【正文】 ttings of parameter它主要是對檢測參數(shù)的上、下量程進行設置，對于一些數(shù)據(jù)換算而得的參數(shù)，量程的設置是無效的。除了一些故障標記，我們還提供了系統(tǒng)的報警信息，對一些超標的數(shù)據(jù)或者設備的異常進行了報警標記，圖312是故障報警的顯示界面，故障報警發(fā)生時指示燈將會變成“紅色”。進行設計時，只要在數(shù)據(jù)網(wǎng)格中插入數(shù)據(jù)或從報表或矩陣中輸入數(shù)據(jù)即可。小時跳變時，進行小時數(shù)據(jù)存儲，只有當一個小時的正常數(shù)據(jù)多于45分鐘時才算正常數(shù)據(jù)，否則必須加注具體的標記，而日存儲數(shù)據(jù)直接來源于小時數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，月存儲數(shù)據(jù)直接來源于日存儲數(shù)據(jù)統(tǒng)計。它是微軟為了解決不同自動化應用程序采用不同的自動化語言帶來的不便，而開發(fā)的應用程序共享一種通用的自動化語言VBA，可以認為VBA是非常流行的應用程序開發(fā)語言Visual Basic的子集。圖313 數(shù)據(jù)表設計界面 the design of data sheet對于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)調(diào)用，我們主要利用COM組件ADO（ActiveX 數(shù)據(jù)對象）[3536]來實現(xiàn)，首先建立一個新的Adodb的連接對象connection，然后可以建立新的記錄集對象Recordnet和命令對象Command，最后利用SQL語句即可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)表的添加、修改、數(shù)據(jù)讀取等方面的操作。該數(shù)據(jù)網(wǎng)格存放了要顯示的數(shù)據(jù)。由儀器數(shù)據(jù)的采集和控制功能協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的時序，記錄測定數(shù)據(jù)和儀器運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，根據(jù)狀態(tài)數(shù)據(jù)診斷儀器運行狀態(tài)并在測定數(shù)據(jù)后面給出狀態(tài)標記，存入數(shù)據(jù)庫中，其中的一些主要標記為“N”表示正常、“P”表示電源故障、“F”表示排放源停運、“C”表示校準、“M”表示維護、“O”表示超排放標準、“Md”表示缺失數(shù)據(jù)、“T”表示超測定上限、“D”表示儀器故障，當儀器運行不正常時發(fā)出告警信息。圖310變量管理界面 the management of variables 變量地址為通訊的入口，無論是采用任何通訊方式，其地址必須跟PLC程序中的變量地址相匹配，才能對數(shù)據(jù)進行有效的讀取。這樣，我們可以不用退出系統(tǒng)而直接進行管理員和普通用戶的切換，一舉兩得。在Visual Basic環(huán)境下，利用事件驅動的編程機制、新穎易用的可視化設計工具，使用Windows內(nèi)部的廣泛應用程序接口（API）函數(shù)，動態(tài)鏈接庫（DLL）、對象的鏈接與嵌入（OLE）、開放式數(shù)據(jù)連接（ODBC）等技術，可以高效、快速地開發(fā)Windows環(huán)境下功能強大、圖形界面豐富的應用軟件系統(tǒng)。標零點結束后，即在定時器T41定時結束置1時，即打開量程校對閥（），通入標定量程氣體，同時啟動定時器T50，定時100秒，定時結束后，T50置1，（測SO2/NOX）分析儀表的標量程信號，（測O2）分析儀表的標量程信號，同時啟動定時器T51，在T51延時10秒后，定時結束T51置位為1，關閉量程校對閥，切換測量/校對閥，使其恢復測量，標點狀態(tài)燈滅，標定結束。（流程圖太大，這里省略） 在PLC運行之前我們必須把標定氣體的濃度值在分析儀表里面進行設定好，在PLC運行后即可對跟標準氣體連通的相關電磁閥進行控制。它主要由定時器T60控制，當T60沒有置1時，蠕動泵打開，而定時器T60和T61兩者相互控制。圖34 反吹程序 the program of blowback（4）校對模塊。