如何開發低成本高性能智能風機防喘振儀

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　　風機是種通用的流體輸送機械，廣泛應用于電力、采礦、制冷等行業，抖往風機防喘振方法主要是基于簡單的現場測量儀表，通過信號采集在008系統或上位工控機中進行數值分析和計算實現的，運種方式數據處理分析能力強，具有良好的人機接口，但由于長距離的模擬信號傳輸導致信號的衰減、干擾等會造成信號失真，同時成本高、對應用環境要求較高。為此我們基于80日1968單片機開發了智能風機防喘振儀，它可與上位系統通訊，同時具有就地數據處理、現場操作顯示的特點，具有廣泛的運用性。
　　1工作原理方案采用熱力學能量頭甘的大小來鑒別喘振的發生。它是根據實際流量下的能量頭與理論的能量頭相比較，利用偏差去控制負荷的升降，從而改變送風量，避過喘振區，使風機保持在安全區域內工作。風機出廠時廠家般提供9丹曲線或9叩曲線，在9丹曲線圖上有明顯的喘振區和安全區，而9甘曲線上的喘振線就是它們的分界線，當風機發生喘振時，在特性圖上就表現為工作點跨越喘振線，進入喘振區。因而只要能算出實際熱力學能量頭甘與理論能量頭相比較就可判斷風機是否工作在喘振區。
　　由熱力學和氣體動力學可知：熱力學能量頭從能量的角度反映了外界需對氣體做功的量，其數字表達式式中熱力學能量頭，J/kg Z氣體壓縮性系數；R氣體常數定值單位/分子量；本系數，扛1/，其中為絕熱指數，S壓力比嫂化，的為出口全壓，於為入口全壓。
　　上式中6、和化在特定環境下均可視為常數。
　　因而只需測出風機出口全壓盧和風機入口溫度尸，就可求出實際熱力學能量頭。再根據測出實際流量9，在喘振曲線上找出此流量對應的能量頭即理論能量頭；將兩者進行比較，若實際熱力學能量頭大于理論能量頭，則風機工作在喘振區，應馬上降負荷，減少風機流量，直到風機工作點回到安全區。在給定管網阻力曲線的情況下，動葉開度直接確定風機的工作點，為了保證工作點在安全區，就要限制動葉開度的范圍，由此范圍就決定了當前流量下能使風機安全工作的最大動葉開度，該動葉開度信號作為風機動葉開度的上限值，引入風機的控制回路，可見該系統具有雙重保護功能。
　　2算法實現2~17心口3，巧近似為當地大氣壓倒為11.3242心口￡。對它作適當變形可得：愚然0霉機勺廣11令巧可/趴1貝1]護1啼々由麥克勞林公式可得：在本系統中考慮到系統精度要求及數據處理的截斷誤差只取前5項，其誤差為：《齡1護姥進啼ifzL擊由此得到熱力學能量頭算法為：，件雌1=八巧2巧23味4巧45巧5巧其中尸況，產堿/2，3=2體2/3算法實現框圖如圖1所示。
　　f句喘振線；f去_最大動葉位置Kx―標度變換DRate―風機降負荷速率DEADBAND―死區SF―安全邊界熱力學能量頭4系統硬件設計硬件原理框圖如圖2所示。儀表抖801；6并行1/0口組成單片機系繞完成數據采集、數據處理、計算、并最終生成控制量及報警信號。
　　80lKB是INTEL公司生產的S96系列成員，內部有化6程序存儲器，帶有巧28的寄存器RA、配有硬件PW、全雙工串口SIO、看口狗電路器、8通道10位分辨率的/轉換器，同時它有4個輸入/輸出口并能與其它外設共同復用。與其它微處理器相比有運算速度快、外部擴展簡單適合在有定干擾的工業場合使用、貨源穩定、性價比高等優點。外擴E平RO能方便地在線修改系統參數、曲線，并行1/0口為系統的進步擴展提供了可能。
　　人機交互模塊由鍵盤和顯示器組成，采用44矩陣鍵盤，支持復用，用作現場儀表時，通過鍵盤操作可從方便地修改系統參數、曲線抖完成各種功能，如手動/自動切換等。液晶顯示能顯示各種漢字、字母、符號和數字，能同時顯示系統的各種狀態參數，便于人機對話。
　　輸入通道主要完成來自變送器的模擬信號的變換、放大、整形、濾波使其滿足80lKB對模擬輸入的要求。
　　輸出通道包括模擬量輸出、數字量輸出。同時采取模擬量輸出和數字量輸出是為了提高儀表的兼容性，抖保證控制信號、保護信號和報警信號的正常輸出。
　　通信接口為RS232標準接口，使用AX232發送/接收器完成TTL電平到EIA電平及EIA電平到電平的轉換，采用異步通信方式完成與上位機系統的數據通信。通信電纜跨距約為15 5系統程序設計系統程序設計采用模塊化結構，主要包括初始化模塊、主控模塊、信號采集與信號處理模塊、計算模塊、查表比較模塊、控制量輸出模塊、雖示模塊等。
　　其中初始化模塊完成程序起始地址、堆找及各控制變量的設定與選擇。主控模塊控制整個程序有條不奈的進行。信號采集模塊使用80lKB內部的8路/0對被測信號進行循環采集，同時進行數字濾波、標度變換抖及有效數據定點數到浮點數的轉換，抖供計算模塊的使用。
　　計算模塊完成對采集數據的各種計算處理，如熱力學能量頭巧的計算等。查表比較模塊主要用來由實際流量查出對應的理論能量頭及最大動葉開度并由此產生負荷迫降指令、最大動葉開度保護信號。顯示模塊可在系統處于自動狀態時跟蹤顯示系統的各種狀態參數；系統處于手動狀態時顯在開放系統中，經常存在多Agents提供相同服務的情況，也就是說，個請求可抖得到多個Agents的響應。在傳統ES下，這是不可能發生的。這時，請求豈618會根據成本、時間、可靠性和往經驗來作出選擇。
　　在動態環境下，哲61的自主性、駐留性和協作性決定了其對ES開放式體系結構的支持。Agent技術雖然并不是種完美無缺的解決問題的方案，但它為我們設計開放式能量管理系統提供了種有效的解決問題的思想。如果將哲61技術與面向對象的技術及網絡技術結合起來，必將導致能量管理系統技術的次新的飛躍。