HDCJ-8000化學分析儀器工作站

1  簡介

      華電化學分析儀器工作站采用成熟的上、下位機的模式，實現(xiàn)對火電廠化學水汽參數(shù)的采集及記憶并控制爐內(nèi)純水加藥。該工作站上位機采用高性能、高品質(zhì)的工控計算機，下位機采用我北京華電自主開發(fā)的功能模塊及變送器。計算機監(jiān)控軟件能實現(xiàn)直觀易操作的人機界面、數(shù)據(jù)處理和自動控制。在集中水汽取樣架上或取樣架附近的上位機實現(xiàn)對水汽品質(zhì)的監(jiān)測和控制。上位機預留與火電廠MIS網(wǎng)相聯(lián)接的接口。聯(lián)網(wǎng)功能，通過廠內(nèi)MIS系統(tǒng)或INTERNET系統(tǒng)與其它微機聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)測和控制。

2 特性

2.1  功能強大：

可單獨對任何一支變送器前的檢測電極虛擬出打上“表頭"對該“表"進行各種操作，而不影響其它“表"的運行。可實現(xiàn)全部傳統(tǒng)采集穿儀表的基本功能，利用中文字或各種操作，如報表生成及打印、數(shù)據(jù)數(shù)字及趨勢曲線顯示和紀錄等高級功能。克服了傳統(tǒng)系統(tǒng)中只能采集儀表數(shù)據(jù)，不能對其進行遠程設置與控制，而且兩者顯示值之間還存在誤差的致命缺陷。

2.2 擴展性強：

工作站與加藥系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)配用。工作站的處理能力很強，采用開放式的總線結構，增加“儀表"數(shù)量十分方便，可將全廠的化學儀表連入一臺工作站。工作站在軟、硬件的設計中充分考慮到用戶以后的擴展，以實現(xiàn)由點到面，逐步改造的方案。我北京邊華電的儀表工作站在處理現(xiàn)有機組數(shù)據(jù)的基礎上，預留了其它機組“位置"，只要少量的資金進行軟件升級并配上相應的信號變送模塊就能逐一對機組進行改造。

2.3 大屏幕LCD液晶顯示變送器，外形美觀，內(nèi)容豐富?？蓪崿F(xiàn)現(xiàn)場切換及主機的有線和無線通訊。

2.4 取消了電導率、pH、溶解氧、鈉表共四種表的二次儀表。變送器模塊通過CAN總線直接接入微機，在微機中顯示屏生成虛擬儀表界面，對有驅(qū)動的硅表、磷表和聯(lián)氨表及TOC等大型表則保留整表，通過4~20(mA)模擬信號輸入工控機采集卡。

2.5 實現(xiàn)信息網(wǎng)絡發(fā)布。工作站將各種信息形成若干幅網(wǎng)頁，通過*的B/S結構，進行網(wǎng)絡發(fā)布，并可進行網(wǎng)絡查詢和實時互動。

2.6 全數(shù)字化、多參數(shù)、雙向、多站點的CAN總線通訊網(wǎng)絡。

2.7 集成了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。工作站主機接受變送器模塊的信號并形成虛擬表，同時以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，完成系統(tǒng)圖顯示、虛擬表顯示、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表生成打印等功能。

3 上位機組成

工作站分析儀器工作站由上位機（工控機及組態(tài)軟件）、下位機（帶顯示的變送器模塊、電極及儀表主機）共同組成。上位機主要完成以任務：一是接受用戶指令以完成特定的操作；二是接收各變送器模塊的數(shù)據(jù)并完成計算、顯示、存儲、管理等功能；三是將各種信息制成網(wǎng)頁并進行網(wǎng)絡發(fā)布。與傳統(tǒng)的易出故障、易損壞的輔助手操器不同。華電變送器模塊具有與上位機通訊，校準及設置等功能，將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號并通過CAN總線傳送給上位機。通過主機數(shù)據(jù)處理并記憶，并通過大屏幕LCD顯示器進行數(shù)據(jù)顯示。