當其為1時，反吹閥1一直打開進行反吹；而在球閥關閉接點打開時，反吹閥2在定時器T38常閉下，打開進行反吹。下面是PLC主要的控制模塊的設計：（1）系統(tǒng)預熱，主要梯形圖如圖32。圖31 PLC系統(tǒng)及信號流程Fig. 31 PLC system and signal processPLC系統(tǒng)的主機是SIEMENS PLC CPU224，通過接入外部24V電源進行工作。 本章小結 本章第一部分主要是對系統(tǒng)的基本組成、技術要求、工作流程以及樣氣預處理等進行了介紹，樣氣的預處理是過程分析儀器在線連續(xù)可靠運行的關鍵，我們采用分級過濾除塵，粗過濾與精過濾相結合、除塵與除酸霧相結合的凈化方式，兩級除濕、三級過濾，確保了提供儀表超凈、恒溫、流量穩(wěn)定的樣氣。該儀器由溫度，壓力測量系統(tǒng)，微控制器系統(tǒng)，反吹控制系統(tǒng)，模擬信號輸出控制系統(tǒng)等部分組成。散射法要準確定義取樣測量區(qū)，一般這個測量區(qū)要在煙囪內(nèi)壁內(nèi)300mm～1/2煙囪直徑內(nèi)，如果取樣測量區(qū)在煙囪壁厚內(nèi)，測量結果將無意義；如果取樣測量區(qū)過大，煙道壁的反射會干擾正常的測量。若一個散射體由單位體積組成，其顆粒數(shù)為N，則單位散射體的散射系數(shù)為N。 光后向散射原理光在均勻介質中是沿著直線傳播的，當遇到不均勻介質時便會發(fā)生散射，即光線偏離其直線傳播方向的現(xiàn)象。煙塵檢測的方法有很多，按其工作原理一般可分為摩擦生電法，β射線法，光學法和稱重法等等。微流量傳感器測得這個流量并產(chǎn)生一個相應信號，在頻帶邊緣處，這個信號幾乎不受待測組分干擾。它的測量范圍為：0~2000 mg/m3。6. 操作等級設有密碼保護，這可防止無相關權限人員的訪問，增加了安全。氣泵循環(huán)工作調(diào)節(jié)閥（泵上附帶則不需要）：用于調(diào)節(jié)抽氣泵的輸出流量。其特點是過濾面積大，直觀，更換過濾器芯方便，能達到國際同類水平。(2) 除濕器（CG）除濕器采用壓縮機制冷原理工作，基于露點溫度不同，濕度也不相同的原理，該除濕器通過制冷控制其氣體出口溫度，即控制進入儀器的樣氣濕度，減少水蒸汽對儀器的干擾，其特點不需定期更換干燥劑，維護工作量小，其主要性能參數(shù)，當流量為2 L/min，入口溫度小于45℃，出口溫度2177。 樣氣預處理預處理單元包括：壓縮機式除濕器、耐腐抽氣泵、排液蠕動泵、氣溶膠過濾器、精細過濾器及流量計和各種管、閥件等組成。每工作十個周期后吹掃一次，吹掃時間為3分鐘。接著樣氣再一次進入除濕器冷凝除去濕氣，冷凝液集結在除濕器的下方，通過自動排液器排除。 儀器設備在以下環(huán)境中應能正常工作?？梢酝ㄟ^采樣方式和非采樣方式，測定煙氣中污染物濃度，同時測定煙氣溫度、煙氣壓力、流速或流量、煙氣含水分量（或輸入煙氣含水分量）、煙氣含氧量（或二氧化碳含量）；計算煙氣污染物折算濃度、排放率、排放量；顯示和打印各種參數(shù)、圖表并通過數(shù)據(jù)、圖文傳輸系統(tǒng)傳輸至監(jiān)控中心[15]。為了更好的保證系統(tǒng)通訊的穩(wěn)定性和可靠性，降低系統(tǒng)失效風險，對數(shù)據(jù)的傳輸進行了冗余設計。(7) 數(shù)據(jù)診斷記錄設計。(3) 根據(jù)國家標準，完善軟件各個功能的設置，可以實現(xiàn)變量管理，界面管理，參數(shù)設置，環(huán)保參數(shù)設置，用戶操作，報表查詢，歷史曲線查詢等數(shù)據(jù)操作管理的功能。2. 系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集使用西門子PLC模塊來處理。所以必須要有適合國內(nèi)行情的CEMS系統(tǒng)。但是我們也清楚的知道，我國很多電廠的脫硫設施運行不穩(wěn)定，投運率不高，沒有完全發(fā)揮減排二氧化硫的作用。傳輸協(xié)議應符合國家標準HJ/T2122005的要求。數(shù)據(jù)的存儲應按時間日期進行分類存儲，以便在生成報表時，可以對存儲的數(shù)據(jù)進行快速的、有效的調(diào)用。煙氣在線監(jiān)測系統(tǒng)是監(jiān)測污染物排放、保護環(huán)境的重要手段。4．維護職責不明確。2．故障率高，維護跟不上，系統(tǒng)投運率低。所以說國外的CEMS技術并不一定適合中國國情，中國的CEMS安裝與普及進程取決于其國產(chǎn)化進程。