基于雙MCU結(jié)構(gòu)的一體化火焰檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、在工業(yè)及民用領(lǐng)域中，如電力、機(jī)械制造、煉油、化工、輕工及供熱供暖等行業(yè)需要采用以燃油、燃?xì)饣蛎禾繛槿剂系腻仩t設(shè)備。當(dāng)鍋爐運(yùn)行時(shí)，如果誤判爐膛內(nèi)火焰的燃燒狀態(tài)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起爐膛爆炸，導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)的損失，因此，設(shè)計(jì)一種可以快速準(zhǔn)確判斷出鍋爐內(nèi)部實(shí)際工作情況的專門(mén)檢測(cè)設(shè)備—爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)是非常有必要的。作為FSSS的核心部件，火焰檢測(cè)器可以利用傳感器部件將爐膛內(nèi)的火焰信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算處理獲得火焰狀態(tài)，實(shí)時(shí)給出鍋爐運(yùn)行狀

2、態(tài)的外部指示，采用一些安全措施保證火焰檢測(cè)器的正常運(yùn)行。
　　本論文根據(jù)功能需要，研究設(shè)計(jì)了一種基于雙MCU結(jié)構(gòu)的一體化火焰檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其主要工作包括:采用雙MCU結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)任務(wù)的分工協(xié)作，主MCU負(fù)責(zé)火焰信號(hào)的采集和處理，判斷出當(dāng)前爐膛內(nèi)火焰的燃燒狀態(tài);從MCU完成為人機(jī)接口功能，實(shí)時(shí)顯示火焰數(shù)值信息，快速響應(yīng)參數(shù)設(shè)置操作;主/從MCU互相監(jiān)控對(duì)方的工作狀態(tài)，保證系統(tǒng)可以正常運(yùn)行。選用光電二極管作為火焰?zhèn)鞲衅髟?，與多級(jí)放

3、大處理電路構(gòu)成火焰信號(hào)采集單元，通過(guò)MCU的內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰強(qiáng)度與火焰頻率的檢測(cè)。利用定點(diǎn)運(yùn)算和查表法簡(jiǎn)化FFT運(yùn)算過(guò)程，降低資源消耗，提高運(yùn)算速度，在300ms時(shí)間內(nèi)完成了512個(gè)采樣點(diǎn)的運(yùn)算，頻率分辨率為1Hz，并計(jì)算出火焰強(qiáng)度與頻率。采用雙路繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)作為火焰狀態(tài)與故障狀態(tài)指示信號(hào)，并且雙路繼電器在硬件上相互關(guān)聯(lián)，保證系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，輸出正確的火焰狀態(tài)。將4-20mA電流作為火焰強(qiáng)度的模擬信號(hào)。在人機(jī)界面上

4、采用雙色數(shù)碼管區(qū)分顯示火焰強(qiáng)度和火焰頻率，并提供各種狀態(tài)指示，參數(shù)設(shè)定有按鍵或紅外遙控兩種方式。采用Modbus總線協(xié)議和RS-485接口完成與終端計(jì)算機(jī)的信息交互，通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集。采用安全監(jiān)控電路對(duì)主/從MCU的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障報(bào)警?；鹧鏅z測(cè)器的電路板采用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，分為前面板、核心控制板和電源及輸出控制板三部分，便于工裝、調(diào)試及維護(hù)，通過(guò)雙排插座和插針構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接，縮小了體積，提高了可靠性。