專利名稱：一種燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃煤煙氣凈化智能監(jiān)控領(lǐng)域，特別是涉及一種燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
重金屬汞作為一種非常重要的全球性污染物而備受關(guān)注，即使是在濃度非常低的情況下，它對人類和野生動植物都有相當大的毒性，大氣環(huán)境中汞的來源除一部分來自天然排放外(例如火山活動和礦藏釋放)外，很大一部分來自人為活動，其中煤燃燒所釋放的汞就占有較大的比例(30%以上)。由于我國煤炭占能源結(jié)構(gòu)比例比較大，所以燃煤煙氣中除了燃煤可吸入顆粒物外，汞污染問題更加突出，對人類健康和環(huán)境有明顯危害，汞及其化合物可通過呼吸道、皮膚和消化道等不同途徑侵入人體，造成神經(jīng)性中毒和深部組織病變， 而且汞毒性具有積累性，往往需幾年或者十幾年才有所表現(xiàn)，所以在科學實驗和工程實踐對可吸入顆粒物及汞的脫除過程中，應盡量避免與脫除設備的近距離接觸，使操作、監(jiān)控系統(tǒng)與煙氣治理設備在空間上進行分離。這就需要自動監(jiān)控體系和遠距離的信號傳輸體系， 使操作員在遠距離進行數(shù)據(jù)監(jiān)控和數(shù)據(jù)分享，減少與有毒有害物質(zhì)的近距離接觸，并且便于數(shù)據(jù)的收集和整理。LabVIEff是目前唯一的編譯型圖形化編程語言，以計算機作為儀器的硬件支撐，充分利用計算機的運算、存儲、調(diào)用、顯示及文件管理等功能，把傳統(tǒng)儀器的專業(yè)化功能軟件化，使之與計算機融為一體，這樣便構(gòu)成了一臺從外觀到功能都與傳統(tǒng)儀器完全相同，同時又充分享用了計算機資源的儀器系統(tǒng)。傳統(tǒng)儀器通常由信號采集、信號分析和信號輸出三部分組成。虛擬儀器同樣可以劃分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析處理和結(jié)果顯示三大功能模塊。 虛擬儀器系統(tǒng)是由計算機、硬件平臺和應用軟件組成的。從構(gòu)成方式，則有以數(shù)據(jù)采集卡 (DAQ)和信號調(diào)理電路組成的PC-DAQ測試系統(tǒng)，以GPIB、VXI、串行總線和現(xiàn)場總線等標準總線儀器為硬件組成的GPIB系統(tǒng)、VXI系統(tǒng)、串行總線系統(tǒng)、現(xiàn)場總線系統(tǒng)等。目前通常采用的方法是在計算機上插入數(shù)據(jù)采集卡，用軟件進行信號分析處理并在計算機屏幕上生成儀器面板。虛擬儀器在國外的應用相當普及，例如美國大學的機械系和電子系，凡是涉及到測試和控制的工作都在使用LabVIEW進行編程。虛擬儀器已在超大規(guī)模集成電路測試，現(xiàn)代家用電器測試以及軍事、航天、工廠測試等領(lǐng)域得到廣泛應用。由于諸多原因，虛擬儀器進入我國的時間較晚，從事虛擬儀器研究和開發(fā)的科研單位數(shù)量也很少，對于實驗室自動控制的概念相對落后。尤其對大型電站燃煤煙氣中的可吸入顆粒物及重金屬汞的遠程監(jiān)測，更缺乏一種行之有效的智能監(jiān)控方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，避免與有毒有害物質(zhì)可吸入顆粒物及重金屬汞的直接接觸，而且可以進行
3數(shù)字化遠程監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析與處理比較方便。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括設置在干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備上的數(shù)字化測試儀器，所述數(shù)字化測試儀器用于檢測所述干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備真實參數(shù)；與所述數(shù)字化測試儀器通過信號線相連的CFP模塊，所述CFP模塊用于采集所述數(shù)字化測試儀器檢測到的真實參數(shù)；與所述CFP模塊相連的測試模塊，所述測試模塊用于對所述CFP模塊采集到的信號進行分析、處理和轉(zhuǎn)換；與所述測試模塊通過局域網(wǎng)相連的計算機，所述計算機的顯示模塊用于實時顯示經(jīng)過所述測試模塊分析和處理后的各種數(shù)據(jù)。