变频器在引风机调速系统中的节能应用.pdf

2 2一 周剑勇等变频器在引风机调速系统 中的节能应用 技措技改 技 措 技 改 { 变频器在 引风机调速系统中的节能应用 周剑勇钟宇飞 巨化 集 团心 司拓 厂 ， 浙江衢 州 3 2 4 O 0 4 摘要介绍 变频 嚣在 净化 引风机 中的应 用。该应用减 少机械设备的损耗 降低电气元件的 维护量， 更重要 的是具有显著 的节能效果。 关键词变频 嚣节能P L C人机界面 近年来 ．变频调速技术在我国得到迅速发展和 广泛的应用 ． 其优异的控制特性与显著的节能效果 获得用户的一致认同。巨化集团公司铝厂现有净化 地面引风机 4台， 其中 1 8 5 k W 2台 ， 1 5 5 k W 2台， 利用风门调节风量 ，虽有一定的节能效果 ，但调节 风门既不方便 ，节能效果也不理想。为了降低生产 成本节约能源 ，决定对 4台地面引风机进行变频调 速控制改造 1 改造前的数据分析 为了确保改造后获得满意的节能效果 ，我们在 改造前实测 了大量数据。得到 P 功率 - Q 风量 曲 线 图 { 见 图 1 。 图 1 风机功率风■关系 曲线 从图 1中可以看出，输出同等大小风量，变频 器 调速理论所需功率 比利用风门调节风量所需功 率小得多。 又根据有关公式 Q N， p c c N ， W N Q风量 ， P风压 ，w 电机输 出功率 ，N为电机转速 ，可 知电机输出功率 与电机转速的立方成 比例关 系， 即如电机转速为原来 的 9 0 ％，则可节电 2 7 ％ ，如 收稿 日期 2 0 0 1 0 30 9 电机转速为原来的 8 0 ％ ，则可节 电 4 9 ％。如果采 用变频调速控制系统后 ，直接通过调整电机转速来 调整风量 ，可大大提高风机运行效率 ，并减少风门 及风道的能量损耗 ，极大的改善了风机的运行状 况 。以 1 8 5 k W 风机为例 ，根据生产工艺及环保净 化要求 ，按年平均风量为 1 21 0 m ／ h ，此时 ，风 门调节所需 输入功 率为 1 0 7 k W，而采 用变 频调 节 ，输入功率为 7 9 k W，二者功率差为 2 8 k W，年 运 时间为 8 0 0 0 h ，电价按 0 ． 3 6元／ k wh计算 ，1 年可节约 电费 8万元 ，如果再加上合理的控制 曲 线 ，还可以进一步节约电费 1 ～ 2万元 。具体分析 数据见表 1 。根据表 1 数据分析，变频调速风机 ， 节能效果是毫无疑问的。 衰 1 变频调速风机节能效果预测 风量／ 1 0 4 ／ h l 5 1 4 1 3 1 2 1 1 1 0 9 8 风门诵节 功率／ k W 1 6 5 1 4 1 1 2 2 1 0 7 9 7 8 6 7 8 6 8 变频调节 功率／ k W 1 6 5 1 2 8 1 0 1 7 9 6 0 4 5 2 3 功率差值／ k W 1 3 2 1 2 8 3 7 4 1 4 5 4 5 年节电／l k Wh 1 0 4 1 6 8 2 2 4 2 9 6 3 2 8 3 6 3 6 年节电费／ 万元 3 8 6 ． 0 8 0 1 0 6 I 1 8 1 3 ． 01 3 0 注 功率均按 P Q曲线圈获得 。 2 变频器的选用 我厂首先对 1台 1 8 5 k W 地面引风机进行变频 调速控制系统改造。 由于市场上变频器种类 、 型号繁 多 ， 有西门子 、 超能士 、 富士、 山肯等， 经过 比质 比价 ， 最后采用了 日本安川 C I MR - P 5 A 4 1 8 5风机专用型变 频器 。 3 电气控制原理及说明 改造后的电气原理见图 2 。 m ㈨ 帅∞如 0 维普资讯 2 0 0 1年第 8卷第 4期 化工生产与技术 C h e m i c a l P r o d u c t i o n a n d T e c h n o l o g y Pws l 。 o 唧 FS R _ { w ST c o z J S L M M 2 一 s2 AM ] s4 c 两 5 u W V 堡／ L 一 图 2 电气控制原 理图 从图2 可以看到， 为了操作和控制方便，我们 还采 用 了三菱 P L C、P WS 一 7 0 0 X液 晶显 示人机 界 面 操作员可以远距离通过人机界面上简明的主菜 单和子菜单 ，对风机进行有效控制。