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摘 要：采用IDAS分散式智能数据采集系统对温度巡测系统（发电机定子线圈温度、发电机定子线圈出水温度、发电机定子铁心温度、循环泵测点温度、磨煤机温度以及锅炉各管壁温度）进行改造，此系统替代了原来的IDCB型监测系统，并接入主机DCS系统（EDPF-NT），经过现场调试和一个阶段的使用表明，该巡测系统测量精确，灵敏度高，抗干扰性能强，安全可靠性高，效果显著，为机组提供安全可靠的温度测点，为机组安全可靠运行打下良好的基础。
关键词：温度巡测系统 IDCB IDAS
大型汽轮发电机由于线负荷较高，其端部漏磁密较大，端部漏磁密在定子铁心端部叠片及结构件中产生涡流，引起局部过热，尤其在发电机进相运行时更为严重，因此，发电机定子铁心端部温度的在线监测具有重要意义。《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》规定：定子线棒层间最高与最低温度之间的温差达8℃时应报警，应及时查明原因，此时可降低负荷。定子线棒温差达14℃时或定子引水管出水差达12℃，或任一层定子槽内层间测温元件温度超过90℃，或出水温度超过85℃，在确认测温元件无误后，应立即停机处理。在大容量电站锅炉高温受热面出口的炉外管段上一般均装有许多管壁温度测点，这些测点的检测值对分析和查找受热面在设计、制造、安装和长期运行过程中产生的缺陷和问题，确保其长期安全可靠的工作具有十分重要的意义，其准确的测量不容忽视。以上温度的准确、稳定、方便的测量与显示在机组安全运行中显得十分重要，性能优越的温度检测系统是机组安全稳定的基础。本文以宝鸡宝鸡第二发电有限责任公司4X300MW机组的#1～#4机组温度巡测系统为研究对象，对系统改造前后的性能进行了分析。
一、改造前的测量系统状况
国电宝鸡第二发电有限责任公司4X300MW机组的#1～#4机组温度巡检系统原来采用IDCB型系统，监测设备的温度测点共255个，其中，发电机测点165个（15个前端，配PT100热电阻元件），循环泵测点42个（4个前端，配PT100热电阻元件），炉管测点36个（2-3个前端，配E型热电偶元件），磨煤机测点12个（1个前端，配PT100热电阻元件），系统由一台工控机（台湾研华586），数块IBCB采集前端，一条S通讯网构成，数据采集前端对现场采集到的温度测量信号进行转换处理，并通过数据传输网络传送至上位机的主机，再把对应的现场测量数据用温度的数值形式在相应的工艺流程图上进行直观的显示，是独立于DCS系统之外的一个数据采集系统。由于原测量系统老化，系统不稳定，准确度不高，也不能接入主机DCS系统，不利于设备安全运行，经过反复的调研、分析和选型，决定采用IDAS分散式智能数据采集系统替换原来的测量系统，并接入主机DCS系统，以有效地提高温度巡测系统的精度、抗干扰性及稳定性。
二、IDAS分散式智能数据采集系统的改造
拆除旧的IDCB型温度测量前端，更换为新的IDAS-2102模拟量测量采集前置机，重新接线，敷设冗余的的双绞屏蔽通讯电缆。安装IDAS-2003高速抗干扰通讯模块，将冗余的通讯线接入高速抗干扰通讯模块，安装NCS6016串口服务器，用双绞屏蔽通讯电缆接上专用的RS232/485接头，再接入串口服务器，串口服务器用网线接入DCS专用工控机，设置好串口服务器，在主机DCS系统工控机设置好专用的DPU，在工控机上做好系统画面和报警逻辑，主机就可对这些重要温度测点方便的进行检测，改造后还可用笔记本电脑对系统进行维护。
四、IDAS-2102直流模拟量测量前置机优点
IDAS-2102直流模拟量测量前置机是高集成度、高精度的测量仪表，具有体积小、重量轻、功能强、可靠性高等优点，一般直接安装在现场的信号测点附近，现场信号接入前置机的接线端子上，由计算机通过测量前置机网络读取前置机实时测量值或输出运算结果。
五、IDAS-2003通讯模块功能
