(diào)節(jié)及調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)記錄，對監(jiān)測系統(tǒng)的模擬量/數(shù)字量傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄和儲存；控制系統(tǒng)的單片機(jī)A接到上位機(jī)系統(tǒng)命令后，通過光電隔離模塊和可控硅輸出接口模塊或PWM輸出接口模塊調(diào)節(jié)安裝在生物質(zhì)燃燒設(shè)備上的運轉(zhuǎn)器件的運轉(zhuǎn)狀態(tài)；監(jiān)測系統(tǒng)的單片機(jī)B接到上位機(jī)系統(tǒng)命令后，通過輸入調(diào)理模塊和AD轉(zhuǎn)換模塊采集多路模擬量/數(shù)字量傳感器信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并將處理數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)系統(tǒng)。具有以上特點的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺所具有的優(yōu)點如下(I)將生物質(zhì)燃燒設(shè)備燃燒狀態(tài)的所有評價因素整合，統(tǒng)一采集和處理，保證數(shù)據(jù)的連續(xù)性和科學(xué)性；(2)將生物質(zhì)燃燒設(shè)備的運行狀態(tài)和燃燒狀態(tài)進(jìn)行整合，統(tǒng)一化管理，更具有針對性，燃燒狀態(tài)中的相應(yīng)不足可通過調(diào)節(jié)運行狀態(tài)進(jìn)行改善；(3)使用生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺，用科學(xué)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，易得出生物質(zhì)燃燒設(shè) 備的模式化操作參數(shù)，使得生物質(zhì)燃燒設(shè)備的燃燒效率達(dá)到最優(yōu)。

圖I為生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺的原理方框圖；圖2為生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺的實施例示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的工作原理進(jìn)行描述如圖I、圖2所示1為點火絲,2為風(fēng)機(jī),3為進(jìn)料電機(jī),4為清洛電機(jī),5為備用電機(jī)一，6為備用電機(jī)二，7為進(jìn)水溫度傳感器，8為出水溫度傳感器，9為入爐冷空氣溫度傳感器，10為排煙溫度傳感器，11為爐膛溫度傳感器，12為煙道壓力傳感器，13為C\0\N\S傳感器，14為火焰?zhèn)鞲衅鳎?5為循環(huán)水流量傳感器，16為AD轉(zhuǎn)換模塊，17為輸入調(diào)理模塊，18為單片機(jī)B，19為串口通訊卡，20為計算機(jī)，21為光電隔離模塊，22為可控硅輸出接口模塊，23為單片機(jī)A，24為PWM輸出接口模塊。生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺包括上位機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)。上位機(jī)系統(tǒng)中的計算機(jī)20通過串口通訊卡19與單片機(jī)A23、單片機(jī)B18進(jìn)行通信。計算機(jī)20通過發(fā)送相關(guān)命令給控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)中的單片機(jī)，來調(diào)節(jié)、顯示生物質(zhì)燃燒設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)和燃燒狀態(tài)。燃燒過程結(jié)束后，計算機(jī)20可對控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一分析處理，得出燃燒效率等結(jié)果。上述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺的控制系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)燃燒設(shè)備的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，單片機(jī)A23通過光電隔離模塊21和可控硅輸出接口模塊22或PWM輸出接口模塊24連接運轉(zhuǎn)器件-點火絲I、風(fēng)機(jī)2、進(jìn)料電機(jī)3、清洛電機(jī)4、備用電機(jī)一 5和備用電機(jī)二 6。上述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺的監(jiān)測系統(tǒng)用于監(jiān)測燃燒設(shè)備的燃燒狀態(tài)，單片機(jī)B18通過輸入調(diào)理模塊17和AD轉(zhuǎn)換模塊16連接多路模擬量/數(shù)字量傳感器——進(jìn)水溫度傳感器7、出水溫度傳感器8、入爐冷空氣溫度傳感器9、排煙溫度傳感器10、爐膛溫度傳感器11、煙道壓力傳感器12、C\0\N\S傳感器13、火焰?zhèn)鞲衅?4和循環(huán)水流量傳感器15。根據(jù)以上分類，本發(fā)明結(jié)合圖例說明如下實施例I :用于生物質(zhì)顆粒燃料燃燒器的監(jiān)控如圖2所示，點火絲I安裝在生物質(zhì)顆粒燃料燃燒器燃燒室內(nèi)，通電加熱空氣；風(fēng)機(jī)2安裝在生物質(zhì)顆粒燃料燃燒器燃燒室后，可將熱空氣吹入燃燒筒中；進(jìn)料電機(jī)3安裝在料倉的旋轉(zhuǎn)進(jìn)料筒頂部，將顆粒燃料進(jìn)到燃燒器燃燒筒中；清渣電機(jī)4安裝在生物質(zhì)顆粒燃料燃燒器燃燒室后，將燃燒產(chǎn)生的灰渣排出燃燒筒；備用電機(jī)一 5、備用電機(jī)二 6均為備用運轉(zhuǎn)組成部分。