热工仪表及自动控制系统对火电机组节能降耗的影响研究

随着社会和时代的飞速发展,绿色、节能、环保已经成为我国社会发展的主要研究课题,电力行业在生产和运营过程中,也需要采取节能措施,降低电力企业的能耗。火电机组大多采用燃煤发电,在实际运行过程中增加了能源消耗,而将热工自动控制系统有机地应用到火电机组的运行过程中,能够实现良好的节能降耗效果,提高电力企业的生产效益和环境效益。基于此,本文主要分析热工仪表以及自动控制系统对火电机组节能降耗的影响。

冷冻机组仪表及控制系统故障原因分析及对策

针对苯乙烯装置冷冻机组运行中存在的仪表及控制系统故障率高的问题,分析其原因,包括现场检测仪表设计选型不当、单点联锁仪表可靠性低、现场可编程控制器(PLC)市电供电不稳、PLC中央处理器(CPU)、输入输出模块(I/O单元)、通讯单元、供电模块非冗余设计,PLC现场运行环境恶劣等。通过采取现场检测仪表设计改型、单点联锁逻辑变更为二取二联锁逻辑、机组控制由PLC改为分散控制系统(DCS)控制、现场仪表供电由市电改为不间断电源(UPS)等措施,冷冻机组仪表及控制系统故障引起机组非计划停机次数降为零,为苯乙烯装置安稳长运行提供了保障。

基于物联网技术的计算机实验室仪器运行自动化控制系统

可靠实现计算机实验室仪器运行自动化控制,是提升计算机实验室仪器管理水平的核心,因此,设计基于物联网技术的计算机实验室仪器运行自动化控制系统。该系统的感知层通过前端采集单元,感知实验室仪器的运行状态信息或者信号并完成其转换;传输层通过ZigBee协议栈、网关为支撑,利用通信时隙分配方法,安全、高效传输感知数据;应用层以传输的数据为基础,基于模糊PID控制器自动化控制计算机实验室仪器运行。测试结果显示,该系统的传输速率均在1.25 bps以上,最大传输速率达到2.03 bps,可在较短时间内控制仪器达到指定运行标准。

火电机组热工仪表运行状态实时控制系统设计

该文设计火电机组热工仪表运行状态数据自采集及实时控制系统。构建火电机组热工仪表运行状态数据自采集与控制系统总体框架,现场仪表层结合热工仪表与各类传感器、执行器采集火电机组运行状态数据后,基于深度神经网络(DNN)动态前馈的过热蒸汽控制模型实现过热器出口温度的精准控制,利用网络通信层的工业以太网模块实现各层数据的传输与交互,通过上位机实现控制结果展示。实验结果表明,该系统的控制平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)值分别为0.3℃、0.4℃;在不同入侵攻击下,可实现系统数据的安全传输与交互。

基于MCU集成电路技术的智能仪器仪表硬件电路设计与实现

微控制单元(Micro Control Unit,MCU)集成电路技术具有强大的处理能力和可配置性,能有效支持复杂的数据处理和控制任务。智能仪器仪表对高精度、高可靠性及良好用户交互性的高标准需求,正驱动着相关人员探索先进的硬件电路设计方案,以适应日益严苛的工业应用标准。介绍基于MCU集成电路技术的智能仪器仪表的硬件电路设计与实现,阐述关键组件的选择与设计、印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)布局设计等,并探讨硬件电路的实现,旨在为智能仪器仪表的设计提供一套完整的解决方案。

基于虚拟仪器技术的发动机ECU自动测试系统

论述了基于虚拟仪器技术的汽车发动机ECU自动测试系统的设计,利用各种高精度的板卡模拟ECU各路传感器信号并对ECU进行输出负载仿真,同时通过CAN通讯对其进行监控。软件设计部分选用TestStand作为测试管理软件,利用LabVIEW编写子VI以模块的形式作为测试序列中的测试项进行测试。最后对系统的测试结果进行分析,验证了系统的可靠性和稳定性。