1.管理网络上的前置机， 设置前置机参数。一个IDAS-2003通讯模块可管理多达50台前置机和1000个系统测点。
2.通过前置机采集现场测点数据，将采集到的数据保存在内存。
3.通过RS485接口或以太网与DCS系统（或其它上位机）相连接，使用Modbus协议与DCS系统进行通信。响应DCS系统发送的请求，向DCS系统传送采集到的数据。
4.通過485接口与通讯模块管理终端相连，按受管理终端发送的命令，设置IDAS-2003通讯模块参数，在线设置和修改前置机参数。
5.IDAS-2003通讯模块为双机系统，互为备份。
6.采集速率为1000点/秒，速度高。
六、IDAS分散式智能数据采集系统特点
1.通道的抗干扰能力强，在测量发电机温度信号的前置机的通道输入部分加装滤波装置，由于被测量信号的毫伏值较小，有效的抑制测量信号中窜入交流分量干扰（工平频50Hz的交流量信号），从而提高通道采样的抗干扰能力。
2.通讯抗干扰能力强，独特的通讯收发方式（采用了英国输力强公司IMP的通讯技术：分散式数据采集器IMP（IsoatedMeasurementPods）系列产品是英国输力强公司（SOLARTRON）专为适应工业恶劣环境而开发，具有高精度、高可靠、抗干扰能力强、系统现场安装简便和节省投资等特点，可用于工业各种标准的模拟量和数字量信号的输入/输出）：在IDAS通讯网络的数据传输中，对于数字“0”用一个位（bit）的传送周期T内出现的双向脉冲数来表示，如图（a）所示。这样就使正向脉冲所积累的电荷在脉冲时得以部分中和。而对于数字“1”的传输，则用传送周期内无脉冲出现来表示。不仅如此，由网络电源适配器发往前置机的数字“0”双向脉冲定义为“先正后负”，而由前置机发往网络电源适配器的数字“0”双向脉冲定义为“先负后正”，如图（b）所示。这样对于任何一个数据串，只要判断其第一个传送周期中的脉冲方向，就可以知道它是由网络电源适配器发出的还是前置机发出的，做到前置机之间互不通讯，彻底防止前置机之间的影响。 （b）
采用全新隔离变压器通讯技术，IDAS网络各个设备之间都经过了严格的电气隔离，整个IDAS网络处于“全浮空”状态，确保网络通讯的可靠；采用了特殊的调制电路，传输电平峰峰值可达±12V以上，加上完善的校验方法及自动重发技术，大大提高了网络通讯的抗干扰能力，可保证IDAS远程I/O在电厂干扰严重的现场稳定可靠工作。
3.在线设置和故障自诊断功能，可通过相应的组态软件，帮助现场维护人员进行故障现象分析，在最短的时间内排除故障，在线组态设置简单灵活，用户修改参数、拓展测点容量方便。
4.通过串口服务器与主机相连，与主机DCS系统的国电智深EDPF-NT有机融合，EDPF-NT系统是一个融计算机、网络、数据库和自动控制技术为一体的工业自动化产品，完全实现控制与信息一体化设计，具有开放式结构和良好的硬件兼容性和软件的可扩展性。主机DCS系统能正确监测 这些温度测点，方便了运行人员。
七、改造后成果
我公司已将#1-#4机组原来的893系统改造为IDAS测量系统，改造后测量稳定，能够接入主机DCS系统，并在中画面中进行各种温度参数显示，测量准确，能很好的保证机组稳定安全运行。
参考文献：
[1]付世涛等，发电机定子线圈、线圈出水温差大问题研究。全国火电大机组（300MW级）竞赛第三十八届年会论文集。《中国电力》， 2009（6）：31-35.
[2]柳京玉，郑世津，锅炉高温受热面炉外管壁温度检测与分析，temperauretes and Analysis of Exernal Pipe-wall of Heating Surface in High Temperaurear of Boiler，《江蘇电机工程》， 2004， 23（2）：9-11.
[3]EDPF-NT分散控制系统， 北京国电智深控制技术有限公司.
[4]王经武 李岩 分散式数据采集器（IMP）中的两项核心技术， 《测控技术》，1988年02期.
[5]IDAS分散式智能数据采集， 无锡贝尔自动化仪器仪表有限公司.