人机界面主菜 图 3操作菜单 单和子菜单见 图 3 。 系统在手动控制模式时 ． 操作人员通过子菜单 起动变频器 ，再根据转速表显示值 ，用电位器进行 速度调节， 从而实现风量调节， 通过子菜单， 使系统 停 止 。 在自动控制模式时，可进行时钟调整和曲线调 整 ， 所谓曲线 ， 就是系统速度随着时钟的变化而变化 的一条曲线， 这与现场情况息息相关， 电解槽加工加 料 时风量要求最大 ，这 时候变频器输 出速度也最 大。系统起动时， 默认按预定的一条曲线 自行运行 ， 此 曲线为编程时预定 的一条曲线 ，一般不能对其进 行调整。系统也可以按 自定义曲线 自动运行 ，此曲 线操作人员可以调整 ， 通过现场反复测试和调整 ， 预 定义曲线见图 4 。 刻 图 4运行 曲线 图 4 结束语 该引风机通过变频调速控制系统改造后，和原 系统相比， 实现了软起动 、 软停止、 无级调速 ， 机械设 备损耗少， 电气故障率几乎为零， 同时变频器、 P L C 、 人机界面的有机结合， 风量调节实现自动化， 操作工 作量大大减少。更重要 的是经过一年多的试运行及 数据的积累、 分析 曲线 图 1中的虚线 ， 系统既满足 了工艺要求， 又达到预期 的节能效果 ， 为另外 3台引 风机的变频器改造提供 了依据。 参考文献 1 徐灏 ， 邱宣怀 ， 蔡春源 ．机械设计 手册第五卷机械工 、 出版社 ， 1 9 9 2 ． 4 0 ． 5 4 0 。 】 】 杭州化- O 征订启事 杭州化工 创 刊于1 9 7 0 年 ， 是杭J州市化工 学会和杭州 市化工研究所联台 主办 的地 区性化工科技综台刊物 主要报道本地 区化工原料 、 石油 化工 、 涂 料、 纺织 、 助剂 、 印染 、 塑料助荆 、 台 成树脂 、 农药 、 橡胶 、 塑料制品等方面的有关技术 总结 、 学术论文 、 试验报告、 国内外化工动态、 技术经济论证及技术革新、 技术改造、 节能、 三废治理、 综合利用、 环境保护、 分析测试等新成果， 并 选登部分译文 。 可供从事化工及应用化工产 品的科技人员 、 技术工人和管理干部参考 本刊为季刊 ， 全年发行4 期 ， 收订费2 0 ． 0 0 元， 需订购者请按订阅单填写订 阅懵数 、 单位名称 和详 细地址 ， 连 同忙款 ， 由邮局忙来 ， 并请注明订阅 杭 l州化工 及收件人详细 地址 联系地址 浙江 省抗卅 I 市湖墅石灰坝 7号 杭州化工 编辑部邮编 3 1 0 0 1 4 联系人 陈根荣电话 传真 0 5 7 1 ． 8 8 3 1 5 5 6 1 E - m a i l p a p e r c h e m j m a i l h z ． C T I 无机盐工业 2 o o 2年征订启事 无机盐工业 是 国家科 委批准的化工科技刊物 ， l 9 6 0年创刊， 国内外公开发行 ， 主要报道 国内外无机化工最 新科技成果与 技术进展 ， 以及新技术 、 新工艺 、 新设备 、 新产品、 新用途方面的动态及商品信息 、 市场行情等 。 本刊印刷精美、 质量上乘、 影响面广， 是您在无机化工行业扩大产品影响的最佳选择。欢迎来函来电洽谈广告业务。 无 机盐丁业 为双月刊 ， 单 价 6 0 0元 ， 全年 6期共 3 6 ． 0 0元 ， 邮发代号 6 2 3 全 国各地邮局均可订阅 ， 也可直接与 编辑部联 系 地址 天悼市红桥区丁字沽三号路 8 5号 无机盐工业 杂志社 。 E - m a i h y g y t i s t i B c c n ． 邮编 3 0 0 1 3 l 电话 0 2 2 ． 2 6 6 5 8 3 4 3 维普资讯 2 4 唐贞勇 G 3 V ． 4 5 ／ 1 3 膜式压缩机故障分析及对策 技措技改 一～ 一十 - 技 措 技 改 { G 3 V． 4 5 ／ 1 3膜式压缩机故障分析及对策 唐 贞舅 浙江 巨化化工矿 业有限舟司， 浙江衢州 3 2 4 4 0 3 摘要介绍 G 3 V - 4 5 ／ 1 3膜式压缩机 的常见故障、 原 因分析及其采取的对策。 