採用計算機系統對大容量單元機組進行資料採集處理，開環監視，是確保機組安全、經濟執行的有效措施。早在20世紀70年代中期，我國就在國產300mw燃油機組上進行過計算機資料採集功能的開發**，並且用國產的djs-131小型計算機實現了對國產300mw機組的開環監視，取得了寶貴的經驗。到了20世紀80年代中期，引進的分散控制系統在國產300mw機組上試點成功，極大地推動了我國大型火力發電機組的自動化程序。
300mw以上的火力發電機組上的資料採集功能作為熱工自動化控制技術的基本功能，經過長時間的應用實踐，已經比較完善和成熟，為發電機組的安全經濟執行發揮了積極作用。
9．1資料採集系統的基本功能
目前，我國300mw及以上發電機組上執行的資料採集系統有國產的，也有進口的，有小型計算機構成的，也有分散控制系統組成的。其基本功能主要有資料採集與處理、顯示、記錄、機組效能計算和操作指導等。
(1)資料採集。輸入訊號的掃瞄。計算機按預定的取樣順序，對反映生產過程資訊的模擬量、開關量、脈衝量等輸入訊號進行巡迴檢測。
(2)資料處理。對輸入訊號的資料處理，主要包括：①輸入訊號的線性化處理(如熱電勢、熱電阻、流量等)，輸入訊號的正確性判斷(如極值、變化率、相關比較等)，工程量變換、數字濾波等；②通過對一次引數的計算，得出二次引數值(如差值、均值、累計、端差、過熱度、熱耗、汽耗、熱效率等)。
(3)顯示。計算機利用數字顯示裝置和crt，對各類執行引數和開關狀態進行顯示，這些被顯示的量可以是單個或成組引數、相關引數、報警引數、開關變數等。顯示方式可採用數值、曲線、各種模擬圖、棒形圖等形式。
(4)記錄。對執行引數、開關變數狀態及資料處理的結果進行列印記錄，包括定時及人工召喚製表、crt畫面硬拷貝、事故追憶記錄、掉閘順序記錄等。
(5)機組效能計算和操作指導。效能計算包括鍋爐效率、汽輪機效率、發電汽耗率、發電標準煤耗率、廠用電率等。這些經濟效能指標應及時計算，並以明顯方式(列印)及時告知執行人員，以指導機組執行操作，保持機組經濟執行狀態。
9．1．1資料採集
資料採集就是實時採集發電機組在執行過程中的各種執行引數及狀態，經過計算機處理，轉換成相應的工程量或狀態值，通過crt顯示器、印表機或報警裝置等提供給執行值班人員作為監視和操作的依據。
發電機組的現場訊號有溫度、壓力、流量、液位、開關等。對資料採集而言，通常把這些訊號分為模擬量訊號和開關量訊號。資料採集系統不直接驅動現場執行器動作，即不直接控制生產過程，資料採集中涉及的模擬量輸出訊號通常只能作為二次引數記錄用，涉及的開關量輸出訊號通常用來點亮某些專用指示燈。
一、訊號的採集和輸出
(1)模擬量訊號的採集。計算機對模擬量訊號的採集是週期性進行的，即每隔一定時間，計算機對現場訊號採集一遍，即巡迴檢測。
對不同的現場訊號，採集週期是不同的。變化過程快或重要的訊號，如主蒸汽壓力等，採集週期就快，一般為1s；有的小型機由於速度不夠，也有用2s作為這類現場訊號的採集週期的；對變化過程慢或對監視來講不很重要的訊號，如迴圈水進水溫度等，採集週期就長一些，一般把這類訊號的採集週期分為5、10、30s，甚至還有1min的。
確定模擬量輸人採集週期除了根據現場訊號的變化快慢和重要性外，採集系統本身的效能和採集訊號的多少也是重要因素。由小型機構成的das，由於受計算機效能的限制，通常採集不超過512點模擬量訊號，而且把這些訊號分成不同的採集週期。由分散控制系統構成的das，通常採集速度快、周期短。