[6]陈龙猛，官洪民 ，提高微机温度监测系统的精度及抗干扰研究，《微计算机信息》， 1999（5）：78-79.
作者简介：赵冠宁（1974—），男，陕西咸阳人，中专文化，技师，工程师，从事热工仪表及工程软件系统维护。
关键词：温度巡测系统 IDCB IDAS
大型汽轮发电机由于线负荷较高，其端部漏磁密较大，端部漏磁密在定子铁心端部叠片及结构件中产生涡流，引起局部过热，尤其在发电机进相运行时更为严重，因此，发电机定子铁心端部温度的在线监测具有重要意义。《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》规定：定子线棒层间最高与最低温度之间的温差达8℃时应报警，应及时查明原因，此时可降低负荷。定子线棒温差达14℃时或定子引水管出水差达12℃，或任一层定子槽内层间测温元件温度超过90℃，或出水温度超过85℃，在确认测温元件无误后，应立即停机处理。在大容量电站锅炉高温受热面出口的炉外管段上一般均装有许多管壁温度测点，这些测点的检测值对分析和查找受热面在设计、制造、安装和长期运行过程中产生的缺陷和问题，确保其长期安全可靠的工作具有十分重要的意义，其准确的测量不容忽视。以上温度的准确、稳定、方便的测量与显示在机组安全运行中显得十分重要，性能优越的温度检测系统是机组安全稳定的基础。本文以宝鸡宝鸡第二发电有限责任公司4X300MW机组的#1～#4机组温度巡测系统为研究对象，对系统改造前后的性能进行了分析。
一、改造前的测量系统状况
国电宝鸡第二发电有限责任公司4X300MW机组的#1～#4机组温度巡检系统原来采用IDCB型系统，监测设备的温度测点共255个，其中，发电机测点165个（15个前端，配PT100热电阻元件），循环泵测点42个（4个前端，配PT100热电阻元件），炉管测点36个（2-3个前端，配E型热电偶元件），磨煤机测点12个（1个前端，配PT100热电阻元件），系统由一台工控机（台湾研华586），数块IBCB采集前端，一条S通讯网构成，数据采集前端对现场采集到的温度测量信号进行转换处理，并通过数据传输网络传送至上位机的主机，再把对应的现场测量数据用温度的数值形式在相应的工艺流程图上进行直观的显示，是独立于DCS系统之外的一个数据采集系统。由于原测量系统老化，系统不稳定，准确度不高，也不能接入主机DCS系统，不利于设备安全运行，经过反复的调研、分析和选型，决定采用IDAS分散式智能数据采集系统替换原来的测量系统，并接入主机DCS系统，以有效地提高温度巡测系统的精度、抗干扰性及稳定性。
二、IDAS分散式智能数据采集系统的改造
拆除旧的IDCB型温度测量前端，更换为新的IDAS-2102模拟量测量采集前置机，重新接线，敷设冗余的的双绞屏蔽通讯电缆。安装IDAS-2003高速抗干扰通讯模块，将冗余的通讯线接入高速抗干扰通讯模块，安装NCS6016串口服务器，用双绞屏蔽通讯电缆接上专用的RS232/485接头，再接入串口服务器，串口服务器用网线接入DCS专用工控机，设置好串口服务器，在主机DCS系统工控机设置好专用的DPU，在工控机上做好系统画面和报警逻辑，主机就可对这些重要温度测点方便的进行检测，改造后还可用笔记本电脑对系统进行维护。
四、IDAS-2102直流模拟量测量前置机优点
IDAS-2102直流模拟量测量前置机是高集成度、高精度的测量仪表，具有体积小、重量轻、功能强、可靠性高等优点，一般直接安装在现场的信号测点附近，现场信号接入前置机的接线端子上，由计算机通过测量前置机网络读取前置机实时测量值或输出运算结果。
五、IDAS-2003通讯模块功能
1.管理网络上的前置机， 设置前置机参数。一个IDAS-2003通讯模块可管理多达50台前置机和1000个系统测点。
2.通过前置机采集现场测点数据，将采集到的数据保存在内存。
3.通过RS485接口或以太网与DCS系统（或其它上位机）相连接，使用Modbus协议与DCS系统进行通信。响应DCS系统发送的请求，向DCS系统传送采集到的数据。
