基于虚拟仪器技术的煤粉质量流量监测系统

论文摘要

燃煤电厂是我国电力生产的主力军，机组数量很大。为了降低煤耗，实现安全生产，减少对大气的污染，采用先进的煤粉质量流量测控技术有非常重要的意义。本文在详细分析了国内外煤粉质量流量测量技术发展的基础上，提出了采用静电法进行煤粉质量流量测量的技术方案。静电传感器是无源无机械部件，耐磨性好、抗干扰性能强、测量精度完全能满足电厂锅炉运行要求。煤粉质量流量测量采用浓度—速度双参数测量法，研制成功了环状电极和树状电极相结合的复合式静电传感器。复合式静电传感器即有灵敏度高、又具有流动噪声不易丢失，具有采用相关原理测量煤粉流动速度的优点。煤粉质量流量监测系统其硬件结构包括静电传感器、调理电路、多路数据采集卡、工业控制计算机。静电传感器是高输出阻抗的电荷源，因此调理电路的输入级采用电荷放大器。电荷放大器是实现从电荷到电压转换的一种线性变换器。它将高阻抗传感器的电荷转移，通过电容为中间媒介转换为电压变化量，同时又能将传感器的高阻抗输出变换成低阻抗输出。调理电路输出级采用U-I变换器，输出标准4～20mA电流，有利于远距离传输。“软件就是仪器”，软件设计已经成为基于虚拟仪器的测试系统的关键环节。本文以虚拟仪器技术为基础，以LabVIEW图形化编程语言为软件平台，研制成功了煤粉质量流量监测系统，经实验室内模拟检测，其误差精度小于3％。利用LabVIEW编程语言，完成了系统软件的总体设计、各功能模块的设计与实现。功能模块包括信号采集模块、信号处理模块、数据操作模块、报表打印模块及远程控制模块等。各功能模块又各自包含了许多相应的子模块，综合了各子模块实现了系统的总体功能设计。最后分析了系统软件程序结构的优化方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 煤粉质量流量测量技术的国内外现状及发展趋势
• 1.3 沈阳热电厂制粉和输粉系统简介
• 1.4 主要工作
• 2 虚拟仪器与 LabVIEW编程语言
• 2.1 虚拟仪器概述
• 2.1.1 虚拟仪器的概念
• 2.1.2 虚拟仪器的特点
• 2.1.3 虚拟仪器和传统仪器比较
• 2.2 图形化编程语言 LabVIEW功能与使用
• 2.2.1 LabVIEW的功能及特点
• 2.2.2 LabVIEW的函数库
• 2.2.3 LabVIEW的应用
• 2.2.4 LabVIEW程序设计过程
• 2.2.5 LabVIEW程序的模块化设计
• 2.3 本章小结
• 3 煤粉质量流量监测系统的硬件系统设计
• 3.1 煤粉质量流量测量的理论基础
• 3.2 煤粉质量流量监测系统的硬件系统配置
• 3.3 静电传感器设计
• 3.3.1 静电传感器工作原理
• 3.3.2 静电传感器的等效电路
• 3.3.3 静电传感器设计
• 3.4 调理电路设计
• 3.4.1 电荷放大器设计
• 3.4.2 U-I变换器
• 3.5 数据采集卡的选择
• 3.6 计算机的选择
• 3.7 本章小结
• 4 系统应用软件设计
• 4.1 系统整体设计
• 4.2 主操作界面设计
• 4.2.1 功能模块的按钮
• 4.2.2 实时显示与报警
• 4.3 本章小结
• 5 软件各功能模块的设计与实现
• 5.1 信号采集模块
• 5.2 信号处理模块
• 5.2.1 煤粉浓度测量
• 5.2.2 煤粉速度测量
• 5.2.3 瞬时质量流量测量
• 5.3 数据操作模块
• 5.3.1 在 LabVIEW中访问数据库的方式
• 5.3.2 利用 ADO技术访问数据库
• 5.3.3 利用 LabVIEW Database Connectivity Tookit访问数据库
• 5.4 生成报表打印模块
• 5.5 系统软件的程序优化
• 5.5.1 功能模块调用的优化
• 5.5.2 系统内存的优化
• 5.6 本章小结
• 6 煤粉质量流量监测系统的标定实验
• 6.1 标定的基本概念
• 6.2 标定实验系统的构成
• 6.3 标定实验结果
• 6.3.1 煤粉速度vp的标定
• 6.3.2 煤粉浓度与感应电势的关系实验
• 6.4 本章小结
• 7 结论
• 参考文献
• 在学研究成果
• 致谢