如西屋公司的wdpf、的das系統，對所有模擬量訊號的採集週期都是ls。
(2)開關量訊號的採集。計算機對開關量訊號的採集方式為週期性採集和隨機採集兩類。
對一般的電動門、開關的普通開關量，das通常以1s週期進行採集；對重要輔機、熱工聯鎖、保護等動作時，計算機立即響應並進行採集處理，即隨機採集。
das把採集到的開關量狀態存放在資料庫，並進行報警檢查。如熱工保護動作，即開關量狀態值翻變(由0變1或由1變0)，das立即把該裝置的報警標誌送進資料庫中，供報警列印、顯示用。
(3)模擬量和開關量的輸出。在das中，模擬量輸出僅用於記錄儀表的輸出。例如，das自動選擇汽機軸瓦溫度最高的一點訊號通過記錄儀記錄下來。
開關量輸出僅用於「點燈」，以表示某些重要報警或重要裝置執行狀態等。
二、巡迴檢測的內容
火電機組的資料採集通常都是通過巡迴檢測完成的。
(1)正常執行時的巡迴檢測。機組在正常執行工況下，計算機對描述生產過程的模擬量和開關量定期採集，並將這些引數與計算機內所儲存的給定值進行比較。如果巡檢到某一引數越限或裝置工作不正常時，就發出報警訊號，以聲光、顯示、列印等形式通知執行人員。
(2)異常工況下的巡迴檢測。當機組處於異常工況時(如機組超負荷、引數越限等)，執行裝置處於不利狀態，必須對機組加強監視。為此計算機對異常的引數及與此相關的引數進行不定期(或變週期)的快速巡迴檢測，對異常引數採用趨勢報警措施，並進行記錄列印，直到執行人員排除故障，生產過程恢復正常為止。
(3)啟停過程的巡迴檢測。機組在啟停過程中，大多數引數往往處於變化狀態。某些監視點的引數(如汽機差脹、振動、鍋爐汽壓、汽溫、水位等)對機組公升溫、公升壓、公升速、公升負荷都具有重要的意義。
在啟停過程中對許多輔助裝置的狀態監視(如水幫浦、風機、油幫浦等是否正常執行)也是很重要的。為此，在啟停過程中對安全啟停有重要意義的引數及裝置狀態，必須進行快速巡迴檢測。其中，模擬量訊號經適當資料處理後，與存在機內的隨啟停工況進展而實時給出的控制限值進行比較，判斷是否越限；而對開關量訊號則應與上一巡測週期的相應訊號進行比較，判斷裝置是否誤動作或確定操作成功與否。
(4)事故工況下的巡迴檢測。當機組發生事故時，為防止事故擴大並幫助執行人員進行及時、正確的處理，以及為便於事後對事故進行分析，計算機應對與事故有關的重要監控引數進行定期巡測，並將測量值儲存於計算機內。當事故發生後，列印記錄裝置就將事故發生前及事故發生後一段時間內的引數值追憶列印出來，便於執行人員根據事故情況及時作出分析處理。
三、巡迴檢測的控制指標
對於單元機組安全執行的監督可分為上限監督、下限監督、上下限監督、差值監督和速度變動率監督等。上限監督如汽機轉速不能超過3300r／min；下限監督如汽機真空不能低於規定值；上下限監督如鍋爐的汽壓、汽溫不能超過或低於允許值；差值監督如加熱器端差、煙道左右煙溫偏差等；速率監督如汽機公升速率、公升負荷率、公升溫率等。
9．1．2．資料處理
大型機組的檢測點達幾千個，不同型別的引數由巡迴檢測裝置採集到計算機後，必須經過一定的加工處理，才能提交顯示、列印等使用。首先必須判斷引數的可信度。只有確認了所採集的引數是正確可信的，計算機才進行下一步工作。