3.1  上位機簡介

由高可靠的工控計算機作為信息顯示管理平臺，安裝于監(jiān)控室機柜儀表盤或控制臺或安裝在取樣架儀表屏上。上位機有良好的人機界面。提供豐富的圖形、報表文件，并且具有網(wǎng)絡發(fā)布功能，同時通過CAN總線實現(xiàn)對下位機各模塊工作參數(shù)的設置和校準功能。主要功能如下：

3.2  主要功能

3.2.1  實時顯示：包括虛擬儀表、數(shù)據(jù)表格、曲線等多種顯示模式任意切換；機組蒸汽、汽水取樣系統(tǒng)化學指標顯示及切換；單臺機組模擬量一覽表格動態(tài)顯示及機組間的頁面切換。

3.2.2  儀表校準：通過CAN總線通訊，實現(xiàn)在線儀表校準功能。

3.2.3  數(shù)據(jù)采集：模擬量及數(shù)字量采集功能，包括通訊型、非通訊型及儀表的直接數(shù)據(jù)采集。

3.2.4  手工輸入：手工分析數(shù)據(jù)，在線隨機輸入編輯功能。

3.2.5  控制信號輸出：模擬量及數(shù)字量輸出功能。

3.2.6  數(shù)據(jù)存儲與處理：數(shù)據(jù)以標準數(shù)據(jù)形式保存，保存的數(shù)據(jù)量只受計算機硬盤空間的限制。

3.2.7  歷史曲線顯示：各參數(shù)的瞬間時曲線顯示，可調(diào)出任意時間段多個參數(shù)的歷史曲線，并可做曲線放大顯示。

3.2.8  報警歷史記錄及查詢：可自動將報警事件做歷史記錄，可對報警歷史記錄作任一查詢。

3.2.9  實時報警功能：具有采集數(shù)據(jù)的實時報警功能，提示彈出窗口畫面顯示文字及紅色閃爍報警，通過計算音箱發(fā)出音響報警。

3.2.10  系統(tǒng)功能可擴展性：系統(tǒng)留有與DCS接口，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳，數(shù)據(jù)共享。

3.2.11  儀表管理功能：在線儀表的投、停運標定等記錄功能，具備儀表運行時間統(tǒng)計功能，并能打印出統(tǒng)計報表。

3.2.12  報表管理：時、日、月報表的隨機打印，也可以定時打印報表及曲線。

3.2.13  用戶使用權限管理：可針對用戶設置分配用戶的權限和時效，可設置0~999級用戶級別和任意的時效分配，采用密碼管理體系。

3.2.14  量程及報警限的設置：用戶可以通過軟件在線修改、設定采集點的量程、報警上下限等。

4 下位機

工作站取消了測量幾個二次儀表的單片機控制部分，顯示部分和按鍵部分，所有顯示和操作均集中在PC機上完成。這就使得現(xiàn)場的日常維護變得非常困難，尤其是當PC機與儀表相距較遠時。而采用“手操器"也會帶來接觸及輸出故障問題。本華電變送器很好地解決了這一問題。其作用相當于原儀表加裝了一個六

通道電子單元。加裝了液精屏，稱六參數(shù)變送器，可在現(xiàn)場對相應參數(shù)進行顯示和操作，六參數(shù)變送器它有如下特點：

4.1  下位機特點

4.1.1  大屏幕六參數(shù)同屏漢字顯示，內(nèi)容豐富。

4.1.2  具有有線和無線兩種通訊方式。

4.1.3  電路板采用了表面安裝焊接工藝(SMT)和多層制板工藝，實現(xiàn)一板式，運行可靠、抗力強。

4.1.4  體積小，(240×123×51)mm，便于攜帶、安檢及檢修。

4.1.5  北京邊華電的現(xiàn)場參數(shù)六參數(shù)交隔式變送器，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的六塊不同參數(shù)主機，實現(xiàn)電導率、酸度(pH)、鈉離子(pNa)、溶解氧、及硅、磷酸根等?？啥鄠€組合，在同一變送器中實現(xiàn)隨意組合輸入，變送器上設LCD屏，而且確?，F(xiàn)場多參數(shù)同屏顯示。