美毽词膜式压 缩杠故障分折对策 G 3 V一4 5 ／ 1 3 膜式压缩机为 v型双缸水冷式压 缩机， 公称排气压力 l _ 3 M P a ， 排气量4 5 m ／ h ， 排油 压力 1 ． 7～1 ． 8 P a ，活塞行程 1 3 0 h a m， 转速 4 0 0 r ／ ra i n ， 轴功率 ≤1 0 k W， 耗水量 3 0 0 L ／ h ， 其核心部件 汽缸活塞结构如图 1所示 ，此类型机组广泛应用于 精细化工 、轻工等行业。巨化矿业公 司精细化工厂 清洗 剂 车 问 的 1台 G 3 V一 4 5 ,／ 1 3膜 式压 缩 机 于 1 9 9 6年 8月J E 式投人运行 ，压缩介质为氯化氢气 体 作为该车间的主要设备， 由于设备故障多 ， 压缩 机运行效率低 ，严重影响了j E 常生产，我们对该设 备发生的故障进行了分类分析，并提出和实践 了解 决措施 ，达到了预期 目的 ，保证 了设备 的长周期安 全稳定运行。 围 -／气缸活塞结构 1 谰压阀部件 ； 2 配油盘； 3 缸体部件； 4 进排阀部件 ； 5 ．砖却水 口； 6 金属膜片 ； 7 油孔 1 影响膜式压缩机运行效率低原 因 分析 1 ． 1故障情况简介 G 3 V ． 4 5 ／ 1 3 膜式压缩机正式投入运行后，一年 之内发生了六类 1 O 起故障， 具体故障如表 1 所示。 1 ． 2故障原因分析 1 ． 2 ． 1 金属膜 片破裂 收稿 日期 2 0 0 I 一0 3一i 6 衰 1 压缩机故 障统计 故障特征检查拆下的右缸 2 片损坏的金属膜 片时发现，2 片膜片破裂处均在排气阀座正下方沿 周边破裂约 3 e m， 膜片呈花纹状。 原因分析 当膜式压缩机连续运转过程中， 金属 膜片的弹性极限及疲劳极限下降，由于膜腔内外压 力差的作用，膜片在配油盘上导油孔处及进排气阀 座处易产生局部的附加变形 ，并相应产生附加的局 部应力， 从而导致膜片在运行中提前损坏- - 。 1 ． 2 ． 2 进、 排气阀座堵塞、 闽片磨损 由于工艺上原因， 压缩介质 一 氯化氢气体中夹 带部分氯化石蜡 ，氯化石蜡进人压缩机内同时被压 缩时 ， 受热形成黑色较硬结焦物， 堵住了阀座 。而阀 片磨损的原因主要有 2 种一是氯化石蜡黑色结焦 物粘附在阀片上， 连续吸、 排过程造成磨损； 二是阀 片两侧气流产生压力差， 阀片与阀座 、 升程限制器产 生撞击后疲劳磨损。 1 ． 2 ． 3 补偿油泵 供油 由于停机后维护不当，部分酸液滴到补偿油泵 上， 柱塞和柱塞套之间锈蚀， 造成柱塞不能活动， 导 致油泵不供油。 1 ． 2 4 油缸内油压达不到额定值 油缸 内油压达不到额定值原因主要有 1 j 调压 维普资讯 2 0 0 1 年第 8 卷第 4期 化工生产与技术 C h e m i c a l P r o d u c ti o n a n d T e c h n o g y 2 5 阀阀座磨损及阀内沉积污垢 ，阀座与阀的密封性遭 破坏 ． 使油缸内油压达不到额定值 ； 2 补偿泵进、 排 油阀阀 口处磨损及积有污物 ， 使供油量降低； 3 油 缸内部分残存空气未及时排尽 。 1 ． 2 5 活 塞环损坏 调整左 、 右 2 缸的排油压力时， 未控制得当， 致 使排油压力不均 ， 右缸活塞顶部受到较高压力冲击， 振动加剧 ， 出现敲缸声 ， 活塞环因交变载荷作用而磨 损损坏。 1 ． 2 6 压缩 机左缸 温度偏 高 左缸温度偏高原因主要是操作中冷却水量控制 不当及冷却水管布置欠合理 ， 影响热量交换。 2 对策与措施 针对设备的各类故障 ，我们主要采取了以下相 应的解决对策与措施 f 1 每 3个月定期检查金属膜片和进排气阀， 及 时调整与进 、 排气阀相贴紧的膜片位置， 尽量避免局 部应力大对其寿命的影响 ，如检查发现膜片有破损 迹象和阀片磨损 ， 则及时更换 ； 2 改进生产工艺。在压缩机进 口处增设石蜡 液封装置和过滤器。 