基于雙MCU結構的一體化火焰檢測監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、在工業(yè)及民用領域中，如電力、機械制造、煉油、化工、輕工及供熱供暖等行業(yè)需要采用以燃油、燃氣或煤炭為燃料的鍋爐設備。當鍋爐運行時，如果誤判爐膛內火焰的燃燒狀態(tài)，嚴重時會引起爐膛爆炸，導致生命財產的損失，因此，設計一種可以快速準確判斷出鍋爐內部實際工作情況的專門檢測設備—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的火焰信號轉換成電信號，經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。
　　本論文根據功能需要，研究設計了一種基于雙MCU結構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結構，實現(xiàn)系統(tǒng)任務的分工協(xié)作，主MCU負責火焰信號的采集和處理，判斷出當前爐膛內火焰的燃燒狀態(tài);從MCU完成為人機接口功能，實時顯示火焰數值信息，快速響應參數設置操作;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c多級放

3、大處理電路構成火焰信號采集單元，通過MCU的內置模數轉換器(ADC)實現(xiàn)對火焰強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電流作為火焰強度的模擬信號。在人機界面上

4、采用雙色數碼管區(qū)分顯示火焰強度和火焰頻率，并提供各種狀態(tài)指示，參數設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的信息交互，通過上位機監(jiān)控軟件實現(xiàn)遠程監(jiān)控與數據采集。采用安全監(jiān)控電路對主/從MCU的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和故障報警?；鹧鏅z測器的電路板采用系統(tǒng)結構化設計，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、調試及維護，通過雙排插座和插針構實現(xiàn)連接，縮小了體積，提高了可靠性。