分布式温度测控及报警系统
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分布式光纤温度监测系统 型号:CTM 4000德国技术激光器15年免维护产 品 样 本(2006版)国内主要用户:北京电力公司杭州电力公司厦门电业局宁波电力公司连云港核电站北京兴迪仪器有限责任公司目录1 应用领域2 测量原理2.1 拉曼散射2.2 测量原理3 系统组成4 系统整体性能和特点5 系统技术规范5.1 系统主要技术参数5.2 控制器 OTS5.2.1 主机5.2.2 电气参数5.2.3 光的连接器5.3 感温光缆5.3.1 外敷设式光缆5.3.2 内嵌式光缆6 多路光纤转换开关(可选件)7 中文操作软件 CHARON_02 增强版8 系统网络(可选件)9 计算机和打印机10 安装附件11 国内电力行业用户典型应用举例分布式光纤温度监测系统型号:CTM 4000目前,在很多场合下,温度已成为非常关键的因素,许多物理特性的变化都直接反映在温度的升降上,因此对温度的监测的意义越来越大。
随着光纤应用技术的发展,基于拉曼散射原理的分布式光纤测温系统是目前世界上最先进、最有效的连续分布式温度监测系统。
CTM4000型分布式光纤温度监测系统,由北京兴迪仪器有限责任公司引进德国先进核心技术成套生产,并提供整套系统的安装,调试和售后服务。
已得到国内用户的广泛认可。
截止到2005年底,已经应用在北京电力公司220kV电缆,回路长9.7公里,杭州电力局12根220KV电缆,厦门电业局10/110/220kV电缆,宁波电力局220 kV电缆,连云港核电站220KV电缆的温度监测上。
同时向厦门电业局提供电缆载流量计算软件,实时提供电缆的负荷率和载流量预测。
在中国的高速公路隧道,过江隧道,办公大楼防火等领域也有50多套正在使用中。
在全世界范围内共有约2500套系统投入使用。
1 应用领域1) 电力电缆温度监测电力电缆的在线实时温度监测,具有重大现实意义:运行状态监测,有效监测电缆在不同负载下的发热状态,积累历史数据;载流量分析,可以保证在不超过电缆的允许运行温度的情况下,最大地发挥电缆的传输能力,降低运行成本;老化监测,发现电缆上的局部过热点。
DCS操作说明资料DCS(Distributed Control System,分布式控制系统)是一种广泛应用于工业控制领域的自动化控制系统。
它能够集中控制多个分散的控制单元,通过数据通信实现对工业过程的监控与操作。
下面是一份DCS操作说明的资料,详细介绍了DCS系统的配置、操作和故障处理等方面的内容。
一、DCS系统配置1.硬件配置1.1主控制器:负责控制整个DCS系统的主要模块,包括CPU、存储器和输入输出接口等。
1.2输入输出模块:用于接收和发送实时过程数据。
1.3通信网络:建立控制系统内部不同模块之间的通信连接。
1.4控制台:供操作人员进行监控和操作的界面。
2.软件配置2.1SCADA软件:用于数据采集与处理,实现对工业过程的监控和控制。
2.2PLC程序:编写用于控制工业过程的程序,与SCADA软件进行通信。
二、DCS系统操作1.登录系统输入用户名和密码,进入DCS系统。
2.监控界面2.1实时数据显示:显示工业过程的各种参数,如温度、压力等。
2.2图形界面:通过图形化方式展示工业过程的设备、管道等情况,便于操作人员理解。
3.控制操作3.1自动操作:按照预设的控制策略进行控制。
3.2手动操作:手动开关控制设备,进行临时控制。
3.3调整参数:根据工艺要求调整设备参数,如温度、压力设定值等。
