CAN總線(xiàn)在流光放電等離子體煙氣脫硫監控系統的應用
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流光放電等離子體煙氣脫硫的原理是利用高頻高壓交直流疊加電源使反應器發(fā)生電暈放電，放電產(chǎn)生的高能激發(fā)電子電離煙氣中的氣體分子（O2、H2O、N2等），產(chǎn)生極富氧化性的離子和自由基，這些活性粒子在有添加劑NH3存在的條件下通過(guò)一系列的鏈反應將污染物成分（如SO2、NOX等）氧化生成穩定的銨鹽，從而達到煙氣脫硫的目的。系統工藝流程圖見(jiàn)圖1。
鍋爐煙氣經(jīng)除塵后，溫度約為150℃，然后經(jīng)熱交換器將其送入濕式反應器系統，氣相的SO2在有NH3存在的條件下，在濕式反應器中氧化生成硫酸銨溶液而被脫除，反應后溫度約為60℃。尾氣經(jīng)換熱器與入口煙氣換熱后溫度提高到90℃以上而被排放，反應器生成的硫酸氨溶液經(jīng)熱煙氣干燥脫水濃縮成為固體硫酸氨化肥。
反應器中的煙氣流量、SO2濃度、煙氣溫度、氨注入量、蒸汽注入量、交直流疊加電源電壓、生成液PH值和生成液摩爾濃度等都直接影響系統的運行狀況，利用相應的檢測儀可對各參數的狀態(tài)進(jìn)行采集，而主要的監控回路包括氨注入監控、交直流疊加電源電壓監控、煙氣溫度監控、蒸汽注入監控和生成液PH值監控等。CAN總線(xiàn)憑借其突出的數據通信可靠性、實(shí)時(shí)性、靈活性和抗干擾性[2]而在本系統中得到應用。
整個(gè)監控系統由上位管理機、CAN接口適配卡和多個(gè)現場(chǎng)測控節點(diǎn)三部分組成。具體結構如圖2所示，其它數據采集節點(diǎn)沒(méi)有在圖上示出。上位管理機選用普通PC機，負責與下位機的通信、動(dòng)態(tài)顯示各節點(diǎn)的工作狀態(tài)或報警信息以及按照一定的數學(xué)模型對現場(chǎng)測控節點(diǎn)的各控制參數進(jìn)行調整。CAN總線(xiàn)通信接口適配卡負責PC機與現場(chǎng)測控節點(diǎn)之間數據和控制參數的傳遞?，F場(chǎng)測控節點(diǎn)負責從現場(chǎng)采集數據并以CAN協(xié)議發(fā)送到總線(xiàn)上，傳給上位機或其它節點(diǎn)，并根據需要對現場(chǎng)設備就地進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和監視。利用CAN總線(xiàn)方便的可擴展性，可以在總線(xiàn)上增加更多的測控節點(diǎn)而無(wú)需改變系統的總體結構。CAN總線(xiàn)上的節點(diǎn)數主要取決于總線(xiàn)驅動(dòng)電路，目前可達112個(gè)（RT=120Ω，RL=45Ω）[3]，這為日后系統的改進(jìn)帶來(lái)了極大的方便。
2、系統硬件設計
系統硬件設計包括現場(chǎng)測控節點(diǎn)的設計和CAN接口適配卡的設計?，F場(chǎng)測控節點(diǎn)作為現場(chǎng)數據采集與控制層完成的功能包括:對各狀態(tài)量的檢測;對交直流疊加電源電壓的控制，達到直流基壓0～60kV，交流峰峰值電壓40kV，交流頻率16～50kHz;對進(jìn)入反應器的煙氣溫度進(jìn)行控制（60～80℃）;對氨注入的控制，準確地控制氨硫摩爾比（不大于2:1）。各個(gè)現場(chǎng)測控節點(diǎn)具體的功能可能不一樣，但硬件結構大同小異，下面以交直流疊加電源電壓測控節點(diǎn)為例進(jìn)行介紹，其硬件結構圖如圖3所示。該電路主要包括輸入信號調理電路、單片機外圍電路、模擬控制信號輸出電路、液晶顯示電路和CAN通信電路等。CPU采用Intel公司的16位單片機80C196KC作為微處理器，其內部設有256字節的RAM，帶有28個(gè)中斷源，運算速度快，它本身還帶有三路PWM輸出和高速輸入輸出HSI和HSO，尤其適用于快速控制系統。CAN總線(xiàn)通信電路采用Philips公司的SJA1000獨立控制器和82C250驅動(dòng)器。SJA1000有基本的BasicCAN和增強的PeliCAN兩種模式，全面支持具有新功能的CAN2.0B協(xié)議[4]。82C250可以提供總線(xiàn)的差動(dòng)發(fā)送和接收功能，提高系統總線(xiàn)的節點(diǎn)驅動(dòng)能力，增大通信距離、降低干擾?？刂茊卧捎酶咚俟怦?N137隔離各個(gè)前后通道，被隔離部分分別使用不同的電源和地線(xiàn)，以提高抗干擾性能。
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