如何开发低成本高性能智能风机防喘振仪

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　　风机是种通用的流体输送机械，广泛应用于电力、采矿、制冷等行业，抖往风机防喘振方法主要是基于简单的现场测量仪表，通过信号采集在008系统或上位工控机中进行数值分析和计算实现的，运种方式数据处理分析能力强，具有良好的人机接口，但由于长距离的模拟信号传输导致信号的衰减、干扰等会造成信号失真，同时成本高、对应用环境要求较高。为此我们基于80日1968单片机开发了智能风机防喘振仪，它可与上位系统通讯，同时具有就地数据处理、现场操作显示的特点，具有广泛的运用性。
　　1工作原理方案采用热力学能量头甘的大小来鉴别喘振的发生。它是根据实际流量下的能量头与理论的能量头相比较，利用偏差去控制负荷的升降，从而改变送风量，避过喘振区，使风机保持在安全区域内工作。风机出厂时厂家般提供9丹曲线或9叩曲线，在9丹曲线图上有明显的喘振区和安全区，而9甘曲线上的喘振线就是它们的分界线，当风机发生喘振时，在特性图上就表现为工作点跨越喘振线，进入喘振区。因而只要能算出实际热力学能量头甘与理论能量头相比较就可判断风机是否工作在喘振区。
　　由热力学和气体动力学可知：热力学能量头从能量的角度反映了外界需对气体做功的量，其数字表达式式中热力学能量头，J/kg Z气体压缩性系数；R气体常数定值单位/分子量；本系数，扛1/，其中为绝热指数，S压力比嫂化，的为出口全压，於为入口全压。
　　上式中6、和化在特定环境下均可视为常数。
　　因而只需测出风机出口全压卢和风机入口温度尸，就可求出实际热力学能量头。再根据测出实际流量9，在喘振曲线上找出此流量对应的能量头即理论能量头；将两者进行比较，若实际热力学能量头大于理论能量头，则风机工作在喘振区，应马上降负荷，减少风机流量，直到风机工作点回到安全区。在给定管网阻力曲线的情况下，动叶开度直接确定风机的工作点，为了保证工作点在安全区，就要限制动叶开度的范围，由此范围就决定了当前流量下能使风机安全工作的最大动叶开度，该动叶开度信号作为风机动叶开度的上限值，引入风机的控制回路，可见该系统具有双重保护功能。
　　2算法实现2~17心口3，巧近似为当地大气压倒为11.3242心口￡。对它作适当变形可得：愚然0霉机勺广11令巧可/趴1贝1]护1啼々由麦克劳林公式可得：在本系统中考虑到系统精度要求及数据处理的截断误差只取前5项，其误差为：《龄1护姥进啼ifzL击由此得到热力学能量头算法为：，件雌1=八巧2巧23味4巧45巧5巧其中尸况，产碱/2，3=2体2/3算法实现框图如图1所示。
　　f句喘振线；f去_最大动叶位置Kx―标度变换DRate―风机降负荷速率DEADBAND―死区SF―安全边界热力学能量头4系统硬件设计硬件原理框图如图2所示。仪表抖801；6并行1/0口组成单片机系绕完成数据采集、数据处理、计算、并最终生成控制量及报警信号。
　　80lKB是INTEL公司生产的S96系列成员，内部有化6程序存储器，带有巧28的寄存器RA、配有硬件PW、全双工串口SIO、看口狗电路器、8通道10位分辨率的/转换器，同时它有4个输入/输出口并能与其它外设共同复用。与其它微处理器相比有运算速度快、外部扩展简单适合在有定干扰的工业场合使用、货源稳定、性价比高等优点。外扩E平RO能方便地在线修改系统参数、曲线，并行1/0口为系统的进步扩展提供了可能。
　　人机交互模块由键盘和显示器组成，采用44矩阵键盘，支持复用，用作现场仪表时，通过键盘操作可从方便地修改系统参数、曲线抖完成各种功能，如手动/自动切换等。液晶显示能显示各种汉字、字母、符号和数字，能同时显示系统的各种状态参数，便于人机对话。
　　输入通道主要完成来自变送器的模拟信号的变换、放大、整形、滤波使其满足80lKB对模拟输入的要求。
　　输出通道包括模拟量输出、数字量输出。同时采取模拟量输出和数字量输出是为了提高仪表的兼容性，抖保证控制信号、保护信号和报警信号的正常输出。
　　通信接口为RS232标准接口，使用AX232发送/接收器完成TTL电平到EIA电平及EIA电平到电平的转换，采用异步通信方式完成与上位机系统的数据通信。通信电缆跨距约为15 5系统程序设计系统程序设计采用模块化结构，主要包括初始化模块、主控模块、信号采集与信号处理模块、计算模块、查表比较模块、控制量输出模块、虽示模块等。
　　其中初始化模块完成程序起始地址、堆找及各控制变量的设定与选择。主控模块控制整个程序有条不奈的进行。信号采集模块使用80lKB内部的8路/0对被测信号进行循环采集，同时进行数字滤波、标度变换抖及有效数据定点数到浮点数的转换，抖供计算模块的使用。
　　计算模块完成对采集数据的各种计算处理，如热力学能量头巧的计算等。查表比较模块主要用来由实际流量查出对应的理论能量头及最大动叶开度并由此产生负荷迫降指令、最大动叶开度保护信号。显示模块可在系统处于自动状态时跟踪显示系统的各种状态参数；系统处于手动状态时显在开放系统中，经常存在多Agents提供相同服务的情况，也就是说，个请求可抖得到多个Agents的响应。在传统ES下，这是不可能发生的。这时，请求岂618会根据成本、时间、可靠性和往经验来作出选择。
　　在动态环境下，哲61的自主性、驻留性和协作性决定了其对ES开放式体系结构的支持。Agent技术虽然并不是种完美无缺的解决问题的方案，但它为我们设计开放式能量管理系统提供了种有效的解决问题的思想。如果将哲61技术与面向对象的技术及网络技术结合起来，必将导致能量管理系统技术的次新的飞跃。