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摘 要IMP是一种新型的分散式数据信息采集装置,其可靠的采集精度和高强度的抗干扰能力,很好地解决了火电厂监控系统的数据采集问题.本文通过分析了IMP在火电厂应用的特点表明,IMP分散式数据采集器可以适应火电厂复杂的工况环境并起到精确监控火电厂运行情况的作用,适于推广使用.
关 键 词IMP；分散式数据采集；火电厂；监控系统
中图分类号TM6文献标识码A文章编号1674-6708（2013）85-0125-02
0引言
IsolatedMeasurementPod,简称IMP,是英国输力强仪器公司开发的一种分散式数据采集器.这种新型数据信息采集器可靠性强、测量精度高、抗干扰能力强,能够适应复杂的工业现场环境,安装调试方便,易于维护,可连续采集监测工业现场的模拟量信号,包括压力、温度、流量等参数数据信息以及数字量信号,例如各种开关量信号,此外其又能很好地配合工业计算机进行工业现场的监测和控制,因此系统设计者常把IMP分散式数据采集器作为工业底层控制现场的数据采集装置.
本文通过分析IMP分散式数据采集器的工作原理以及特性,详细介绍了其在火电厂的具体应用,阐述了其应用于火电厂的合理性、可行性,从而得出IMP分散式数据采集器运用于火电厂之中拥有不错的前景.
1IMP分散式采集器的工作原理及特性
IMP采用了大规模的CMOS集成电路,每块IMP具有600毫瓦功耗,具有较低的功耗.在进行组网时,其是基于S-网络的且每个都是并联挂接,每个IMP工作独立,即使是一个损坏了,可随时拆下更换而不会影响整个监控系统的工作其主要特性概述如下：1）安全性能高：IMP分散式数据采集器采用了变压器耦合技术,这种技术隔离了测量电路与计算机之间的工作干扰,使它们之间具有大于500伏特的隔离度,大大地提升了计算机系统的安全性能的同时也保证了整个系统的低功耗运行；2）灵活高分辨率的A/D转换：IMP模块采用了16位脉冲调宽式转换量技术,此技术为英国输力强公司专利,这种技术的运用在降低了A/D转换器成本的同时也提高了转换分辨率和灵活性；3）分散独立进行数据采集和转换：IMP模块将CPU和测量前端集成到一块,在系统的一个循环采集周期内,每个IMP分散独立进行采集和转换工作,各个IMP块数据采集循环周期互不影响；4）组网简单可靠：基于IMP模块的计算机网络采用了S-网络模式,其主要是利用一根电缆进行供电和异步串行数据通信的.如图1所示,组网时只需要将需要的IMP模块挂接到S-网络上即可,IMP状态数据存储于网络信息流中,出现测量故障时可立即发现并解除故障.
2IMP分散式数据采集器在火电厂的应用
2.1传统火电厂监控系统所存在的问题分析
火电厂监控系统规模较大,现场需要测量的点位多且分散,主要包括火电厂现场的压力、温度、水位、氧量以及各种数字开关量,而且其量程范围大.在传统火电厂系统中,每一个监测点都要采用一个传感采集装置将采集的数据信息引到计算机控制室,然后通过计算机进行集中采集和转换,这种系统在运行时存在大量问题,具体分析如下：
1）布线工作量大：传统系统由于采用一点一采集,一采集一传输线缆的模式,所以需要架设大量的桥架用于铺设电路线缆；2）信号失真严重：火电厂工况复杂,传输线缆长且复杂,信号会大大地衰减；3）设备投入大：火电厂的有些信号如热电偶输出信号,此类信号在进行采集过程中需放大处理,这无疑会增加相应设备；4）计算机工作压力庞大：由于所有采集的数据都要传输到计算机进行采集和转换,这给控制室的计算机带来了巨大的数据处理压力,增加了计算机的工作压力,从而影响系统的稳定性和可靠程度.
2.2IMP分散式数据采集器在火电厂的应用
根据IMP的工作原理及特性,尝试采用工业控制计算机+IMP组成的火电厂监控系统,有效地解决了传统火电厂出现的各种问题,现通过已经运用了IMP的某发电厂的运行能损诊断系统来阐述一下IMP分散式数据采集器在火电厂的应用后的优势,具体如下：
1）新系统由于采用了IMP板,较之传统系统其系统规模有所减小,而且IMP具有较强的抗干扰能力,能够适应火电厂复杂恶劣的工况环境,在-20～70℃的现场依然能够稳定运行.由于IMP是独立并联挂接到S-网络上的,所以现场的IMP可以分散的布置到现场,而且只需要一根总线就可以传输到控制室,在减小了大量布线的同时缩短了信号的传输路线和数据信息采集周期,易于安装和查错维护；
2）一个IMP板可进行多模拟量的输入和输出,例如新系统中的某加热器监测子系统,需要同时采集到加热器水位、进气压力和温度、进水口温度等参数信息,这些信息虽然类别不同但是可以用同一个IMP板就可以完成采集工作,大大减少了现场传感器装置；
3）IMP板采用了英国输力强公司的高精度转换专利的A/D转换模式,可以完全适应我国火电厂热工测试的精度要求,例如采集到的直流电压数据信息其量程为1V至120V,精度可达到0.01；
4）IMP板可直接处理火电厂中的热电偶信号,不用专门的信号放大模块,其内部集成冷端温度补偿模块的很好的采集和转换热电偶和热电阻信号,并把精确的处理值直接传输给计算机,在减少了中间设备、降低了投入成本的同时减小了计算机的工作压力；
5）新系统采用IMP板之后,不仅可以进行多通道分散采集,而且可以单线传输数据信息,各个IMP块均具有智能化的数据处理功能,可自行进行火电厂现场数据采集、转化处理,而且可以统一挂接到一根总线电缆上,同时其配套设备齐整,输力强公司提供了完美的整体解决方案,其编程简单,使得火电厂计算机在线数据监控系统灵活方便；
6）IMP板现场安装方便,铺设管线桥架数量少,同时输力强公司特别针对基于IMP的系统提供了相应的校正调试软件,使新系统不仅搭建简单而且维护方便,具有较大的灵活性.
3结论
通过本文的分析可知IMP模块工作性能可靠精确,非常适合火电厂这种规模大、现场工况环境复杂、现场控制点位多、分散且所采集的数据信息精度高,尤其是其能很好的与工业计算机配合使用,可以预见IMP是未来设计火电厂能量管理以及监测系统方案的首选模块,拥有乐观的前景,适于推广.