所述的燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)還包括與所述測試模塊相連的存儲模塊，所述存儲模塊用于對經(jīng)過所述測試模塊分析和處理后的各種數(shù)據(jù)進行存儲。所述計算機內(nèi)還包括與顯示模塊相連的繪圖模塊，所述繪圖模塊根據(jù)所述測試模塊分析和處理后的各種數(shù)據(jù)制作波形圖，所述顯示模塊用于顯示所述繪圖模塊制作的波形圖。所述的干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備為吸附反應器和袋式過濾器一體化的聯(lián)合脫除設備。所述的數(shù)字化測試儀器包括熱電偶、壓差變送器、流量計、汞在線分析儀和可吸入顆粒物濃度分析儀。所述汞在線分析儀模塊通過COM接口或USB接口輸出；所述CFP模塊通過COM端口與所述汞在線分析儀建立連接。所述可吸入顆粒物濃度分析儀通過COM接口或USB接口輸出；所述CFP模塊通過 COM端口與所述可吸入顆粒物濃度分析儀建立連接。所述熱電偶為CFP-RTD-124PT100模塊；壓差變送器為CFP-AI-Ill電流模塊；流量計為CFP-AI-112電壓模塊。所述CFP模塊采用CFP-2020控制器，通過局域網(wǎng)與所述計算機相連，所述計算機對所述CFP模塊進行控制。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本發(fā)明可以減少和避免實驗人員與有毒有害物質(zhì)可吸入顆粒物及重金屬汞的直接接觸，可以有效的進行個體防護。本發(fā)明能對于同時脫除燃煤可吸入顆粒物及重金屬汞的煙氣處理設備，可以通過局域網(wǎng)設置，通過一個局域網(wǎng)中任何一臺計算機對CFP控制器進行控制，即對“虛擬實驗室”進行遠程控制與操作，快速高效。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理方框圖2是本發(fā)明中CFP模塊采集流程圖；圖3是本發(fā)明中汞、顆粒物濃度分析儀與LABVIEW通信模塊示意圖；圖4是本發(fā)明中溫度、流量、壓力測量程序框圖；圖5是本發(fā)明中計算機遠程操作監(jiān)控示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的實施方式涉及一種燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，如圖I所示，包括干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備，例如吸附反應器和袋式過濾器一體化的聯(lián)合脫除設備；設置在所述干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備上的數(shù)字化測試儀器，所述數(shù)字化測試儀器用于檢測所述干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備真實參數(shù)；其中，所述的需要檢測的參數(shù)安裝的各種數(shù)字化測試儀器，包括熱電偶、壓差變送器、流量計、汞在線分析儀、可吸入顆粒物濃度分析儀等。 通過信號線使各種數(shù)字化測試儀器，包括熱電偶、壓差變送器、流量計、汞在線分析儀、可吸入顆粒物濃度分析儀等與CFP模塊進行連接，并保證信號雙向交換，使CFP模塊可以采集到數(shù)字信號。與所述數(shù)字化測試儀器通過信號線相連的CFP模塊，所述CFP模塊用于采集所述數(shù)字化測試儀器檢測到的真實參數(shù)；與所述CFP模塊相連的測試模塊，所述測試模塊用于對所述CFP模塊采集到的信號進行分析、處理和轉(zhuǎn)換；與所述測試模塊相連的存儲模塊，所述存儲模塊用于對經(jīng)過所述測試模塊分析和處理后的各種數(shù)據(jù)進行存儲，對獲取的存儲數(shù)據(jù)還可通過局域網(wǎng)傳輸?shù)叫枰h程監(jiān)控的電腦上。通過電腦上的系統(tǒng)控制面板對設備的各種數(shù)據(jù)進行實時動態(tài)顯示，也可通過波形圖對數(shù)據(jù)變化趨勢進行分析。