4.报警管理4.1报警显示:当系统出现异常情况时,显示相应的报警信息。
4.2报警处理:针对不同的报警情况,进行相应的处理措施。
5.数据记录与分析5.1数据记录:对工业过程中的关键参数进行实时记录,生成数据记录。
5.2数据分析:对工艺过程中的数据进行分析,寻找潜在问题和改进机会。
三、DCS系统故障处理1.报警解除1.1确认报警情况:判断是真实报警还是误报警。
1.2解除报警:根据具体情况采取相应的解除措施。
2.故障排查2.1跟踪报警日志:查找故障发生的时间和原因。
2.2检查设备及传感器:确认设备和传感器是否正常工作。
DTS应用简介AEO 从立芳1. 什么是DTS?DTS是Distributed Temperature Sensing的缩写,中文含义是:分布式温度传感。
安捷伦公司PMD工厂最近推出一款新型产品,名字就叫DTS。
它和光纤传感器结合,组成告警系统,通过监测光纤传感器上每个点的温度变化,从而对被监测的对象起到预警,监测或告警的功能。
目前在很多领域都有非常广阔的应用前景。
2. 应用领域:1) 电力行业电力电缆的表面温度检测监控、事故点定位2) 电缆隧道、夹层的火情监测3) 发电厂和变电站的加的温度监测、故障点的检测和火灾报警4) 水利土木建筑行业大坝、河堤的渗漏,桥梁及其他混凝土结构裂变的监测、大坝、河堤、桥梁的混凝土凝固与养护温度与应变监测5) 大型民用工程的结构健康监测6) 公路、地铁隧道行业隧道、地铁、公路的火灾监测和报警7) 石油天然气行业石油、天然气输送管线或储罐泄漏监测、油库、油管、油罐的温度监测及故障点的检测.3. 国内外关于光纤传感测试温度的研究和应用情况:国际上:1) 加拿大学者Measures[1]等在加拿大Calgary一座两跨碳纤维钢筋混凝土预应力桥梁上,埋设了5套4通道Bragg光栅光纤传感系统,在桥梁建造过程中和使用期内检测其内部温度和应变。
2) 意大利学者Gusmeroli[2]等报道了他们将F-P光纤干涉传感器埋入一个5m长的混凝土梁中检测其热膨胀。
3) 瑞士皇家技术学院Smart公司的产品采用Brillouin散射光的分布式温度测量系统,它不但需要从光纤的一端输入脉冲激光光源,另一端输入连续激光光源,而且需要采取措施来分离温度效应的机械应变效应,所以其工程应用不是最佳选择。
4) 英国York Sensors Limited是国际上首家开发光纤分布式测温系统并使之商品化的公司,已经有20多年的历史,并一直在该技术领域中保持国际领先地位。
通过测量发射光和接收定点反射光的时间差及光在光纤中的传播速度可精确地确定发生反射的位置(定位),利用反射光中Raman反射光的温度依存性质,可以计算出发生反射的点的温度值。
分布式温度传感系统(DTS)在高含硫长输管线上的功能测试方法研究摘要:高含硫气田集输管道泄漏检测是管道安全管理的重要组成部分。
分布式温感系统(DTS)是基于光缆的泄漏监测系统,该系统利用了焦耳-汤普森效应即当气体从管道泄漏时,气体经过泄漏孔节流膨胀,在泄漏孔出口出现温度下降。
沿管道敷设的测温光纤传感器能及时捕获到这些温度的异常;通过智能化的算法,精确定位异常点的位置,在温度分布曲线上实时显示、实时自动报警,提示操作员可能存在的泄漏。
作为罗家寨作业区管线泄漏检测系统的重要组成之一,对其功能有效性及应用效果进行探索,有助于进一步完善系统功能,提高管道泄漏检测能力,有效防止第三方对管道的破坏、有效地识别管道损坏及泄漏风险、及时预警报警和保障人员安全。
关键字:高含硫气田;管道泄漏检测;分布式温感系统0、引言位于四川达州市宣汉县南坝镇的川东北天然气项目,是中国石油和美国雪佛龙石油公司合资而建的“三高”(高硫化氢含量、高压、高处理量)气田开发项目。