在此階段，CEMS的安裝和應用是有法規(guī)的要求，CEMS也逐漸應用到火電廠以及城市鍋爐、化工廠鍋爐等污染源排放檢測。1980年隨著300MW、600MW火電站的引進項目（國家十二項重點建設項目之一），我國首次從國外引進了第一套自動煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)（CEMS），就此開始了CEMS引進和開發(fā)階段。因此，為了能夠獲得可靠的測量結果，需要根據(jù)采樣氣體的組成成分采取具體的采樣方式和分析技術。所以，儀器廠家生產(chǎn)的CEMS都必須通過國家環(huán)保監(jiān)測總站的認證才可以算是合格驗收。我國的環(huán)境監(jiān)測基本上處于現(xiàn)場采樣、實驗室分析階段，采樣儀器以手動、半自動為主。 OPC。國家環(huán)境監(jiān)測總站對該系統(tǒng)進行了初檢和復檢，其各項指標的監(jiān)測結果均符合國家規(guī)定的標準，通過驗收。本文簡單闡述了XGF404型煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的組成結構、樣氣預處理系統(tǒng)、西門子分析儀表和測塵儀的工作原理。本課題是與南京分析儀器廠有限公司合作，致力于設計和開發(fā)出一套符合國家標準《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及監(jiān)測方法》（HJ/T 762007）和國內(nèi)發(fā)展行情的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。結合CEMS開發(fā)的實際狀況，考慮到傳輸距離遠，性價比高和開發(fā)周期短等因素，利用Modem結合MSComm控件進行系統(tǒng)遠程通訊的設計，實現(xiàn)了對系統(tǒng)的遠程監(jiān)控功能。 Visual Basic。大氣環(huán)境污染監(jiān)測系統(tǒng)則是進行控制和減輕大氣環(huán)境污染工作必不可少的首要裝備[1]。該標準[3]規(guī)定了固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)的主要技術指標、監(jiān)測項目、監(jiān)測方法和監(jiān)測時的質量保證措施，凡進入國家環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡的煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)必須符合該標準。這些氣體在煙道的流動過程中可能會發(fā)生反應或者它們會在溫度較低的抽取采樣系統(tǒng)中被液化、吸附或者在達到分析儀之前就已經(jīng)被聚合。第一個階段是CEMS從無到有的階段。文件中明確提出火電廠的污染物排放需要裝設CEMS連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)。國外的CEMS雖然在監(jiān)測技術上比較成熟，但是跟我們國家的環(huán)保標準還是有差別的，應用起來也不是很得心應手。CEMS 是精密的分析儀器，有一定的使用壽命，超過使用壽命的設備很難正常、穩(wěn)定運行。極大地影響了CEMS 的系統(tǒng)建設和運行維護效率，也給實現(xiàn)全國污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、業(yè)務協(xié)同、各級環(huán)保部門之間的信息溝通制造了很大困難。雖然國家已經(jīng)頒布了《火電廠煙氣排放連續(xù)監(jiān)測技術規(guī)范》和《固定污染源排放煙氣連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及檢驗方法》，但由于這些技術規(guī)范在電廠的實際運行環(huán)境中因客觀原因沒能真正落實、執(zhí)行，CEMS的監(jiān)測數(shù)據(jù)一直無法作為排污費的有效依據(jù)，由此造成有些安裝CEMS的電廠對CEMS的運行管理無要求，甚至出現(xiàn)設備安裝無驗收現(xiàn)象，有的電廠的CEMS 安裝后一直未投入運行，且設備腐蝕、損壞嚴重，給國家造成了巨大的經(jīng)濟損失。數(shù)據(jù)存儲單元用于存儲所采集到的監(jiān)測儀表的實時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫存儲的數(shù)據(jù)至少為14400條，該單元必須具備斷電保護功能，斷電后所存儲數(shù)據(jù)應不丟失，或者說，該系統(tǒng)具備丟失數(shù)據(jù)補償功能。