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智能火焰检测器

SH-NWZN智能型一体化火焰检测器是我公司遵循国际最新火检发展趋势自主开发的一款新型火焰检测器,是专为检测工业锅炉炉膛火焰而设计的产品。该产品适用于以燃油、燃煤、天然气、炼制气及废气燃料的多燃烧器和单燃烧器锅炉。SH-NWZN智能型一体化火焰检测器包括SH-NWZN-V03(混合型)、SH-NWZN-IR(红外线型)和SH-NWZN-UV(紫外线型)两种型号。
SH-NWZN智能型一体化火焰检测器是基于微处理器的将检测头与信号处理器合二为一的智能一体化火焰检测器。它通过对火焰燃烧的强度及频率判断火焰的燃烧状态,通过现场专业的安装和调校,可有效地屏蔽掉邻角、对角的背景火焰的干扰。它无需二次信号处理器或放大器,更无需火检放大器柜,甚至于可以省略大量的现场布线。这不但可以节省安装调试成本,亦使检测系统的整体运行可靠性得到极大提高。图1-1是SH-NWZN智能型一体化火焰检测器实物照片。
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图1-1(SH-NWZN智能型一体化火焰检测器实物照片)

SH-NWZN智能型一体化火焰检测器,采用RS485现场总线在火焰检测器与PC机工作站之间传输数据、设置运行参数、显示实时火焰状态及其它信息。一台PC机工作站可连接多达127支火焰检测器,其通讯距离可达1500米。若火焰检测器与PC机工作站的距离大于1500米,可选配中继器以延长通讯距离,每增加一个中继器可延长通讯距离1500米。(选配功能)
SH-NWZN智能型一体化火焰检测器具有两种运行模式,模式一为网络运行模式,该模式完全依赖于RS485现场总线,将一台锅炉或多台锅炉的所有火焰检测器与PC工作站组网运行,火焰检测器检测的实时数据,通过现场总线进入PC机工作站的动态数据库,DCS或FSSS通过局域网共享动态数据库的实时数据。模式二为传统运行模式,该模式可将PC机工作站作为可选配置,火焰检测器可以完全脱离RS485现场总线而独立运行,火焰检测器通过自身配置的火焰强度模拟量输出端口和火焰状态开关量输出端口向DCS或FSSS实时传送火焰信号。

1.2 主要技术指标

◆ 工作电压:?????????? 18VDC~36VDC
◆ 工作电流:?????????? ≤0.5A
◆ 工作温度:?????????? -30℃~+160℃
◆ 工作湿度:?????????? ≤95%(相对湿度、非凝结)
◆ 继电器输出:???????? 火焰继电器:常开无源触点(有火闭合)
常闭无源触点(正常断开)
故障继电器:常闭无源触点(正常断开)
触点容量????? ?5A@250VAC
5A@30VDC
◆ 火焰信号输出:?????? ?输出方式:???? 4~20mA@680 ohms
回路阻抗:??? ≤680Ω
◆ 响应时间:?????????? 有火:???????? 最快0.5秒
无火:???????? 最快0.5秒
◆ 响应波长:?????????? SH-NWZN-IR型:? 800~1900nm
SH-NWZN-UV型:? 195~420nm
SH-NWZN-V03型: 200~1800nm
◆ 峰值波长:?????????? SH-NWZN-IR型: ?1100nm
SH-NWZN-UV型:? 300nm
◆ 冷却风气源要求:???? 洁净、低温
◆ 冷却风风量要求:???? 0.5立方米/分钟
◆ 数据通讯:
通讯方式:?????? RS485
通讯距离:??????? ≤1500m
最大节点:??????? ≤127

1.3 运行参数查看及设置

SH-NWZN智能型一体化火焰检测器通过智能人机界面进行参数修改,操作人员可通过该界面观察火焰状态,修改运行参数。
仪表上电后自动进入运行状态,并且显示菜单01(火焰强度)。显示器分为菜单显示(左侧两个)和参数显示(右侧两个)。当按下“下翻”键后菜单号加1并循环,当按下“上翻”键后菜单号加1并循环。当翻到可设置的菜单号时按下“进入”键可进入修改状态,此时参数显示为闪烁状态,在此可通过“上翻”和“下翻”键进行参数设置。参数设置完毕后按下“退出”键返回上级菜单,返回上级菜单后可进行其它参数的查看或修改。
当无按键操作超过10秒后,自动进入01(火焰强度)菜单。
参数代码所对应参数名称见下表:


菜单代码

参数名称

默认值

备? 注

有效范围

0.