與所述測試模塊通過局域網(wǎng)相連的計算機，所述計算機的顯示模塊用于實時顯示經(jīng)過所述測試模塊分析和處理后的各種數(shù)據(jù)；計算機內(nèi)還包括與顯示模塊相連的繪圖模塊，所述繪圖模塊根據(jù)所述測試模塊分析和處理后的各種數(shù)據(jù)制作波形圖，所述顯示模塊用于顯示所述繪圖模塊制作的波形圖。在干法聯(lián)合脫除可吸入顆粒物及重金屬汞凈化系統(tǒng)及設備上，對需要檢測的參數(shù)安裝各種數(shù)字化測試儀器測溫熱電偶、渦街流量計、壓差變送器、質(zhì)量流量控制器、汞蒸氣濃度分析儀、顆粒物濃度測試儀等。通過信號線使測試設備與CFP模塊進行連接，并保證信號雙向交換，使CFP模塊可以采集到數(shù)字信號。同時，使CFP模塊與主服務器中的溫度、流量、壓力測量模塊進行連接，使得CFP模塊中采集的電流、電壓、溫度、濃度信號等可以快捷傳輸?shù)綔y試模塊。通過測試模塊分析和處理，使電流、電壓、溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)榱髁?、壓力、溫度、濃度等信號。對獲取的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)存儲，并通過局域網(wǎng)傳輸?shù)叫枰h程監(jiān)控的計算機上。通過計算機上的系統(tǒng)控制面板對設備的各種數(shù)據(jù)進行實時動態(tài)顯示，也可通過波形圖對數(shù)據(jù)變化趨勢進行分析。計算機遠程操作如圖2所示、系統(tǒng)遠程監(jiān)控流程如圖5所示，任意一臺計算機也可以對CFP模塊進行控制，即對“虛擬實驗室”進行操作與遠程監(jiān)控。本發(fā)明基于Labview中CFP模塊、用于遠程監(jiān)控燃煤電站煙氣中可吸入顆粒物及重金屬汞“虛擬實驗室”測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要達到以下目的(1)實驗室流程顯示。在干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣中可吸入顆粒物及重金屬汞的測量系統(tǒng)和設備上將各項測試參數(shù)的實時顯示(如各點溫度、渦街流量計、壓差變送器、質(zhì)量流量控制器等)。(2)實驗數(shù)據(jù)的實時采集。對實驗中的各項參數(shù)進行自動采集與保存，比如溫度、流量、壓力等等。(3)實驗數(shù)據(jù)自動繪圖。可以對實驗數(shù)據(jù)進行自動的繪圖功能，效果圖可以直接導出。(4)系統(tǒng)遠程控制功能。在一個局域網(wǎng)中，可以在任何一臺計算機上對系統(tǒng)中的各項運行參數(shù)進行控制與監(jiān)視。系統(tǒng)要實現(xiàn)上述功能，首先必須使得實驗各設備及儀器與Labview實現(xiàn)通信，通過對各信號的處理得到各測試儀器與設備的真實參數(shù)，比如溫度、流量等等，再通過對真實參數(shù)的處理從而得到實驗所需的各種參數(shù)，與此同時，通過計算機實現(xiàn)繪圖、顯示、保存等功能。如圖3所示，汞測試分析儀和顆粒物測試分析儀自身攜帶的COM端口或USB接口輸出，通過VISA端口與Labview通信。采用CFP模塊上自帶的COM端口與汞測試分析儀和顆粒物測試分析儀建立連接，從而通過CFP來采集汞測試分析儀和顆粒物測試分析儀的信號。如圖4所示，溫度、流量、壓力測量模塊使用的測量儀器共有以下幾種信號輸出方式，4 20mA電流輸出信號、O 5V電壓輸出信號、標準的PT100熱電阻信號。米用 CFP-AI-112電壓模塊、CFP-AI-Ill電流模塊、CFP-RTD-124PT100模塊分別來采集電流、電壓、溫度信號，最后對采集信號進行分析及處理，轉(zhuǎn)變?yōu)榱髁?、壓力、溫度等信號?數(shù)據(jù)存儲模塊為了使采集的數(shù)據(jù)可以在以后調(diào)用，就需要把測試數(shù)據(jù)永久的保存在計算機內(nèi)。這里LABVIEW提供文件I/O功能，文件I/O VI和函數(shù)用于打開和關(guān)閉文件， 讀寫文件，在路徑控件中創(chuàng)建指定的目錄和文件，獲取目錄信息，將字符串、數(shù)字、數(shù)組和簇寫入文件。保存好的文件可以采用.txt和.exerl文件打開，進行數(shù)據(jù)處理。通過對上述各模塊的整合與調(diào)整，最終完成系統(tǒng)。系統(tǒng)運行時，計算機界面可實時顯示系統(tǒng)中設置熱電偶與流量計所測量的溫度值與流量。顯示界面還可以顯示各個熱電偶與流量計所測量數(shù)據(jù)的波形圖。如果需要對所測量的數(shù)據(jù)進行處理，可隨時對界面進行修改添加。由于測試系統(tǒng)是基于CFP模塊，CFP模塊可選用CFP-2020控制器，該控制器本身可以作為一個計算機終端，可以通過局域網(wǎng)設置，通過一個局域網(wǎng)中的任何一臺計算機對CFP 控制器進行控制，即對“虛擬實驗室”進行遠程控制與操作。