4.1.6  費用最少：

原來的一臺二次表被簡化成一塊接口板或板上一個通道，成本則急劇下降。檢測點較多時，省下的費用將十分可觀。

4.1.7  可靠性高，維護量減少數(shù)倍

由于大量減少了單片機系統(tǒng)數(shù)量，且工作站的變送器單元嚴格按工業(yè)標準設計，采用工業(yè)級32位機， ARM系統(tǒng)，CAN總線技術。高可靠芯片及器件發(fā)生故障的概率極低。一旦有故障，或一旦更換不同參數(shù)電極，僅換一塊前置板即可。這也是主要的維護工作，備品備件就是幾塊前置板?？蓱糜诟鞣N容量機組，緩解變送器成本高等問題。

4.2  主要功能

4.2.1  采用國際主流性能*的CAN總線通訊技術，使通訊距離更遠，速度更快，可靠性更高。

4.2.2  各模塊采用32位嵌入式工業(yè)級微處理器，運行速度更快，工業(yè)級溫度范圍(5~55)℃使儀表在惡劣環(huán)境下工作更加穩(wěn)定可靠。

4.2.3 儀表軟件上采用了國際實時多任務操作系統(tǒng)，硬件采用ARM系統(tǒng)，使儀表運行更加穩(wěn)定可靠，實時性和擴展性更強

4.3下位機分類

所有下位機模塊均采用CAN總線方式與上位機進行通訊，并可采用CAN總線和無線兩種方式與操作儀進行通訊。工作電壓均為：PC：18V~36V；AC：(85~265)V  50Hz±1Hz，功耗5W，通道數(shù)為六通道。均采用盤式安裝。安裝尺寸：(1500 mm×1500 mm×80 mm)

下位機可分為同類式及混雜式(交隔式)兩種。同類式就是6輸入均是同一參數(shù)形式，如把六個電導率電極均歸在一個變送器中，混雜式就是可把不同類的電極或信號輸入同一變送器中。

4.3.1  HDCJ-8000-pH  酸度前置器

● 量程范圍：pH(0.00~14.00)，(0.0~99.9)℃

●分辨率：0.01，0.1℃

●基本誤差：±0.02，±0.5℃

●重復性：±0.01

●穩(wěn)定性：±1×10-2/24h

4.3.2  HDCJ-8000-pNa  鈉離子前置器

●量程范圍：μg/L

●分辨率：0.01

●系統(tǒng)誤差：pNa：±0.01  Na +（濃度值）：±5% F.S

●重復性：pNa：±0.025

●穩(wěn)定性：±0.5×10-2/24h

4.3.3  HDCJ-8000-con  電導率前置器

●量程范圍：(0.000~2000)μs/cm(依電極常數(shù)而定)

●溫度范圍：(0.0~99.9)℃

●分辨率：0.001μs/cm，0.1℃

●基本誤差：±1%F.S，±0.5℃

●重復性：±0.5

●穩(wěn)定性：±0.5×10-2/ 24h

4.3.4  HDCJ-8000-DO  溶解氧前置器

●測量范圍：(0.0~20000)ppb，(0.0~99.9)℃

●分辨率：0.01ppb，溫度：0.1℃

●基本誤差：±3.0%F.S，溫度：±0.5℃

●重復性：±1.5

●穩(wěn)定性：±1.5%F.S /24h

4.3.5  HDCJ-8000  AI變送器

●通道數(shù)量：8通道

●測量范圍：(0~20)mA，(4~20)mA或(0~10)mA

●分辨率：0.01mA

●精度：±0.02mA

4.3.6  HDCJ-8000  AO變送器

●輸出范圍：(0~20)mA，(4~20)mA或(0~10)mA模擬信號輸出

●通道數(shù)量：8通道

●輸出精度：±0.01mA

4.3.7  HDCJ-8000  DI變送器

●數(shù)字信號輸入

●通道數(shù)量：16通道

4.3.8  HDCJ-8000  DO變送器

●數(shù)字信號輸出

●通道數(shù)量：16通道

4.3.9  HDCJ-8000  DI/DO變送器

●數(shù)字信號輸入/數(shù)字輸出

●通道數(shù)量：8輸入/8輸出

5 安裝方式

盤式臺式柜式壁掛式

(注：以上4.3.6~4.3.9也可以采用裝入工控機，通用插槽形式)

主要技術指標