虚拟仪器技术在温度采集系统中的应用

针对目前越来越多的控制系统以个人计算机为控制核心和虚拟仪器技术的快速发展等特点,为了使温度采集系统实现系统与计算机的高度融合,设计了一种基于实验室虚拟仪器工程平台和单片机的温度采集系统,将虚拟仪器技术应用到温度采集系统中.系统由STC系列单片机和数字温度传感器DS18B20搭建下位机系统进行实时温度采集,应用图形化编程软件LabVIEW和个人计算机构成上位机系统进行采集温度数据的实时处理、分析以及存储等操作.多次测试实验的结果表明,系统运行良好,实验结果理想.较传统基于单片机设计的温度采集系统,其设计实现了系统与计算机的高度融合,虚拟仪器技术在温度采集系统中的应用很大程度上提高了系统的灵敏性,降低了硬件制作的复杂度;与采用数据采集卡搭建的系统相比,应用串口通信极大程度上降低了成本.系统结构简单,直观形象、操作简单方便,人机交互界面友好美观,具有成本低、实时保存数据、抗干扰能力强等特点.

嵌入式网络仪器的设计和实现

以一种嵌入式图像采集系统为例,从硬件组成和软件设计两方面介绍了嵌入式网络仪器的设计和实现。系统利用微控制器SX52作为控制芯片,控制整个系统的运行;以图像采集模块DB200完成对图像信号的采集;用以太网控制器RTL8019作为网络接口芯片,实现网络传输的底层功能。软件方面进行了传送协议实现、仪器远程控制和系统软件的设计,接入以太网,组成嵌入式网络仪器。该系统实现了远程数据网络共享的方法,完成图像的远程实时传送,为广泛应用的嵌入式系统的Internet化提供了一个解决方案。

智能负压伤口治疗仪的研制

负压伤口治疗是促进伤口愈合的前沿技术,近年来在临床中得到应用和发展。本研究结合负压伤口治疗的两个关键技术——封闭负压引流和封闭负压辅助闭合技术,研制了一种智能负压伤口治疗仪。其自由选择治疗模式,可灵活地控制负压大小、使用时间及其脉动的间隔,实现了治疗多种类型的创口。同时,利用数字压力传感器MS5561C监控治疗过程中负压的范围,确保患者的安全和治疗的效果。本治疗仪具有使用方便、成本低、安全可靠、低功耗等优点,在创面治愈中有很大的应用前景。

新型机载远程接口单元测试系统设计

针对机载远程接口单元(RIU)功能和接口信号进行分析,提出一种基于虚拟仪器的RIU测试系统设计方案,该系统的设计采用模块化的设计思想,分别设计总线监控单元、主控单元、I/O单元以及供电单元,各单元之间基于PCI总线、以太网及RS422串行总线完成数据通信。RIU测试系统,具备仿真飞机机电子系统设备的各类输入输出信号与模拟机电管理计算机总线通讯活动功能,可实现针对机载RIU网络的功能与性能验证。测试结果表明,该系统测试覆盖率与测试效率高,可扩展性强,运行稳定。

基于虚拟仪器的电动汽车控制器自动测试系统

针对电动汽车动力系统结构特征和测试需求,基于NI虚拟仪器开发了一套电动汽车控制器自动测试系统,并对系统的软、硬件进行了设计。通过试验台架对该系统功能进行了验证,结果表明,所开发系统可以自动读取测试用例,模拟传感器信号和故障注入,实现整车控制器功能测试和动力系统集成测试,并自动生成测试报告,该测试可保证电动汽车控制系统的安全可靠。

基于虚拟仪器的ECU激励信号发生系统

使用NI系列的D/A转换卡,并以LabVIEW软件编程,实现对发动机ECU的多路核心信号的模拟,生成一个类似于发动机ECU实际工况的仿真环境。通过发动机试验台上采集的实际信号与信号发生系统产生的信号的对比、分析,验证了该系统测试参数的精度和稳定性。