生物質(zhì)顆粒燃料燃燒器的相關(guān)運轉(zhuǎn)器件的控制調(diào)節(jié)有兩種方式，一種為接入PWM輸出接口模塊24中，由上游單片機(jī)A23給出不同占空比和頻率的PWM信號，來控制相關(guān)運轉(zhuǎn)器件的啟停時間；另外一種為接入可控硅輸出接口模塊22，光電隔離模塊21隔離220V電壓，由單片機(jī)A23給出調(diào)節(jié)信號， 控制相關(guān)運轉(zhuǎn)器件的啟停時間。如圖2所示，進(jìn)水溫度傳感器7安裝在距離鍋爐Im內(nèi)的進(jìn)水管道中，用于測量燃燒系統(tǒng)中進(jìn)水溫度；出水溫度傳感器8安裝在距離鍋爐Im內(nèi)的出水管道中，用于測量燃燒系統(tǒng)中的出水溫度；入爐冷空氣溫度傳感器9安裝在室內(nèi)距離鍋爐稍遠(yuǎn)處，用于測量進(jìn)入到燃燒器中的冷空氣溫度；排煙溫度傳感器10安裝在距離鍋爐Im內(nèi)的排煙管道中，用于測量排出的煙氣溫度；爐膛溫度傳感器11安裝在鍋爐爐膛內(nèi)，用于測量正常燃燒時火焰溫度；煙道壓力傳感器12安裝距離鍋爐Im內(nèi)的排煙管道中，用于測量排出的煙氣壓力；C\0\N\S傳感器13安裝距離鍋爐Im內(nèi)的排煙管道中，用于測量排出的煙氣的氧氣、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫含量。上述的傳感器7 13信號量均為4 20mA電流，通過AD轉(zhuǎn)換模塊16，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號，接入輸入調(diào)理模塊17進(jìn)行整形濾波等調(diào)理，最后信號輸入到上游單片機(jī)B18中?；鹧?zhèn)鞲衅?4安裝在生物質(zhì)顆粒燃料燃燒器燃燒室內(nèi)，用于檢測火焰紫外線；循環(huán)水流量傳感器15安裝在進(jìn)水管道中，用于測量燃燒系統(tǒng)的用水總量。上述的火焰?zhèn)鞲衅?4和進(jìn)水流量傳感器15信號量均為脈沖型信號，直接接入輸入調(diào)理模塊17進(jìn)行調(diào)理，最后信號輸入上游單片機(jī)B18。單片機(jī)B18會將所有傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理。如圖2所示，上位機(jī)系統(tǒng)中的計算機(jī)20通過串口通訊卡19與單片機(jī)A23、單片機(jī)B18進(jìn)行通信，將燃燒器相關(guān)組件的動作指令和燃燒器燃燒狀態(tài)的相關(guān)傳感器數(shù)據(jù)采集指令下傳到對應(yīng)單片機(jī)中，單片機(jī)在燃燒過程中將燃燒器相關(guān)組件的狀態(tài)和傳感器采集到的數(shù)據(jù)上傳到計算機(jī)20。計算機(jī)20將指令和數(shù)據(jù)匯總、處理和儲存，最后得到相應(yīng)的燃燒狀態(tài)結(jié)果及相配套的運行指令。最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1.生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺，包括上位機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，上位機(jī)系統(tǒng)包括計算機(jī)(20)、串口通訊卡(19)，控制系統(tǒng)包括單片機(jī)A(23)、光電隔離模塊(21)、可控硅輸出接口模塊(22)、PWM輸出接口模塊(24)和安裝在生物質(zhì)燃燒設(shè)備上的運轉(zhuǎn)器件，監(jiān)測系統(tǒng)包括單片機(jī)B (18)、輸入調(diào)理模塊(17)、AD轉(zhuǎn)換模塊(16)和安裝在生物質(zhì)燃燒設(shè)備上的模擬量/數(shù)字量傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺，其特征在于，單片機(jī)A(23)通過光電隔離模塊(21)和可控硅輸出接口模塊(22)或PWM輸出接口模塊(24)連接生物質(zhì)燃燒設(shè)備上的運轉(zhuǎn)器件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺，其特征在于，單片機(jī)B(IS)通過輸入調(diào)理模塊(17)和AD轉(zhuǎn)換模塊(16)連接模擬量/數(shù)字量傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺，其特征在于，所述的控制系統(tǒng)中的運轉(zhuǎn)器件，包括點火絲(I)、風(fēng)機(jī)(2)、進(jìn)料電機(jī)(3)、清渣電機(jī)(4)、備用電機(jī)一(5)和備用電機(jī)二(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺，其特征在于，所述的監(jiān)測系統(tǒng)中的模擬量/數(shù)字量傳感器，包括進(jìn)水溫度傳感器(7)、出水溫度傳感器(8)、入爐冷空氣溫度傳感器(9)、排煙溫度傳感器(10)、爐膛溫度傳感器(11)、煙道壓力傳感器(12)、C\0\N\S傳感器(13)、火焰?zhèn)鞲衅?14)和循環(huán)水流量傳感器(15)。
專利摘要本實用新型公開了一種生物質(zhì)燃燒設(shè)備監(jiān)控平臺，屬于可再生能源領(lǐng)域。技術(shù)方案包括上位機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)，上位機(jī)系統(tǒng)包括計算機(jī)(20)和串口通訊卡(19)，控制系統(tǒng)包括單片機(jī)A(23)、光電隔離模塊(21)、可控硅輸出接口模塊(22)、PWM輸出接口模塊(24)和安裝在生物質(zhì)燃燒設(shè)備上的運轉(zhuǎn)器件，監(jiān)測系統(tǒng)包括單片機(jī)B(18)、輸入調(diào)理模塊(17)、AD轉(zhuǎn)換模塊(16)和安裝在生物質(zhì)燃燒設(shè)備上的模擬量/數(shù)字量傳感器。本監(jiān)控平臺實現(xiàn)了燃燒設(shè)備各個部件高精度的調(diào)節(jié)，燃燒狀態(tài)的各數(shù)據(jù)采集。
文檔編號G05B19/418GK202795024SQ20122049657
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者田宜水, 姚宗路, 王月喬, 孟海波, 趙立欣 申請人:農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計研究院