定時發(fā)送時鐘命令并校準時鐘。隨著國家標準《固定污染源煙氣排放連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)技術要求及監(jiān)測方法》（HJ/T 762007）的頒布，CEMS得到了國家的高度重視，在火電廠的應用越來越廣泛。有些國外廠商成熟的經(jīng)過其本國認證的CEMS不一定能夠滿足我國的實際要求，如量程偏小，系統(tǒng)無法適應我國的煙道環(huán)境等等。本人主要的工作內(nèi)容如下：1. 概述了CEMS在國內(nèi)外的發(fā)展狀況及其應用，概述了國家環(huán)保針對CEMS所提出的一些規(guī)范和標準，并結合XGF404型系統(tǒng)對CEMS的原理和氣路流程進行簡單的介紹。例如通過讀寫PLC的I，Q點來實現(xiàn)對系統(tǒng)閥門的開、關，抽氣泵、蠕動泵的工作與否以及定時吹掃等等。小于等于24小時的，所有參數(shù)使用中斷前一小時和中斷后一小時的有效小時均值來補償；大于24小時的，顆粒物和氣態(tài)污染物使用缺失前720有效小時均值中最大小時排放量進行補償，其他參數(shù)使用缺失前720有效小時均值的算術平均值進行補償。連接方式可以使用PPI線直接與PLC的CPU模塊相連，也可以使用CP2431模塊來組成以太網(wǎng)連接。 105第二章 系統(tǒng)構成和工作原理的介紹 系統(tǒng)的組成和技術要求CEMS 一般由顆粒物CEMS 和（或）氣態(tài)污染物CEMS、煙氣參數(shù)測定子系統(tǒng)組成。儀器外殼或外罩應耐腐蝕、密封性良好，防塵、防雨。接著樣氣經(jīng)取樣泵送往后級，并分為兩路，一路為快速旁通氣路（用于縮短由于氣樣傳輸管線等單元的“死空間”所引起的滯后時間），即樣氣經(jīng)快速旁通流量計（放散流量）后快速排空；另一路為工作（測量）氣路。兩回路各采樣一次為一個周期，即一個周期為30分鐘。在這種情況下，閥門與泵會互鎖，比如：采樣閥1打開時，吹掃閥1和采樣閥2不能打開；采樣閥2打開時，吹掃閥2和采樣閥1不能打開；只有當兩回路采樣閥其中有一個已經(jīng)打開的情況下，采樣泵才能打開。所以氣體的分析參數(shù)在通過該泵的作用后不會有任何改變，由于泵具有特殊的隔膜和閥門系統(tǒng)。過濾器芯的使用情況可通過玻璃外殼直觀觀察。樣品流量調(diào)節(jié)閥：用于調(diào)節(jié)進入分析儀的流量。5. 服務信息、日志和預防性維護可輔助服務人員和維護人員工作，降低了維護成本。 氣體的測量原理(1) SO2和NOx的測量原理[17,18]主要是利用非分散紅外法。當通過層后，紅外輻射被吸收導致壓差增加，從而產(chǎn)生一個流量通過毛細管孔。所以氧氣濃度成比例關系的壓力將會產(chǎn)生一個氣流，微流量傳感器測得該氣流并將它轉換為一個點信號。因此，光后向散射法的適用性更廣，靈敏度高，測量精度高，現(xiàn)場安裝方便，可對排放源進行遠距離，實時，在線和連續(xù)測量[24]，將其應用到火電廠煙氣檢測系統(tǒng)的測塵儀中，可以充分發(fā)揮其優(yōu)點，提高檢測的精確度。根據(jù)Mie散射理論，當一束波長為λ，強度為I0的入射光射到粒徑為D的球型粒子上時，其在空間與散射粒子距離為r處的散射光強I1為[27,28]： (21)由于粒子在煙道中不是均勻分布的，因此散射是互相獨立和不相干的，在某一個方向上的散射強度，實質上就是各個粒子在該方向上散射強度的疊加。對于散射法來說壁厚和煙囪的直徑同樣重要。測量范圍：545 m/s。同時鉑電阻溫度傳感器測量煙氣溫度，用于進行溫度補償和伴熱。圖31是XGF系統(tǒng)的PLC系統(tǒng)，負責連接CEMS的硬件設施和上位機監(jiān)控軟件，并進行信號的轉換和傳輸。它的主要代碼由初始化模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、定時反吹模塊、蠕動泵排液模塊、報警處理模塊等部分組成。反吹閥由反吹閥1和反吹閥2組成，反吹閥1一直吹，反吹閥2采用脈沖吹掃，反吹狀態(tài)由反吹閥2輸出。實質上是連續(xù)采樣8小時后進行反吹一次，反吹時間為2分鐘。圖35 故障報警程序 the program of failure alarm（6）蠕動模塊，主要梯形圖如圖36。PLC的A/D采樣結果為12位，外加