采用 2 2 0目铜丝滤阿， 使氯化石 蜡不能进入压缩机， 从而解决进排气阀堵塞现象； 加大冷却水量， 并将冷却水循环使用， 以降低水耗； ②将进入左缸缸套冷却水管改为从缸套下部进水、 上部出水 ， 提高传热效果 ， 降低缸温 ； 4 加强设备维护保养 ， 实行 “ 包机到人” ； 制作 专用过滤油箱， 润滑油坚持按规定做到 “ 五定” 、 “ 三 级过滤” ， 选取热稳定性 、 抗泡沫性 、 抗乳化性等性能 较好的液压油， 并按时更换液压油和清洗曲轴箱 ， 减 少各种污垢 的产生和沉积 ； 对活塞环 、 调压阀、 补偿 油泵等零部件作重点仔细检查， 发现问题及时处理 ； 要求 日常操作中每班将油缸残存空气排尽 ，调节好 左 、右 2 缸的排油压力 ，避免 因受力不均而出现异 常； 切实加强巡 回检查， 注意观察冷却水供应、 调节 阀手柄位置及其工作状况 、 曲轴箱内油面高度 、 补偿 油泵运行状况以及压缩机 电压 、 电流等情况 ， 并认真 做好检查 内容的记录与填写 ， 发现问题及时汇报 ， 认 真解决 。 3 效果 通过采取上述对策和措施 ，G 3 V ． 4 5 ／ 1 3 膜式压 缩 机的运行效率大大提高， 实施效果十分明显 ， 1 9 9 8 年后， 设备故障降低到 23 起／ a ， 为企业安全稳定 长周期生产提供了保障。 参考文献 3 针对左缸温度偏高问题 ， 采取 2项措施 ① J 郁永章 ，刘勇． 特种压缩机 北京 机 槭工业 出版社 ， 1 9 8 9 欢迎订阅 2 0 0 2年 应用化- i - } 应用化工 杂志 为双月刊， 大 1 6开车 ， 年订价 4 8 元 刊号 I S S N I O 0 7 ． 4 3 2 5 ． C N 6 1 ． 1 3 7 0 ／ T Q， 邮发代号 5 2 ． 2 2 5 ， 全国各地 邮 电局 所 均可办理订阅， 亦可直接通过 邮局或银行 向本部订阅。 地址 西安市 影路 4 5号邮编 7 1 0 0 5 4 电话 0 2 9 5 5 3 5 0 5 9传真 0 2 9 5 5 3 5 0 5 9 开户银行 安市工商行雁塔 路分理处帐户 陕西省石油化工研究设计 院帐号 2 3 0 ． 8 8 2 0 5 7 ． 9 0 2 0 0 2年 造纸化学品 征订、 征稿、 发布广告启事 中国造纸化学品工业协会告刊 造纸化学品 是 国内外公开发行的全 面报道造纸用化学 品的全 国性科 技期 刊。是 中国学 术期刊 光盘版 的人编刊物 本刊集学术研究 、 经营管理 、 技术信息 、 市场商情为一体 ， 主要报道造纸用精细化学品的研制 、 开发、 应用及国 内外发展动 向等 设 有专题综述 渖 学实验 、 应用技术 、 经验交流 、 国内外动态、 新产品、 新技术、 市场与信息 、 产品介绍、 技术成果转让 、 造纸 与化学品商情等 目 它是沟通造纸和造纸化学品两大行业经济技术合作的技术信息类期刊。本刊以造纸界 、 化工界、 科研机 构 、 事业单位从事科研生产 的广大科技人员、 技术工人 、 管理干部及大专院校相关 专业的师生为服务对象。 造纸化学 品 还将以一定 的篇幅发布造纸化学品、 造纸机械设备仪表 、 化工机械设备仪表 、 技术转 让和人才供求方面的广 告 。 本刊为季刊 刊号 C N 3 3 ． 1 1 2 4 ／ T Q ， I S S NI O 0 7 ． 2 2 2 5 ， 大 1 6开本 ， 垒年订费为 3 O元 包括邮费 ， 自办发行 ， 欢迎单位和个人 订阅 需 订阅者将款从邮局汇来 ， 并请 注明订阅 造纸化学品 及收件人详细地址 。 本部 尚有 1 9 9 9 年 、 2 0 0 0年 造纸化学品 精装车 ， 订价为 4 0 元 ／ 年 ， 需要者可将款从邮局汇来 。 联系地址 浙江省杭 l州市湖墅石灰坝 7号 造纸化学品 编辑部 邮编 3 1 0 0 1 4 联系人 陈根 荣电话 传真 0 5 7 1 ． 8 8 3 1 5 5 6 1 E ma i l p a p e r h e mj ma i l h z c n 维普资讯 余翔 工业废水 自动监测阿络系统的开发与应用 计算机应用 计算机应用 工业废水 自动监测网络系统的开发与应用 余翔 巨化集团公司计算机 中一心， 浙江衢州3 2 4 0 0 4 摘 要介绍 丁工业废水 自动监测 网碧 系统 的设计思想和硬件 结构。