该项目原料气中H2S含量约为10.11%,原料气管道安装在38.5公里极其陡峭和崎岖的地形中。
其敷设的原料气管道穿过了居民区和公路,如果发生了管道破坏、损坏或泄漏,将会造成非常严重的后果;川东北天然气项目的PLDS(管线泄漏监测系统)通过多形式,多原理的监测方式,达到相互补充,相互验证的目的。
再通过沿线的视频监视系统,实时监控沿线管道的异常情况,以达到技防的要求,辅助现场的人防,尽可能的对整条管道进行监测和防护。
项目的管道泄漏监测系统(PLDS),共由五套子系统组成,包括分布式声感系统(DAS)、分布式温感系统(DTS)、负压波系统(ATMOS)、气云成像系统(GCI)及RTU点式H2S探头检测系统。
五套系统功能各异,各司其职,为第一时间发现危害管道和场站设施安全的活动、防止第三方入侵、气体泄漏应急响应、实时数据传送及显示提供了准确的信息,为确保管道和场站设施的安全运行,发挥了重要的作用;分布式温感系统(DTS)是一款较为复杂的工业安全在线监测产品,且使用于管道泄露监测的重要场合,系统运行的稳定性和可靠性要求就非常高;如何确定系统运行是否正常,降低产品的误报和漏报率,就非常关键。
DCS系统的基本原理和功能介绍DCS系统(分散式控制系统)是一种用于工业自动化领域的控制系统。
它具备集中控制和分布控制相结合的特点,能够实现对工业过程的全面监控和控制。
本文将介绍DCS系统的基本原理和功能。
一、DCS系统的基本原理DCS系统的基本原理是基于计算机网络技术和现代测控技术。
它由分布在各个节点的控制器、传感器、执行器等硬件设备组成,通过通信网络互相连接。
各个节点通过通信网络实现数据的传输和共享。
DCS系统采用分布式控制的思想,将控制功能分散到各个节点中,各节点之间通过通信网络实现数据的传输和交互。
这种分布式的控制方式,使得系统更加灵活可靠,能够应对复杂工业过程的控制需求。
二、DCS系统的基本功能1. 监测和数据采集:DCS系统通过传感器对工业过程中的各种参数进行实时监测和数据采集,如温度、压力、流量等。
这些数据可以用于分析和预测工业过程的状态,从而实现对工业过程的全方位监控。
2. 控制和调节:DCS系统能够实现对工业过程的控制和调节。
通过发送控制信号给执行器,调节工业过程的参数以实现控制目标。
例如,通过调节阀门的开度来控制流量,通过调节加热器的功率来控制温度等。
3. 报警和安全保护:DCS系统能够实现对工业过程的报警和安全保护。
当工业过程出现异常情况时,系统可以及时发出警报,通知操作人员进行处理。
同时,系统还能够对工业过程进行安全保护,如防止过高压力、过高温度等因素对系统造成损害。
4. 数据存储和分析:DCS系统能够对采集到的数据进行存储和分析。
通过对历史数据的分析和统计,可以了解工业过程的运行情况,发现问题和优化工艺。
同时还可以用于生成运营报表和质量报告等。
5. 远程操作和监控:DCS系统支持远程操作和监控功能。
操作人员可以通过计算机或移动设备远程监控和操作系统,无需亲临现场。
这种远程操作和监控功能,使得操作更加方便高效,降低了维护成本。
6. 系统管理和配置:DCS系统还包括系统管理和配置的功能。
- - -.. - - 总结资料 传感器原理与应用课程设计
报告
题 目分布式温度测量与报警系统 学生XX王芳 孙芳芳X超魏兵 学 号44 229 41 专 业计算机控制 班 级200706261 指导教师孟淑丽 完成日期 2009年 12月
经济管理职业学院 - - -..