火焰强度

-----

不可设置

-----

1.

火焰品质

-----

不可设置

-----

2.

火焰频闪

-----

不可设置

-----

3.

CPU_A温度

-----

不可设置

-----

4.

CPU_B温度

-----

不可设置

-----

5.

变送器温度

-----

不可设置

-----

6.

信号增益

10(*0.1)

可设置

1-20

7.

有火坎值

40

可设置

(无火坎值+5)-70

8.

无火坎值

15

可设置

5-(有火坎值-5)

9.

频闪基准值

50

可设置

10-100

A.

采集周期

10(*10ms)

可设置

1-50

b.

有火吸合时间

3(s)

可设置

1-5

c.

无火断开时间

3(s)

可设置

1-5

d.

火焰类型

1(1:紫外2:红外)

可设置

1-2

E.

本机地址

1

可设置

1-125

F.

故障信息

0

不可设置

-----

故障信息

001

CPU_A温度过高

002

CPU_B温度过高

004

变送器温度过高

火焰检测器出厂的运行参数默认值见下表:


序号

参数名称

参数值

单位

1

信号增益

5

0.1倍

2

有火坎值

40

 

3

无火坎值

15

 

4

频闪阀值

50

 

5

采集周期

10(*10ms)

10毫秒

6

有火吸合时间

3

 

7

无火断开时间

3

 

8

火焰类型

1

 

9

本机地址

FF

十六进制数

10

文件选择

1

 

(注意:有火阈值与无火阈值之差应≥15)

1.4 SH-NWZN智能型一体化火焰检测器的运行

1.4.1 SH-NWZN火焰检测器上电工作时,运行自检程序。自检无误后SH-NWZN火焰检测器内部的故障继电器得电,如果发现内部故障则故障继电器失电,故障继电器的输出是一对常闭无源干接点信号。同时故障继电器的一对常开触点信号被串接到火焰继电器回路中。
1.4.2 SH-NWZN火焰检测器测量目标火焰产生的调制振幅(闪烁频率),根据火焰幅度输出相应的4~20mA火焰强度信号,并且在SH-NWZN火焰检测器的显示器上显示。火焰强度的模拟量输出增益是可调的。
1.4.3 当火焰信号强度达到或超过设定的有火阈值时,SH-NWZN火焰检测器内部的火焰继电器得电;当火焰信号强度达到或低于设定的无火阈值时,SH-NWZN内部的火焰继电器失电。火焰继电器的输出回路是其自身的一对常开触点与故障继电器的一对常开触点相串联。
1.4.4 当SH-NWZN火焰检测器检测到其内部温度超过工作温度允许上限(160℃)时,SH-NWZN火焰检测器将停止工作,同时故障继电器动作。

1.5 SH-NWZN智能型一体化火焰检测器的调整

当选用若干只SH-NWZN火焰检测器组成一台锅炉的火检系统时,为达到良好的整体检测效果,应对每只火焰检测器的运行参数进行相应的调整。
通常情况下每层火焰的每只火焰检测器的有火阈值、无火阈值应一致;在相同工况下,调整信号增益以使每只火焰检测器的火焰强度一致;满负荷情况下,火焰检测器的火焰强度输出应大于80,低负荷情况下,火焰检测器的火焰强度输出应大于有火阈值加5。

2、SH-NWZN智能型一体化火焰检测器结构及现场安装说明

2.1 SH-NWZN智能型一体化火焰检测器的结构

SH-NWZN火焰检测器的结构由三部分组成:火检变送器、火检检光管和锅炉连接器。锅炉连接器焊接在锅炉本体(或内部导光管),另一侧和火检检光管连接,火检变送器连接火检检光管。冷却风分为两路,一路进入火检检光管,一路进入火检变送器。火焰检测器本体上的航空插座通过耐高温电缆连接到火焰检测器现场接线盒。
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图2-1 (SH-NWZN火焰检测器的结构示意图)