该 系统采用无线 教捂侍送技 求， 实现 多个监 -剥子站与监测 中心之 间的通讯， 监 驯 中心应用 WE B技术 对监 l驯数据进行管理和查询。 关键词 p H 自动监剐同碧WE B技 术 臣化集团公 司是全国特大型的化工联合企业 ， 下属有 2 0多家分厂 ， 生产有化工原料 、 氟化工、 医 药 、 建材、 冶金等多种产 品。公司下属生产厂每天有 大量的工业废水要排放。传统的采用人工定期或不 定期的采样监测难以客观地反映排放废水的变化 规律和实况， 对于事故性排放更是无法及时发现和 处理。所以， 我们设计开发了该系统 ， 采用先进 的、 连续的、实时自动监测技术， 对外排的工业废水进 行全天候的实时监测 ，及时有效地减步对周围环境 的污染。 系统投人运行已近 3年 ，所有设 备能长周期 连续 运行 ，各 项功能 和技术指 标均 达到设 计要 求。 1 系统的总体结构及设计思想 巨化集团公司有 “ 十里化工城” 之称 ， 生产厂区 面积大， 废水排放渠出口分布广， 测点分散 ， 而且距 离较远。引对这些现况特点以及实际应用的功能要 求， 我们把系统设计成有一个监测中心站和多个监 测子站组成 ，监测系统采用了分布式系统结构和无 线传输技术 监测点的单 片机主要进行实时数据的 采集和存储，当接收到中心站主机发来 的传进命令 后 ，单片机通过串行 口，经无线数传机将数据传送 给中心站主机。同时， 中心站主机及时更新 WEB服 务器数据 ，这样 ，局域阿内的所有用户都可以通过 浏览器实现对监测数据的查询 ，而相关生产厂的环 保部f 』 和生产调度部 门等远程用户，则可以通过通 讯服务器 G T S 由电话线拨 号拨入 实现对主机服 务器的访问以及数据查询。系统的总体结构如图 1 所示 、 收稿 日期 2 0 0 l 一 0 5 0 9 器 围 1 工业废水 自动监测 网络系统总体结构 2 系统硬件设备构成 系统硬件设备主要包括检测仪表、 监测终端机、 无线数传机 、 中心站主机和 WE B服务器 2 ． 1监测终端机 为了降低系统成本 ， 同时也为了便于 13 后维护， 我们 自行设计制作了监测终端机， 以 8 0 3 l 单片机为 核心， 有存贮器 、 采样及 A ／ D转换电路 、 显示／ 键 盘、 Wa t c h D o g电路和数据通讯电路等 。监测终端机 的结构如图 2所示 2 ． 1 ． 1 存贮器 因 8 0 3 1片内不带程序存贮器 ，故外接 了 1 个 6 4 K B的 E P R O M2 7 5 1 2作为程序存贮器。通常情况 监测终端机在整 1 0 mi n时将采样数据进行保存 ， 所 以扩展了 6 4 K数据存贮器 ， 由 2片 6 2 2 5 6构成。这 维普资讯 2 0 0 1 年第 8卷第 4期 化工生产与技术 C h e mi c a l I Zq o d u e t i o n a n d T e c h n d o g y - 2 7 电 薄鄂丹卜 - 一 8 0 3 1 卜 _ I C J U Wm c h gL 电路l l 图 2监测终端机结构图 样 ， 在收到主机的发送命令之前 ， 采集的数据可以暂 时存放在监测终端机上，一旦收到主机的发送命令 后 ， 再将所有的数据传送给主机。 2 1 2 D I P 关设 置 由于系统采用分布式结构 ，存在多个监测点与 中心站之间的数据通讯 ，必须给每个监测点分配唯 一 的站 号。本系统在设计时充分考虑了系统的灵活 性和通用性， 外扩一 8 位 D I P开关 ， 其 中 4 位用以实 现对监测点站号的设置。 同时， 利用其他 4位设置不 同量程标度的检测仪表。 2 ． 1 ． 3栗样 及 A／ D转换 作为传感器的 口 H测试仪 ， 其输 出 4～ 2 O m A标 准 电流． 经采样电阻进行 I ／ V变换后送人 A ／ D 。测 量 p H、流量、C O D等参数的测量精度要求一般在 1 ％左右 ， 系统选用了 8 路模拟量输入 8 位数据输出 的 A D C 0 8 0 9 。 