锅炉膨胀位移实时在线监测系统及节点组网方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108415390A(43)申请公布日2018.08.17(21)申请号201810237524.0(22)申请日2018.03.21(71)申请人中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所地址100022北京市朝阳区建国路126号瑞赛大厦申请人中航高科智能测控有限公司(72)发明人刘阁高云端刘德峰张梅菊庞健王竞翔(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人李建英(51)Int.Cl.G05B19/418(2006.01)H04W4/38(2018.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称锅炉膨胀位移实时在线监测系统及节点组网方法(57)摘要本发明属于在线状态监测技术领域，涉及一种锅炉膨胀位移实时在线监测系统及节点组网方法。本发明应用于大型锅炉发生形变膨胀后空间变化量的检测。结合锅炉现场的具体应用环境，系统采用Zigbee无线组网方式进行数据的汇总传输。本发明通过积累大量的膨胀位移监测数据，技术人员可以进一步就锅炉的设计与维护提出改进意见。其次，本发明创新性地将无线通讯技术与组态方法相结合，成功应用于锅炉现场环境中，取得了良好的结果。最后，本发明所提出的锅炉膨胀位移实时在线监测系统与节点组网方法具有良好的可维护性和工程实施性，系统故障的排查也非常简单方便。CN108415390ACN108415390A权利要求书1/1页1.一种锅炉膨胀位移实时在线监测系统，其特征是，锅炉膨胀位移实时在线监测系统包括三大部分：Zigbee无线监测节点网络、中控计算机、电厂DCS通讯接口卡，其中Zigbee无线监测节点网络包括协调器和监测节点，监测节点做为每个监测位置的基础单元包括三部分：一部分是安装在锅炉本体外表面周围的三维参考面，一部分是通过炉体外钢梁支架固定的三轴向激光测距仪，一部分是用于采集激光测距仪输出位移信息的节点采集变送装置；三维参考面焊制在锅炉本体上，对应的激光测距仪固定安装在锅炉本体外的钢梁支架上，激光测距仪至三维参考面的距离长度分别代表前后、左右、垂直三个方向的位移变化量；激光测距仪每个轴向所对应的参考面到激光测距仪之间的距离表示当前位置锅炉膨胀位移的变化量，节点采集变送装置由AC/DC开关电源模块、发射天线、DC/DC直流电源模块、信号变送模块、RS485通讯模块、Zigbee通讯模块组成。AC/DC开关电源模块将交流电转换为直流电给整个监测节点供电，信号变送模块通过RS485模块读取每个轴向激光测距仪的位移值，这些位移值经过信号变送模块解析换算后通过Zigbee通讯模块传输至Zigbee无线监测节点网络中的协调器；RS485模块读取的每个轴向激光测距仪的位移信号交联在一起，信号变送模块通过每个轴向激光测距仪的地址向不同的测距仪发送读取指令；Zigbee无线监测节点网络中的协调器将各个监测节点位移数据以RS485有线通讯方式传输给中控计算机，中控计算机以RS485有线通讯形式将锅炉膨胀位移送给电厂DCS通讯接口卡。2.根据权利要求1所述的一种锅炉膨胀位移实时在线监测系统，其特征是，所述Zigbee无线监测节点网络包括协调器、监测节点和中继器，中继器的安装位置位于监测节点接收协调器信号弱的区域。3.根据权利要求1所述的一种锅炉膨胀位移实时在线监测系统，其特征是，所述Zigbee无线监测节点网络的监测节点数量随锅炉本体的体积结构而定。4.根据权利要求1所述的一种锅炉膨胀位移实时在线监测系统，其特征是，所述Zigbee无线监测节点网络的协调器的安装位置在信号传输空间上尽量居于各个监测节点的中心位置且与中控计算机的距离最短。5.根据权利要求1所述的一种锅炉膨胀位移实时在线监测系统，其特征是，所述的每个监测节点具有网络内唯一的地址，协调器按照地址顺序往复查询每个监测节点的位移情况。6.根据权利要求1所述的一种锅炉膨胀位移实时在线监测系统，其特征是，所述的中控计算机位于锅炉厂房临近的集控室，中控计算机实时运行着组态界面，组态界面接收到Zigbee协调器传输的位移监测数据，将其解析显示、记录保存；组态界面共有八个操作页面：主页面、报警设置页面、报警页面、历史趋势曲线、历史数据页面、数据汇总页面、数据校准页面、实时数据页面，每个页面具有独立的操作功能；工作人员通过组态界面可以直观地了解到锅炉膨胀位移变化的实时数据和历史趋势，可以设置当前数据的告警门限值和零点校准值；组态界面在保存监测数据的同时周期性地将这些数据以热控报表的格式进行excel自动导出，协调器与中控计算机之间是RS485通讯，遵循Modbus协议，组态界面还要将这些数据转发给电厂DCS通讯接口卡，二者之间是RS485通讯，遵循ModbusRTU协议形式。7.根据权利要求1所述