2.2 SH-NWZN智能型一体化火焰检测器的安装

2.2.1 安装在锅炉本体
导光管安装在锅炉本体的示意图如图2-2所示:

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图2-2 (火焰检测器安装示意图)
观火视角要求与燃烧器成80度,这样能够最大限度的减少背景火焰的干扰。导光管与燃烧器中心延长线的交叉点应避开燃烧器的黑龙区。(导光管可做微量调整,以满足实际需求。)
全炉膛的火焰探头的开孔位置不能开得太高,否则在低负荷时火焰长度缩短很难观察到炉膛火焰而造成探头误发信号。探头开孔的直径希望内大外小,形似喇叭,以利于扩大视角和防止积灰。
2.2.2 安装在二次风道
对于液态排渣炉和某些结焦严重的锅炉,可将探头安装在二次风道内,SH-NWZN火焰检测器安装在二次风道的示意图如图2-3所示。
图中固定护管和光纤导光管的长度需视锅炉二次风道的实际情况而定,固定护管与二次风道电弧焊连接。
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图2-3 (安装在二次风道示意图)

2.3 信号电缆的连接

SH-NWZN火焰检测器与火焰检测器现场接线盒的连接使用10芯耐高温屏蔽电缆,电缆的一端通过航空插头与SH-NWZN火焰检测器的航空插座连接,另一端连接到接线盒端子。航空插头配线图见附图。火焰检测器现场接线盒是铝制防爆、防水接线盒,同时还可屏蔽外部的电磁干扰。
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图2-5 (火焰检测器接线示意图)

3、关于防尘、防潮、高低温等情况采取的措施

3.1 防尘措施

SH-NWZN智能型一体化火焰检测器采用全密闭结构,防止了外部的灰尘的进入。同时内部安装了石英防护镜片,防止了锅炉内部灰尘污染一次检测元件。

3.2 防潮措施

SH-NWZN火焰检测器采用全密闭结构,防止了外部的水汽的进入。并且在内部电路上做了防尘防静电处理,即在电路板和元件上涂了三防漆。

3.3 耐高温措施

将冷却风引入SH-NWZN火焰检测器,使得SH-NWZN火焰检测器的微处理器部分和外壳得到冷却。

3.4 抗干扰措施

SH-NWZN火焰检测器外壳为全金属外壳,可屏蔽外界的电磁干扰。并且SH-NWZN火焰检测器是基于嵌入式实时操作系统设计的,它可以确保SH-NWZN火焰检测器始终正常工作。

 

 

 

 

 

 

4、附图

94.1 航空插头配线图

 

 

 

 

附图1 (航空插头配线图)
航空插头相应标号:
1---24V+???????? ?(棕色)
2---24V-?????? ???(蓝色)
3---有火节点1?? ?(绿色)
4---有火节点2??? (紫色)
5---故障节点1? ??(红色)
6---故障节点2?? ?(黄色)
7---火焰强度+?? ?(粉色)
8---火焰强度-? ??(白色)
9---文件选择1??? (红白)
10---文件选择2?? (黄白)
11-- RS485A ?????(黑色)
12-- RS485B? ????(橙色)
13—空?????
14--空????? ????

104.2 接线盒端子图

 

 

 

 

 

 

 

附图2 (火检接线盒端子接线图)

 

 

 

5、管理软件使用说明(选配部分)

5.1 管理软件概述

本软件是北京西域电建机电工程有限公司与北京东电松和自动化技术有限公司开发的SH-NWZN型火焰检测器管理系统,可以对12支SH-NWZN型火焰检测器进行实时数据采集、监视,远程参数设置等功能。

5.2 系统需求

硬件需求:CPU:PⅢ500以上
内存:128M
硬盘:20G
显示器:分辨率大于1024×768
端口:至少有一个可用串行端口(RS232)
软件需求:Windows2000

5.3 软件安装

运行光盘根目录下的Setup.exe文件,然后按默认设置安装即可。
点击开始菜单中“开始”――》“程序”――》“智能型火焰检测器管理系统”――》“智能型火焰检测器管理系统”,即可启动该管理程序。

5.4 操作指南

软件主要包括主界面、火焰检测器设置界面、通讯设置界面等三个主要界面。
5.4.1 主界面
软件启动后直接进入主界面,如下图:

 

 

 