2 1 4 Wa t c h Do g电路 为防止 C P U受突发干扰引起程序执行混乱， 设 计硬件看门狗电路 ， 当程序 “ 跑飞” 时能 自动复位， 而 且也能有效防止数传机长发 ，同时在程序内设置软 件陷阱， 从而保证系统运行 的可靠性。 2 ． 1 5 显示及键盘 为了便于现场调试和维护 ，设计了静态数码管 显示电路和键盘电路 。其显示的内容由键盘控制。 在需要时可显示机器时间、 站号、 当前测量值 ， 查看 已存储的历史测量值。另外 ，还可进行数据通讯的 调试 ，检查检测终端机接受或发送的信息内容是否 正确 等 2 1 6 通讯 路 8 0 3 l 单片机有一个 串行 口，T T L电平信号 ，需 要 另 加 R S ． 2 3 2串 行接 口电路 ，以 实现 与 标 准 R S ． 2 3 2间 的通讯 。通 常选 用集 成芯 片 MC 1 4 8 8 、 MC 1 4 8 9来实现 1 T r L与 R S一 2 3 2电平之 间的转换 ， 但考虑到这 2片芯片在使用时需 5 v和 1 2 V电 源，应用不太方便 ， 本系统实际选用 1 种单电源供 电、 低功耗 R S ． 2 3 2芯片 MA X 3 2 3 2 。 MA X 3 2 3 2 是 MA X I M公 司生产 的1 种 R S ． 2 3 2 通 讯接 口芯片 ， 该芯片使用 单一电源电压 3 ． 0 V一 5 ． 5 V ， 可实现 T T L与 R S一 2 3 2两种电平之间的 转换 。 因此 ， 8 0 3 1 单片机通过 M A X 3 2 3 2可以与无线 数传机组成 1 个简易的三线制通讯线路 。如图 3 所 示 图 3 MA X3 2 3 2与 8 0 3 1 数传机组成 的通讯线路 2 ． 2无线数传机 无 线 数 传 机 选 用 了 超 短 波无 线 数 传 设 备 X 9 6 0 1 ， 该机的无线数传 电台采用 日本产的 L M2 2 1 0 进 口车载单工电台， 经改制后， 加上调制解调器接口 和开关电源组成 。M O D E M采用 A M7 9 1 0单片调制 解调器，该调制解调器单元采用 l 2 v供电，具有 提供 A M7 9 1 0工作电源的电源逆变电路和具有发射 机工作 2 3 mi n限时工作电路 ， 以防止长时间发射 影响系统正常工作和损坏无线数传电台 该数传机 具有抗干扰性能好， 接收灵敏 ， 误码率低等特点， 而 且配有标准 E I A R S 2 3 2 C标准串行通讯接 口，可直 接与计算机联机通讯 。 由于设计 的监测终端机使用简易的三线制通 讯， 为使数传机能正常收发数据， 还必须有 R T S 请 求发送信号 和 D T a 数据终端就绪信号 ， 这 2 个信 号 的控 制可 以由 8 0 3 1的 P 1 7经 MA X3 2 3 2 T 2 i n ， T 2 o u t 转换后得以实现 见图 3 。 2 ． 3 p H检测仪 作为传感器 的 p H测试设备 ，灵活地固定在被 测排水沟桥上， 并确保 D H探头置入水中， 而且安装 时充分考虑能够方便拆卸和清洗探头。测试仪 的输 出一般为 4～2 0 m A标准范围内的电流 有些老的 检测仪输出为 0 ～1 0 m A 。该电流信号送人监测终 端机被采样。 2 ． 4中心站 主机 中心站主机选用 1台 P c兼容机，其基本 配置 维普资讯 余翔 工业废水自动监测网络系统的开发与应用 计算机应用 为 i m e l B X 2主板／ P I I C P U／ 6 4 M内存 ／ 8 ． 4 G硬 盘／1 5 三星彩显。该机安装 Wi n d o w s 9 8操作系统 ， 并且安装 了 Mi c r o s o f t V i s u a l C作为开发编程工 具 2 ． 5 WE B服务 器 选用 1台C O M P A Q P L 8 0 0作为局域弼的服务 器 服务器操作系统安装 Wi n d o w s N T S E R V E R 4 ． 0 ． 数据库选用 S Q I S E R V E R 7 ． 0 。 3 监测终端机与中心主机数据通讯 宝 瑚 监测终端机 与主机之间的多路通讯 ，包括通讯 数据的准确可靠性等， 是整个监测系统的关键。 3 ． 