其次，被採集的引數有著不同的數值量綱(單位)，當輸入計算機時均採用統一的標準電壓訊號，再經模擬量輸人通道(a／d轉換)變為二進位制數碼。怎樣使經計算機採集並處理後所顯示的資料能還原為與現場實際引數具有相同的數值與量綱的形式呢?這就要靠標度轉換來實現另外對於一些測量元件，如熱電偶、熱電阻等，具有非線性特性，在使用時必須進行非線性修正。
有些引數(如流量、水位等)則必須進行引數補償修正。而對一些波動劇烈的引數則要進行平滑處理。
一、一次引數的正確性判斷
採用計算機巡迴檢測首先必須判斷採集的引數是否正確可信。若計算機判定某輸入訊號有誤，即自行剔除不予輸入；當兩次判斷該輸入訊號均有錯誤時，應予以報警；對具有上下限值的引數必須在判斷正確性後，再進行上下限比較。
檢查一次引數是否正確可信的方法有以下幾種。
(1)相關引數校核。機組的各引數之間有程度不同的相關性，如發電機周波與汽機轉速；汽機真空與排汽溫度；汽機監視段壓力與發電機功率等，利用這些相關量互相校核。
(2)重複性校核。對於一些重要引數，為了確保其輸入訊號的正確性，可在同一測點安裝三套同樣的測量裝置，採用三取二訊號。例如汽包水位等。
(3)兩次取樣比較校核。由於機組的熱工引數具有熱慣性，同一引數在前後兩次巡測週期中，取樣訊號的變化不可能很大，如取樣得到的引數差值超過可能允許的變化值，則可認為該點測得的引數值不可信。
一次引數的正確性判斷方法很多，這裡不一一枚舉。
二、引數的精確性處理
(1)熱電偶的冷端溫度補償。熱電偶冷端溫度補償的方法有：冷端補償器、冷端恆溫器、採用嵌裝熱電偶及計算機補償等。
所謂計算機補償是指對於成組的熱電偶，把它們的冷端接至同一公用端子箱內，而冷端溫度由乙個專用的冷端補償用熱電偶測量，其訊號送入計算機，計算機根據測得的冷端溫度對這組熱電偶進行數字補償。
(2)熱電偶的非線性修正。熱電偶的毫伏一溫度特性是非線性的，可採用分段線性逼近的方法作數學處理。對於銅熱電阻，其電阻與溫度的關係基本上是線性的，只要適當選擇橋路引數，便可使非線性誤差小於允許範圍。
對鉑熱電阻，電阻值與溫度的關係是非線性的，計算機根據其非線性關係式進行數字處理。
(3)隨機誤差校正。當計算機進行離散測量時，由於各種原因，可能存在隨機誤差，可利用計算機的快速取樣和運算能力對同一引數連續多次取樣，然後進行平滑處理，如取算術平均值、均方根值、取中位值、幾何平均值等，以提高離散測量的精度。
(4)引數補償修正。在流量、汽包水位的測量中，當被測介質的溫度、壓力與設計值不符時，會產生測量誤差。為此應按照被測介質的實際溫度、壓力引數對採集到的流量、水位訊號進行修正。
(5)測量系統誤差修正。計算機的訊號輸入過程，是由許多環節組成的，從一次元件經變送器、放大器至模數轉換器輸入計算機。其中每一環節都可能存在誤差，這一系列誤差形成了系統誤差。
必要時可通過試驗得到校正曲線，在計算過程中予以補償。
(6)平滑處理(數字濾波)。熱工引數一般變化較慢、頻率低，但其測量訊號中常常混入頻率較高的干擾成分。計算機可按數字濾波公式對測量訊號進行數字濾波，去掉其中的高頻干擾成分。
三、標度變換
標度變換就是將經計算機處理後的數碼轉換成執行人員所熟悉的引數指示值。計算機通過每個引數的標度變換公式計算完成該引數的標度變換，引數經標度變換後可進行上下限比較、越限報警、顯示、列印等。
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