基于雙MCU結(jié)構(gòu)的一體化火焰檢測監(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)鍋爐運行時，如果誤判爐膛內(nèi)火焰的燃燒狀態(tài)，嚴(yán)重時會引起爐膛爆炸，導(dǎo)致生命財產(chǎn)的損失，因此，設(shè)計一種可以快速準(zhǔn)確判斷出鍋爐內(nèi)部實際工作情況的專門檢測設(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，火焰檢測器可以利用傳感器部件將爐膛內(nèi)的火焰信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)過計算處理獲得火焰狀態(tài)，實時給出鍋爐運行狀

2、態(tài)的外部指示，采用一些安全措施保證火焰檢測器的正常運行。
　　本論文根據(jù)功能需要，研究設(shè)計了一種基于雙MCU結(jié)構(gòu)的一體化火焰檢測監(jiān)控系統(tǒng)，其主要工作包括:采用雙MCU結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)系統(tǒng)任務(wù)的分工協(xié)作，主MCU負(fù)責(zé)火焰信號的采集和處理，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，實時顯示火焰數(shù)值信息，快速響應(yīng)參數(shù)設(shè)置操作;主/從MCU互相監(jiān)控對方的工作狀態(tài)，保證系統(tǒng)可以正常運行。選用光電二極管作為火焰?zhèn)鞲衅髟?，與多級放

3、大處理電路構(gòu)成火焰信號采集單元，通過MCU的內(nèi)置模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)實現(xiàn)對火焰強(qiáng)度與火焰頻率的檢測。利用定點運算和查表法簡化FFT運算過程，降低資源消耗，提高運算速度，在300ms時間內(nèi)完成了512個采樣點的運算，頻率分辨率為1Hz，并計算出火焰強(qiáng)度與頻率。采用雙路繼電器的觸點狀態(tài)作為火焰狀態(tài)與故障狀態(tài)指示信號，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，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。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接口完成與終端計算機(jī)的信息交互，通過上位機(jī)監(jiān)控軟件實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集。采用安全監(jiān)控電路對主/從MCU的運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)控和故障報警?；鹧鏅z測器的電路板采用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)化設(shè)計，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)，通過雙排插座和插針構(gòu)實現(xiàn)連接，縮小了體積，提高了可靠性。