概述
本文講述了凌華的自動化產品，高速遠程實時控制I/O模塊在火力發電鍋爐爐管泄漏自動報警裝置中的應用。通過高速、實時的採集模塊，實現了爐管泄漏早期報警判定泄漏區域位置，顯示泄漏雜訊頻譜，跟蹤泄漏發展趨勢，實時監聽爐內雜訊，監視吹灰運行工況，裝置系統自檢測試，通訊介面遠程服務，波導管程式控制除灰焦等八大功能。
項目原因
由於近幾年隨著鋼鐵冶金，化工，建築等高能源，高消耗，高產出的重工業發展，國家面臨能源短缺，各個地方的電力供應不足等現象。為此國家開始宏觀調控，同時又在大力發展電力行業，要為經濟的發展做進一步的準備。
電力系統是個複雜的控制反饋系統，在發電的過程中涉及的因素非常多，其中鍋爐是火力發電中的核心部件，它的工作狀態決定了發電的成功。
客戶自1997年開始研製了火力發電鍋爐爐管泄漏自動報警裝置，由於市場的需求和科技進步的發展，目前需要通訊速度更快，布線更為靈活的自動化產品。
項目方案
客戶在系統中會最多用到60多個感測器，原先客戶使用的是多通道的採集板卡，通過集中布線的方式，如下圖。但這樣的話會產生以下問題：信號在長距離的過程中會發生信號衰減；布線工作複雜，容易產生出錯；採集通道數目收到限制。
為了系統升級，更能符合目前系統的要求。現在客戶採用了凌華提供的匯流排式架構的方案，如下圖。
這個系統通過一台主機上的HSL通訊卡PCI-7852,從中引出匯流排，匯流排通過串聯串接了60多個採集信號模塊。模塊根據現場的情況放置在一體化聲波感測器附近。這樣的話就減少了感測器的信號線距離。
客戶採用一體化聲波感測器利用聲學原理，由特製的增強型聲波感測器採集鍋爐內各種聲信號，並轉換成電信號，系統經快速傅立葉變換技術，分析得到聲信號的頻譜；通過對雜訊強度\頻譜特徵及持續性時間的分析計算判斷爐管泄漏。
一體化聲波感測器的主要特性和功能如下：
●減少了就地設備的介面
●簡化了整機的系統結構
●隔離了現場的電磁干擾
●增強了系統運行可靠性
●省略前置放大器的安裝
●大大減少了安裝工作量
●調試維護方便
凌華的HSL高速採集模塊HSL-DALU-NN，可以連續採樣100KHZ，匯流排傳輸速率達到3MHZ，傳輸距離達到400米，這樣的產品就可以符合把鍋爐上近60個一體化聲波感測器全部掛在一條匯流排上，這樣就方便了系統的布線。由於客戶的感測器是個圓筒狀，因此需要把定製模塊的形狀，從而能和原先的感測器配置。如下圖。
凌華的HSL（High Speed Link）是一個高速的遠程I/O系統，通過類此RS422的硬體規範，可以達到全雙工的通訊。通訊的速率達到3MHz,傳輸距離400米。模塊的介面豐富，除了常用的DI/DO帶光隔的輸入輸出埠外，還有採集模擬信號和溫度信號的模塊。基本上是能滿足目前感測器的要求。系統通過實時採集，以100KHz的採樣率採集一體化感測器的信號，採集的信號在模塊中轉為數字信號，而後傳到主機，通過主機的CPU運算，對信號進行處理得到實際的鍋爐運行狀態。
在系統中，客戶使用了全自動清灰波導管，其通過HSL上的DO/DI埠，採用計算機編程式控制制清灰，取代人工機械清灰或氣源吹掃，減少了安裝與維護工作量，波導管具有清灰、除焦雙重功能。這個也是根據系統對鍋爐的狀態判別得到的控制命令。
結論
凌華的HSL模塊是目前行業中比較先進的產品，它是採用了近幾年國外的先進核心技術，突破了以往匯流排式產品通訊速度慢，通訊點數少的缺點。同時還克服了在PC-BASED架構上的實時通訊的難題。凌華近幾年極力於為自動化應用行業提供最新的技術和產品。在火力發電中的鍋爐狀態檢測只是我們從多客戶應用中的一例。