權(quán)利要求
1.一種燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，包括設置在干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備上的數(shù)字化測試儀器，所述數(shù)字化測試儀器用于檢測所述干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備真實參數(shù)；與所述數(shù)字化測試儀器通過信號線相連的CFP模塊，所述CFP模塊用于采集所述數(shù)字化測試儀器檢測到的真實參數(shù)；與所述CFP模塊相連的測試模塊，所述測試模塊用于對所述CFP模塊采集到的信號進行分析、處理和轉(zhuǎn)換；與所述測試模塊通過局域網(wǎng)相連的計算機，所述計算機的顯示模塊用于實時顯示經(jīng)過所述測試模塊分析和處理后的各種數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述測試模塊相連的存儲模塊，所述存儲模塊用于對經(jīng)過所述測試模塊分析和處理后的各種數(shù)據(jù)進行存儲。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述計算機內(nèi)還包括與顯示模塊相連的繪圖模塊，所述繪圖模塊根據(jù)所述測試模塊分析和處理后的各種數(shù)據(jù)制作波形圖，所述顯示模塊用于顯示所述繪圖模塊制作的波形圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備為吸附反應器和袋式過濾器一體化的聯(lián)合脫除設備。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)字化測試儀器包括熱電偶、壓差變送器、流量計、汞在線分析儀和可吸入顆粒物濃度分析儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述汞在線分析儀模塊通過COM接口或USB接口輸出；所述CFP模塊通過COM端口與所述汞在線分析儀建立連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述可吸入顆粒物濃度分析儀通過COM接口或USB接口輸出；所述CFP模塊通過 COM端口與所述可吸入顆粒物濃度分析儀建立連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述熱電偶為CFP-RTD-124PT100模塊；壓差變送器為CFP-AI-Ill電流模塊；流量計為CFP-AI-112電壓模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，所述CFP模塊采用CFP-2020控制器，通過局域網(wǎng)與所述計算機相連，所述計算機對所述CFP模塊進行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燃煤可吸入顆粒物及重金屬聯(lián)合脫除的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括設置在干法聯(lián)合脫除燃煤煙氣可吸入顆粒物及重金屬的凈化系統(tǒng)及設備上的數(shù)字化測試儀器；與所述數(shù)字化測試儀器通過信號線相連的CFP模塊；與所述CFP模塊相連的測試模塊；與所述測試模塊通過局域網(wǎng)相連的計算機。本發(fā)明可以避免與有毒有害物質(zhì)可吸入顆粒物及重金屬汞的直接接觸，而且可以進行數(shù)字化遠程監(jiān)控，數(shù)據(jù)分析與處理比較方便。
文檔編號G01D21/02GK102589613SQ201210018550
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者刁永發(fā), 王龍杰, 鄒鉞 申請人:東華大學