4.通過485接口与通讯模块管理终端相连，按受管理终端发送的命令，设置IDAS-2003通讯模块参数，在线设置和修改前置机参数。
5.IDAS-2003通讯模块为双机系统，互为备份。
6.采集速率为1000点/秒，速度高。
六、IDAS分散式智能数据采集系统特点
1.通道的抗干扰能力强，在测量发电机温度信号的前置机的通道输入部分加装滤波装置，由于被测量信号的毫伏值较小，有效的抑制测量信号中窜入交流分量干扰（工平频50Hz的交流量信号），从而提高通道采样的抗干扰能力。
2.通讯抗干扰能力强，独特的通讯收发方式（采用了英国输力强公司IMP的通讯技术：分散式数据采集器IMP（IsoatedMeasurementPods）系列产品是英国输力强公司（SOLARTRON）专为适应工业恶劣环境而开发，具有高精度、高可靠、抗干扰能力强、系统现场安装简便和节省投资等特点，可用于工业各种标准的模拟量和数字量信号的输入/输出）：在IDAS通讯网络的数据传输中，对于数字“0”用一个位（bit）的传送周期T内出现的双向脉冲数来表示，如图（a）所示。这样就使正向脉冲所积累的电荷在脉冲时得以部分中和。而对于数字“1”的传输，则用传送周期内无脉冲出现来表示。不仅如此，由网络电源适配器发往前置机的数字“0”双向脉冲定义为“先正后负”，而由前置机发往网络电源适配器的数字“0”双向脉冲定义为“先负后正”，如图（b）所示。这样对于任何一个数据串，只要判断其第一个传送周期中的脉冲方向，就可以知道它是由网络电源适配器发出的还是前置机发出的，做到前置机之间互不通讯，彻底防止前置机之间的影响。 （b）
采用全新隔离变压器通讯技术，IDAS网络各个设备之间都经过了严格的电气隔离，整个IDAS网络处于“全浮空”状态，确保网络通讯的可靠；采用了特殊的调制电路，传输电平峰峰值可达±12V以上，加上完善的校验方法及自动重发技术，大大提高了网络通讯的抗干扰能力，可保证IDAS远程I/O在电厂干扰严重的现场稳定可靠工作。
3.在线设置和故障自诊断功能，可通过相应的组态软件，帮助现场维护人员进行故障现象分析，在最短的时间内排除故障，在线组态设置简单灵活，用户修改参数、拓展测点容量方便。
4.通过串口服务器与主机相连，与主机DCS系统的国电智深EDPF-NT有机融合，EDPF-NT系统是一个融计算机、网络、数据库和自动控制技术为一体的工业自动化产品，完全实现控制与信息一体化设计，具有开放式结构和良好的硬件兼容性和软件的可扩展性。主机DCS系统能正确监测 这些温度测点，方便了运行人员。
七、改造后成果
我公司已将#1-#4机组原来的893系统改造为IDAS测量系统，改造后测量稳定，能够接入主机DCS系统，并在中画面中进行各种温度参数显示，测量准确，能很好的保证机组稳定安全运行。
参考文献：
[1]付世涛等，发电机定子线圈、线圈出水温差大问题研究。全国火电大机组（300MW级）竞赛第三十八届年会论文集。《中国电力》， 2009（6）：31-35.
[2]柳京玉，郑世津，锅炉高温受热面炉外管壁温度检测与分析，temperauretes and Analysis of Exernal Pipe-wall of Heating Surface in High Temperaurear of Boiler，《江蘇电机工程》， 2004， 23（2）：9-11.
[3]EDPF-NT分散控制系统， 北京国电智深控制技术有限公司.
[4]王经武 李岩 分散式数据采集器（IMP）中的两项核心技术， 《测控技术》，1988年02期.
[5]IDAS分散式智能数据采集， 无锡贝尔自动化仪器仪表有限公司.
[6]陈龙猛，官洪民 ，提高微机温度监测系统的精度及抗干扰研究，《微计算机信息》， 1999（5）：78-79.
作者简介：赵冠宁（1974—），男，陕西咸阳人，中专文化，技师，工程师，从事热工仪表及工程软件系统维护。