1 通讯协议 主机发 出呼叫，要求相应监测点的单片机发送 数据。呼叫内容包括 开始标识符、 监测点号、 时间、 结束标识符 。 单片机接收到主机的呼叫后 ，判断监测点号是 否与本机一致 若是呼叫 自己，则将存储的数据发 送给主机 ， 其发送数据的格式为 开始标识符 、 监测 点号 、 数据 1 、 数据 2 ⋯⋯、 结束标识符。 主机收到单片机传来的数据后 ，校验数据是否 正确有效 ， 若通过 ， 则发送回答数据接收正确信号， 否则 ， 此次数据传送失败 。 单片机收到主机返 回的接收数据正确信号后 ， 清除原存储的数， 并等待下一次通讯。 这里有一点需要提一下，在发送和接收数据的 时间间隔以及对每个测点的呼叫联络都必须加以限 制． 否则． 很可能会因某些原 因造成无限制地等待对 方回答或引起数传机常发状态，使系统工作不正 常 所以，在程序处理中是 由中心站主机轮流对每 个测点进行呼叫与通讯， 在一定时间内无响应， 则 自 动转到对下一测点的联络 。 3 ． 2数据传输 当 D T R线上为高电平 时，数传机处于数传状 态 一考虑到无线信道 、 收发系统建立的时间影响， 数 传机 收到单片机 R T S线上高电平后约 2 0 0 I ／ I S ， 单片 机方可向主机发送 T D数据。 由于无线收 、 发系统的特性所决定 ， 发射端停止 发射 ，即 R T S上为低 电平后 的 1个短时间内接收端 C D线上有效电平 尚未转成低电平 ，R D线上出现噪 声而产生。为此 ， 在程序设计时 ， 每次发送数据 T D 结束时编人一段结束延时程序，表示发射端发出 1 个语句结束后 5 0～1 0 0 n l s ，接收端 R D线上的码无 效 ， 以免在这段时间内接收端产生错误 。 3 3 通讯等应用程序开发 监测终端机应用程序开发，选用 了 1种高性能 单片机仿真器 Q T H ． 5 2 9 8 作为开发工具。该仿真器 综合了M C S 一 5 1 和 M C S ． 9 6 单片机硬件上的共同点， 采用共同的接 口逻辑部件 ，巧妙地把 2 种单片机组 合在 1 块单板上 ， 并具有硬件断点结构， 不 占用 C P U 任一中断 ， 硬件逻辑单步， 1 0 0 ％软件实时仿真等特 点。 另外 ， 该仿真器还配有 Q T n全符号调试软件包 ， 可调试高级语言 C 、 P L ／ M及宏汇编语言， 使用时非 常方便。本系统通讯程序就采用 C语言编写完成 中心站主机则是在 Wi n d o w s 9 8 平台， 使用 Mi c r o s o f t V i s u al C语言作为开发工具。 所有从监测点接受 的数据存放在数据库 中进行管理 ， 这样 ， 对于数据 的 统计 、 查询等就变得更加容易、 方便。 4 中心站主机实现的主要功能 中心站主机主要任务是向前端各监测点发送联 络信号， 并接收从监测点发来的数据信息， 同时， 对 所接收的数据进行处理和分析。由于选用 Wi n d o w s 9 8 平台， 因此， 该系统具有良好的操作界面， 其主要 功能包括 4 ． 1 系统维护功能 监测站点维护可以方便实现增加或减少监测站 点。时钟校验可以实现远程校准前端监测终端机的 时间 。 4 ． 2 数据接收 操作员可以设定到 自动接收方式，中心站主机 按一定的时间间隔轮流向每个监测点发出请求信 号， 并接收传回的数据。而指定接收方式 ， 则操作员 可以要求某监测点立即发送数据 4 ． 3实况监测 通常情况 ， 系统每 1 0ra i n 记录 1 个数据 ， 但有 时 尤其是大修期间 ， 需要对某监测点的污水排放 情况进行实时了鹪 ，所 以，系统设计了实时监测功 能。 该功能实现每秒采样 1 个数据， 1 0 S 向中心站发 送 1 组数据， 这样 ， 使管理人员更能及时有效地掌握 并控制排放超标的现象 。 4 ． 4数据处理分析 数据处理分析包括数据存档、 数据图表分析 、 以 及超标时报警等。 数据保存在数据库中， 图形曲线并 加以颜色的区分 ，直观地显示 p H值变化趋势和超 标情况， 并可打印监测分析报表。 