- - 总结资料 目录 摘要2 1.设计题目3 2.设计目的3 3.设计任务3 4.设计思路3 5.硬件电路原理和连接图5 5.1温度传感器电路6 5.2信号放大电路6 5.3 A/D转换电路7 5.4单片机系统8 5.5温度显示系统10 5.6键盘控制8 6.软件设计8 6.1 A/D转换模块8 6.2单片机内部数据处理模块10 6.1测量温度显示模块8 7.程序流程图13 8.元器件清单14 - - -.. - - 总结资料 9.参考文献14 10.心得体会 14
摘 要 分布式温度测控与报警系统主要是用来测量同一环境下两个不同点的温度值,并计算出室内的平均温度进行显示,显示在数码管上让人们视觉上可以观察到温度变化,并设有上下限报警。可以通过外部的三个按键来控制温度的上升和下降。当温度过高时可通过降温的按键来控制,当温度过低时可通过控制升温的按键来控制。该设计测量的温度X围为0~60℃,可以精确到一位小数。可以当做温度计来使用。适用于家庭室内、日常生活,对温度有特别要求的生产线、车间、工业场合等。
关键词 单片机 传感器 放大电路 显示电路 - - -..
- - 总结资料 分布式温度测控与报警系统 1、设计题目 主要设计分布式温度测控与报警系统,温度传感器选用LM35、单片机选用AT89S51的温度测量系统,该系统的温度测量X围为0~60℃,可以精确到一位小数。
2、 设计目的 本设计产品主要是用来测量同一环境下两个不同点的温度值,并计算出室内的平均温度进行显示,让人们视觉上可以观察到温度变化,该设计测量的温度X围为0~60℃,可以精确到一位小数。适用于家庭室内、日常生活,对温度有特别要求的生产线、车间、工业场合等。 3、 设计任务 设计制作分布式温度测控与报警系统核心及其各个功能部分的连接,主要核心部件是单片机,同时对电路编写相关程序实现温度测控与报警的功能。 4、 设计思路
本分布式温度测控与报警系统由两个半导体温度传感器LM35、信号放大电路、A/D转换电路、单片机系统、温度显示系统、报警系统和键盘系统构成。- - -.. - - 总结资料 其基本工作原理:温度传感器电路将测量到的温度信号转换成电压信号输出到信号放大电路,与温度值对应的电压信号经放大后输出至A/D转换电路,把电压信号转换成数字量送给单片机系统,单片机系统根据显示需要对数字量进行处理,再送温度显示系统进行显示,由按钮进行调解温度的上线、下线、平均值同时进行显示,温度过高、过低进行报警。系统框图如图4-1:
4-1系统原理框图 5、 硬件电路原理图和连接图
5.1 温度传感器电路 温度传感器采用的是NS公司生产的半导体温度传感器LM35,他具有很高的工作精度和较宽的线性工作X围,他的输出电压与摄氏温度线性成比例,且无需外部校准或微调,可以提供±1/4℃的常用的室温精度。
LM35的输出电压与摄氏温度的线形关系可用下面公式表示,0℃时输出为0 V,每升高1℃,输出电压增加10 mV。其电源供应模式有单电源与正负双电源两种,其接法如图5-1与图5-2所示。正负双电源的供电模式可提供负温度的测
温度传感器LM35 温度传感器LM35 信号放大电路 信号放大电路 A/D转换电路 单片机控制电路
LED显示电路
键盘控制 报警系统 - - -..
- - 总结资料 量,单电源模式在25℃下电流约为50 mA,非常省电。本系统采用的是单电源模式。
5-1单电源模式 5-2双电源模式 5.2 信号放大电路 由于温度传感器LM35输出的电压X围为0~0.99 V,虽然该电压X围在A/D转换器的输入允许电压X围内,但该电压信号较弱,如果不进行放大直接进行A/D转换则会导致转换成的数字量太小、精度低。系统中选用通用型放大器TLO82对LM35输出的电压信号进行幅度放大,还可对其进行阻抗匹配、波形变换、噪声抑制等处理。系统采取同相输入,电压放大倍数为5倍。还加了一级电压跟随。如图5-3所示。 - - -..