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该界面在主显示区显示了12支SH-NWZN型火焰检测器检测到的火焰状态,包括火焰强度、火焰状态、工作状态和通讯状态,同时也包括了12支火焰检测器“在线/离线”状态及操作按钮。界面下方显示的是系统时间,上方显示的是系统菜单。
火焰状态显示的是火焰检测器发出的有火状态(绿色)或无火状态(红色)。当火焰强度数值上升且在有火延时时间内持续高于有火阈值后为有火状态,当火焰强度数值下降且在无火延时时间内持续低于无火阈值超过后为无火状态。工作状态在火焰检测器工作正常时显示为绿以,如果有自检故障或者是温度报警时显示工作异常状态(红色)。通讯状态在通讯正常时显示通讯正常(红色),通讯出现故障或接收数据错误时显示为通讯错误(红色)。
界面上的“在线/离线”按钮,可以依据火焰检测器的使用情况决定是否采集该火焰检测器的数据,同时也显示了该火焰检测器的“在线/离线”状态。
5.4.1.1 功能介绍
该界面主要实现了12支SH-NWZN型火焰检测器的实时数据采集和显示、系统菜单的管理。
5.4.1.2 菜单介绍
5.4.1.2.1 系统菜单
本菜单包括连接、断开连接、退出操作。
连接操作是启动实时通讯功能,对12支SH-NWZN型火焰检测器进行实时数据采集、显示。连接操作初始操作时默认对12支火焰检测器进行数据采集,即默认12支火焰检测器均为在线,各个“在线/离线”按钮显示为“绿色”、“在线”状态。在连接状态下,如果连续10次对该火焰检测器的数据采集出现错误,程序自动把该火焰检测器强制为“离线”状态,下次将不对其进行数据采集。操作人员可以对该火焰检测器进行检查后,再手动将其恢复成“在线”状态。
断开连接是关闭实时通讯,不再采集实时数据。
退出操作是关闭程序,退出本系统。
5.4.1.2.2 设置菜单
主要是通讯设置、火焰检测器设置操作。
通讯设置操作调出“通讯设置”界面,可以对通讯参数进行设置。
火焰检测器设置操作将调出“火焰检测器设置”界面,可以对12支火焰检测器进行参数设置。
5.4.1.2.3 帮助菜单
包括关于和帮助两个菜单项。关于菜单项显示软件的版权信息。帮助菜单项显示软件的帮助信息。

 

 

 

5.4.2 通讯设置界面
单击菜单中的“设置”-》“通讯设置”,即可进入通讯设置界面:
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通讯设置界面主要实现了串行端口的端口号、以及实时数据的采集周期设定。
串口是本机上可以使用的串行端口号。
波特率是与火焰检测器通讯所使用的波特率,目前波特率是固定值4800。
采集周期是进行实时数据采集的间歇时间,单位是毫秒,允许设置的数据范围是大于零的整数值。
单击“确定”按钮后,将会把设置的值写入通讯设置文件Comm.ini文件中保存,并把这些设置更新为当前使用的参数。
单击“取消”按钮,将不对Comm.ini文件进行修改,继续使用原有的通讯参数。

 

 

 

 