5 数据处理及应用 维普资讯 2 0 0 1 年第 8 卷第 4期 化工生产与技术 C h e mi c M P r o d u c t i o n a n d T e c h n o l o g y ． 2 9 为了使相关的职能部门能够及时查询采集到的 数据信息， 系统利用已建成的局域网络平台， 并结合 较 为流行的 WE B技术，开发 了基 于浏览器方式的 数据查询功能 主机服务器安装了 Wi n d o w s N T操作系统 ， 支持 多种网络协议 ， 提供多种网络服务功能， 并能很好地 与 S Q L S E R V E R数据库系统等产品有机结合。 本 查 询 系 统 采 用 了 n S I n t e r n e t I n f o r m a t i o n S e r 作为 www 服务器，I I S软件包提供了 1 组 We b S e e r函数 ，负责把 We b S e n , e r 从客户端接收 到的查询请求发送给特定的应用程序 。应用程序主 要对数据库数据进行 处理 ，并转换成 H T ML格式 ， 生成动态页面 ， 然后由 We b S e e r 通过 We b协议发 送给客户端并在浏览器上显示出来。 这种 We b协议 即为超文本传送协议 H y p e r T e x t T r a n s f e r P r o t o c o l ， 简称 H 兀lP ，它是 1 套基于 T C P ／ I P的网络通讯协 议 ， 是 1 个无连接协议 ， 使用 H T T P通讯的双方之间 不 需要 建立 永久 连接 当服 务器侦 听 到客户 的 H T Y P请求时， 服务器则向客户端发送数据 ， 在请求 数据被发送之后， 与客户端的连接将被关闭。因此， H T T P在浏览器与 www 服务器 间传输用户请求和 We b文档。服务器用以存放数据处理的 目录映射成 中心站主机某盘，中心站主机对接收的数据进行保 存后 ，还必须将数据库数据进行格式转换 ，转换成 H T ML 格式文件， 存放到服务器数据 目录中， 这样 ， 用户即可通过浏览器 如 I E 实现数据查询。 另外， Wi n d o w s N T操作系统内置了远程访问服 务功能 R e mo t e A c c e s s S e i c e ， 简称 R A S ， 它允许 在 1台机器上最多设置 2 5 5个远程拨号端 口，用户 可通过添加多端 口串行卡来增加拨号端 口数。 因此， 多个远程用户通过拨号与内部网络建立临时连接 ， 从而使他们能够访 问内部网络资源。在本系统应用 中， 采用 了一种通讯服务器 G T S 5 1 6 ， 可允许 l 6个远 程用户由电话线拨号拨人。 因此， 无论是局域网内的 用户或是远程用户 ，在客户端都可以通过浏览器方 式 ， 实现对监测数据的查询。 6 结 束语 本系统的设计充分考虑了系统的实用性和扩充 性 ， 可以很方便的增加监测子站， 从刚运行时 7个监 测点， 目前已增加到 1 1 个。 另外， 设计的检测参数最 多可到 8种 ，今后若增加了流量、C O D等参数的检 测 ， 系统将发挥其更太的作用。 在此， 我对在 系统开发及应用过程 中路予大力 支持的巨化集 团公司生产部、环保检测站等部门的 同志表示衷 的感谢 参考文献 1 徐爱卿 ， 孙涵芳 ， 盛焕鸣 ．单片微型计算机应用和开发系 统 ． 北 京 北京航空航天大学 出版社 ， 1 9 2 陈粤初 ， 窦振 中， 吴悌远等 单片机应用系统设计与实践． 北京 北京航空航天大学出版社 ． 1 9 9 1 3何立 民 ． 单 片机应用系统设计 ．北京 北京航空航天大 学 出版 社 ． 1 9 9 0 [ 作者简介】 杂翔， 1 9 6 8 年1 月出生， 1 9 8 9 年华中理工大 学计算机系本科毕业。现为巨化集 团公司计算机 中心主任工 程师，项 目开发 负责人 ，主要从 事计算机应用项 目的开发工 作 。几年来 ， 主持或参加 开发 的项 目近 2 0 个 ． 系统均已投 运行 ， 取得 良好的经济效益和社会效益。 巨化硫酸厂三元复合肥项目建设加快进度 浙江巨化股 份有限公 司硫酸 厂与俄罗斯矿物肥料研究 所技术台作项 目年产 1 5 0 k t 粒状硫 基氮磷钾 复合 肥项 目开