- - 总结资料 1234ABCD4321DCBA标题图号修订尺寸B日期:8-Dec-2009 第 张 共 张文件:C:\Documents and Settings\zdh\桌面\王芳\分布式测温及报警电路.ddb制图人:123J123184U1ATL082+5+5C10.1uF65748U1BTL082R110KR210KW150KR310K123
J223184U2ATL082+5+5C20.1uF657
4
8U2B
TL082R410K
R510K
W250K
R610K
5-3放大电路 5.3 A/D转换电路 A/D转换电路选用8位AD转换器ADC0809。ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器,可处理8路模拟量输入,且有三态输出能力。图5-3中运算放大器的输出电压5V,送入ADC0809的模拟通道IN0。单片机AT89C52控制ADC0809的开始转换、延时等待A/D转换结束以及读出转换好的8位数字量至单片机进行处理。然后通过数码管来显示此时的数据。如图5-4所示。
5.4 单片机系统 单片机选用的是ATMEL公司的AT89C52,主要完成对A/D转换电路的控制、对转换后的数字量的处理以及对显示模块的控制,并且为ADC0809提供工作时钟。同时AT89S51外接锁存器74LS573,对AT89C52的P0口的地址信号进行锁- - -.. - - 总结资料 存。74LS573的Q2,Q1,Q0接ADC0809的C,B,A,实现对模拟通道的选择。AT89C52的晶振选择3 MHz,则其ALE引脚的输出频率为0.5 MHz,小于ADC0809的时钟频率最高值640 kHz,正好为其提供工作时钟。其具体连接电路如图5-4所示。
1234ABCD4321DCBA标题图号修订尺寸B日期:8-Dec-2009 第 张 共 张文件:C:\Documents and Settings\zdh\桌面\王芳\低频.ddb制图人:P101P0732P112P0633P123P0534P134P0435P145P0336P156P0237P167P0138P178P0039RESET9EA/VP31P30RXD10X119P31TXD11X218P33INT112P36RD17P32INT013P37WR16P35T014P34T115P2021PEN29P2122P2627P2223P2526P2324P2425P2728ALE30U3AT8951+5Y112.000MHZC330pFC430pfGNDC510uFR310kS1keyR410K+5A11B7C4D2E1F10G5DP3L412L39L28L16U4LED4Q19012Q29012Q39012Q49012R51KR61KR71KR81KABCDABCD+12S2G+5GNDIN31IN42IN53IN64IN75ST6EOC7D38OE9CL
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D215VREF-16D017D418D519D620D721ALE22C23B24A25IN026IN127IN228A1AD0809+5GNDGNDEOCD3OEALED1D2D0D4D5D6D7IN0P3.4P3.3STEOCP3.3P3.4OESTALED7D6D5D3D4D2
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5-4单片机系统连接图 5.5 温度显示系统 该温度显示系统较为简单,由单片机来控制数码管的段选和位选,PNP三极管9012驱动4个8段LED显示器来实现。主要轮流显示测量第一点、第二点和两测量点平均值。
5.6 键盘控制 键盘主要是用来控制显示同条件下两不同点温度的上下线调节,还有测量两点的温度平均值,由三个按钮组成。
6、 软件设计 - - -.. - - 总结资料 系统的软件部分用C语言编程,采用模块化结构,主要由A/D转换模块、单片机内部数据处理模块、温度显示模块等3部分构成,便于修改和维护。
6.1 A/D转换模块 根据测量系统要求不同以及单片机的忙闲程度,通常可采用3种软件编程方式:程序查询方式,延时方式和中断方式。本系统采用延时方式。延时程序实际上是无条件传送I/O方式,当向A/D转换器发出启动命令后,即进行软件延时,延时时间稍大于进行一次A/D转换所需要的时间,之后打开A/D转换器的输出缓冲器读数即为转换好的数字量。A/D转换时间为64个时钟周期,因为系统中ADC0809的工作时钟为500 kHz,故A/D转换时间为128 μs,延时时间可大致选择160μs。
6.2 单片机内部数据处理模块 系统通过ADC0809转换的数字量是与实际温度成正比的数字量,但系统最后显示的是实际温度值,因此需要对数据进行处理再通过三极管驱动LED输出显示。
设所测温度值为T,A/D转换后的数字量为X,则有: VOUT=0.01 V/℃×T℃ VOUT为LM35的输出电压,即运放μA741的输入电压,μA741的输出电压用V1表示。因为μA741的放大倍数为5,则有:
V1=5×VOUT=0.05×T