基于Lab VIEW的光功率计控制系统

设计开发了光功率计在PC端的控制平台。该光功率计利用LabVIEW中VISA-serial控件在PC机上进行串口通信管理,具有远程控制、长时间自动测量和数据分析、保存的功能。测试结果表明,该系统运行准确可靠,具有很好的实用性和推广价值。

人机工效在飞机驾驶舱设备布置中应用研究

驾驶舱内设备的合理布置对飞行安全至关重要。本文主要阐述了飞机驾驶舱主要设备的布置与人机工效的关系,为飞机驾驶舱设备布置提供理论依据。

电动方程式赛车仪表控制单元的设计

针对大学生电动方程式赛车开发过程中的仪表显示功能需求,进行了赛车仪表控制单元设计。该仪表控制单元不单单实现了赛车状态的显示功能,还实现了无线传送功能,完善了赛车的人机交互功能。选取CAN总线和SCI模块,采用MK60DN512芯片作为主处理器,设计仪表控制单元收发电路、数据采集模块和远程、串口接口电路等,并制作出实物,为后续赛车仪表单元数据显示、采集和应用奠定了良好基础。

虚拟仪器综合实验室的研制

开发的虚拟仪器综合实验室,主要是针对目前学生数量多,各专业实验室分散、割据、耗资等情况,设计一种集电子测量、传感器、测控、机电等一体化的综合实验室,以满足测控专业、机电专业、电子专业学生的实验要求。主要涉及温度、压力、速度、光学、红外等传感器以及电机控制、波形发生器等实验,几乎涵盖了大部分专业课程实验和毕业设计实验,而且具有自主开发功能。它主要由传感器实验箱,U12A/D采集控制器,计算机和LabVIEW图形化编程软件组成。

BSJ5160TYQ压裂仪表车研制

针对国产压裂仪表车在与不同厂家生产的压裂设备组网存在通讯不兼容问题,研制了BSJ5160TYQ压裂仪表车。整车主要由汽车底盘、厢体、供电系统、通讯系统、数据采集监测系统、泵车混砂车控制系统以及井场监视系统等组成,该型车通过在控制程序中集成不同网络通讯协议,可实现不同控制平台压裂设备的集中网络控制,且可依生产需要加以扩展。现场试验表明:该型车对不同公司、品牌压裂设备均能实现良好的数据共享,控制准确,实时性强,应用前景广阔。

一种具有远程控制的智能温控仪的设计与实现

本文设计并实现了具有计算机通讯功能的智能温控仪,重点介绍了温控仪的软、硬件设计及其实现过程。它以单片机为核心控制器,采用电压/频率转换技术和RS-485通讯接口技术。测试结果表明,它具有的-200～+500°C宽温度测量范围、测量精度高、可靠性好、抗干扰性能强。

基于车载网络的汽车数字仪表系统设计

随着控制单元数目的不断增多,汽车电控系统结构日趋复杂.针对某天然气城市客车设计了一种基于车载网络的灵活性强、可靠性高的数字仪表系统,该系统开发采用了组件化设计方法,基于HCS12嵌入式处理器,通过CodeWarrior软件开发平台和Vspy3故障诊断平台实现系统的快速开发.系统中包括基于CAN的仪表信息模块和步进电机式仪表盘,不仅可以直观地显示车辆运行信息,还能够通过总线接口实现故障诊断.试车运行结果表明,该系统达到了良好的运行效果,稳定可靠.

DCS,智能I/O 及现场总线系统的发展及展望

中理工大学电信系（武汉４３００７４） ［摘要］本文主要介绍了集散控制系统、智能Ｉ／Ｏ的特点和在国内外工业领域的应用状况，介绍了现场总线技术、特点及应用，并对现场总线系统的未来进行了展望。