5.4.3 火焰检测器设置界面
单击菜单中的“设置”-》“火焰检测器设置”,即可进入火焰检测器的参数设置界面。
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此界面分为火焰检测器实时数据显示区、参数设置区和文件操作区。
实时数据区显示了该支火焰检测器的实时采集来的火焰强度、火焰频闪值、火焰状态、火焰检测器工作状态、通讯状态、火焰检测器的机内温度。各显示参数定义同主界面。该界面的初始画面没有此区的数值显示,因为界面的初始状态默认为未连接状态。
参数设置区显示火焰检测器的参数和设置操作按钮。
文件操作区的在线地址显示了进行“在线搜索”操作后,搜索到的在线火焰检测器的地址。该界面的初始画面为空,只有执行了“在线搜索”命令后才显示在线火焰检测器地址。
文件操作区的火检名称区显示了12支火焰检测器的名称。单击火焰检测器名称可以在配置文件区显示对应该火焰检测器的所有配置文件名称。
文件操作区的配置文件区显示对应火检名称区选中的火焰检测器的配置文件名字。单击此名字可以在参数设置区的相应位置显示该配置文件的参数。
界面的初始状态默认选择火检名称中第一支火焰检测器的第一个配置文件的参数作为当前参数,并显示在参数设置区。
5.4.3.1 功能介绍
本界面主要实现火焰检测器的实时数据显示和参数设置功能。火焰检测器的参数同步保存到火焰检测器下位机的EEPROM和上位机的火焰检测器信息数据库。
5.4.3.2 参数解释
火焰检测器地址:在通讯过程中唯一标识火焰检测器的参数。数值范围1~255。每支SH-NWZN火焰检测器出厂的默认值是255。
信号增益:火焰检测器火焰强度值的放大参数。数值范围:1~10。默认值5。
有火阈值:火焰强度值在上升过程中,高于此值即为有火状态。数值范围:30~50。默认值40。
无火阈值:火焰强度值在下降过程中,低于此值即为无火状态。数值范围:5~25。默认值15。
频闪阈值:火焰检测的设置。数值范围:1~99。默认值50。
采样周期:火焰检测器的采样周期。数据范围0.05~0.5秒。默认值0. 1秒。
有火延时:火焰检测器输出有火信号的一个条件。火焰强度值大于有火阈值,且达到有火延时的时间后,火焰检测器输出有火信号。范围:1~5S。默认值3S。
无火延时:火焰检测器输出无火信号的一个条件。火焰强度值小于无火阈值,且达到无火延时的时间后,火焰检测器输出无火信号。范围:1~5S。默认值3S。
火检名称:火焰检测器的名称。多数为简要标识火焰检测器的位置。
默认编号:主界面的火焰强度光柱的标号,由左至右依次为01~12,不可以修改。
5.4.3.3 操作介绍
依据按钮依次介绍。
“连接”和“断开连接”:连接后进行实时数据采集显示,此时不允许进行火焰检测器的参数读取、设置操作。断开连接后即可进行。
“启动输出”和“停止输出”:该操作可以允许或者禁止火焰检测器的火焰信号(4~20mA),停止输出有效时,火焰信号为恒定的输出4mA,启动输出有效时,火焰信号输出4~20mA。
“通讯测试”:该听任可以对火焰检测器进行通讯状态检测。
“键盘锁定”和“键盘开启”:对火焰检测器的键盘进行锁定和开启操作。
“读取检测器”:该操作可以读取火焰检测器的各个参数。该操作只读取选中的参数,读取成功后,参数显示为蓝色,失败则为红色。
“设置”:该操作可以设置火焰检测器的各个参数。该操作只设置选中的参数,设置成功后,参数显示为蓝色,失败则为红色。该操作只是改变现在的运行参数,并不保存到数据库,也不在火焰检测器下位机进行永久保存。
“确认设置”:该操作将现在运行的参数保存到数据库,并在火焰检测器下位机进行永久保存。
“退出”:退出本界面。
“在线搜索”:该操作可以搜索在线火焰检测器的地址,把地址显示到在线地址区。
“同步数据库”:从火焰检测器读取所有的参数到参数显示区。注意,参数读取完成后,并没有直接保存至数据库的当前配置文件,只有按下“确认设置”按钮后,方可保存到数据库。
“同步检测器”:把当前的配置文件的所有参数设置到对应的火焰检测器。参数设置完成后,只有按下“确认设置”按钮,才把参数写入到火焰检测器的EEPROM中,以便在断电后再上电使用该设置。
“保存配置”:将当前的配置另存至数据库。会提示输入新的配置文件名称。
“删除配置”:删除当前的配置文件。注意,每支火焰检测器至少有一个配置文件。
14“修改名称”:修改该火焰检测器的显示名称。单击该按钮,显示如下画面:

 

 

 

修改时应注意火焰检测器的命名规则。命名时尽量简要标识该火焰检测器的位置。
“修改地址”:修改火焰检测器的地址。单击该按钮,显示如下界面:
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当配置文件的地址与火焰检测器实际使用地址不同时,将“使用新地址呼叫”选项选中。

5.5 注意事项

5.5.1 采集周期时间是采集间隔时间。
5.5.2 串行端口号是本机可以使用的串口,如果没有可以使用的串口,则会出现错误信息。
5.5.3 本程序在进行长期实时数据采集时,不要运行其他应用程序。


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