一次风的主要任务是输送煤粉和助燃。目前大多数锅炉仍采用监测一次风道静压值的方法来确定一次风量，而一次风压与一次风量并不呈单值关系，它还与管道阻力、阀门开度、燃烧工况、燃烧器状况等因素有关。运行人员根据静压测量值对锅炉燃烧进行调整易造成误操作，引起燃烧效率降低，甚至熄火放炮，危及机组的安全、经济运行。
    借助于传感器技术、信号转换技术、计算机及网络技术研制具有特色的“锅炉一次风速在线监测系统”，帮助运行人员准确调整锅炉燃烧配风，并具有较完善的一次风速数据记录功能，为技术管理和设备管理提供便利条件。

1　系统的主要功能　　
　　系统功能分为实时数据显示和报警、历史数据查询、系统维护等3个部分（参见图1）。

1．1　实时数据显示和记录

    以棒图形式实时显示各一次风管风速、平均风速，以数值形式实时显示各点温度值，以趋势图形式反映一次风管风速和风温的变化情况。

　　正常工况下以6 min间隔记录日历史文件，可保存2年；以1 min间隔记录日文件，可保存6个月。
1．2　越限报警和故障记录功能
　　对一次风管风速越限进行报警提示并有闪烁标志。记录风速越限的原因、次数、起始时间、恢复时间、延续时间等，生成越限记录文件，以利于运行考核和事故分析。
1．3　历史数据查询功能
　　可随时调出历史记录数据用趋势图显示，可用文本方式查询历史记录文件。
1．4　系统维护
　　可在线修改各风管越限值、停炉判断条件、测量系数修正，可对数据文件进行操作。

2　系统的硬件组成　　
　　该系统由信号转换、数据采集和数据管理3部分构成。采用的硬件设备均适合于在工业环境下长期运行，允许电源电压在一定范围内变化，对环境温度无苛刻要求。图2为系统硬件组成示意图。

2．1　测量元件
　　测速管安装在一次风管上，将风量转换为差压信号送变送器。热电偶用于测量热风和风粉混合物温度。
2．2　就地控制箱及设备
　　装有差压变送器和数据采集器的就地控制箱就近安装在现场，距控制室约80 m。
    （1）扩散硅差压变送器
　　变送器的作用是将测速管输出的差压信号转换为4～20 mA的电信号。它具有体积小、精度高、过压能力强、电源范围宽、两线制等特点。
    （2）数据采集器
　　数据采集模块选用Advantech的8通道模拟量输入模块ADAM4518。其特点主要有：

    ·输入灵活：4～20 mA、0～2．5 V的各种分度号的热电偶，mV等信号输入；

    ·采集速率为10点／s，精度为±0．1％；

　　·通讯方式：RS485；通讯距离：1．5 km；通讯速率：110 bps～38．4 kbps；网络能力：最多256台；

    ·电源：13～30 V DC；
　　·体积小，安装简便。
2．3　控制室设备
    （1）通讯转换器ADAM4520
　　多台数据采集模块ADAM4518组成网络采用的是RS－485通讯方式，PC机通用的串行通讯接口是RS－232通讯方式，为实现这2种通讯方式之间的连接，采用Advantech的ADAM4520模块，实现RS－485／RS－232的转换。最高转换速率可达38．4kbps；通讯距离可达1 km；电源范围可宽至：＋10～＋30 V；耐压可达500 V。
    （2）嵌入式平板计算机PPC100
　　系统上位机采用Advantech的嵌入式平板计算机PPC100，直接安装在控制屏上作为数据采集、管理、记录、分析、计算、控制及显示的核心，其主要参数如下：
　　·采用10．4英寸的TFT真彩平板液晶显示器，视角为135°，有效距离4 m。显示器分辨率为640×480（可设置为800×600）。
　　·串行通讯口5个：RS232（3），RS485（1），10M以太网接口（1），并行打印口（1）。
　　·PS／2鼠标接口（1），标准键盘接口（1），软盘驱动器接口（1）。
　　·一体化设计。主板、显示器、硬盘及其它外围设备集成在（300 mm×260 mm×70 mm）外壳内，适合嵌入式安装在控制盘上；
　　·CPU为INTEL5X86。主频190 MHz，内存16 MRAM，硬盘容量2．1 G。
    （3）电源
　　系统中选用的变送器、数据采集器、通讯转换器的供给电源均可在12～30 V DC范围内变化。系统电源选择24 V DC、3 A的集成电源。

3　系统软件简介　　
　　Genie3．0是Advantech针对其硬件产品开发的一套工控软件。Genie3．0能对各种自动化过程进行编程组态，在功能、可扩展性和可编程性方面具有很大灵活性，结构上完全开放，可处理各种类型的信号和数据。其硬件支持也已拓宽，在涵盖所有Ad－vantech硬件的基础上，也可以兼容许多其它硬件供应商的产品。选用工控组态软件Genie3．0使得PPC100与ADAM模块很好的契合，运行可靠，开发周期缩短，软件维护方便。
　　组态软件包括显示画面编辑（Display）和任务编辑（Task）。　　
　　Genie Run－time负责管理多任务的实时运行，通过Main Script控制Task和DISP的同时运行并能在Task之间切换。
　　Data Center是Genie数据的集散地，脚本、任务、显示、I／O设备和外部程序等都通过各自的Driver（如DDE，C函数等）与它交换数据。
3．1　显示编辑器（Display Designer）
　　显示编辑器用来编辑MMI（人机接口），Ge－nie3．0提供了一个画图工具箱，其中有较丰富的图形功能，用户还可以根据要求自己制作显示部件。本系统共有4幅画面，包括实时棒图，实时趋势图，历史及故障查询画面和参数设置画面。显示数据取自相对应的Task。
　　·DISP显示风速及其平均值的棒图、数值、报警和主菜单，与Task1、Task2链接。
　　·DISP2显示风速信号的趋势图和报警图，与Task1、Task2链接。
　　·DISP3为调用历史数据界面，与Task6、Task7链接。
　　·DISP4参数设置界面，与Task6链接。
3．2　任务编辑器（Task Designer）
　　Genie3．0任务编辑器采用数据流动的方式编程，使开发者从以文本编辑为基础的线性化结构中解脱出来。创建一个监测和控制应用只需建立功能块的图表而不必考虑语法细节和传统的编程，简单地从功能菜单中选择对象，然后用线连接即可实现数据的流动。
　　Genic3．0任务编辑器支持多任务系统，可以同时编辑多个Task任务，每个Task具有自己的属性和起停方式。多个Task通过其主脚本Main Script定义的时间间隔并行执行，这样不仅可以简化编辑工作，而且可以提高执行时的性能。
　　本项目Task共有8个，分别实现数据的采集和处理、送显示画面、各种历史文件的生成及查询和各种故障的处理等功能。
　　各Task内的功能块可按用户或系统的要求定义优先级，以决定执行的顺序。Task之间交换数据通过虚拟标签（VirtualTag）实现。VirtualTag类似高级语言中全局变量，它存储于数据中心（DataCenter），多个Task可以共享VirtualTag的数据。

　　（1）Task1：实现模拟量输入和处理，进行滤波、工程量变换、密度补偿、实时和平均风速计算等，形成3种速率（2 s、1 min和6 min）的移动平均信号，通过Tag进入数据中心供Task、DISP调用。任务扫描周期定为500 ms。
　　（2）Task2：实现风速低和低低报警判断，任务扫描周期为1 s。
　　（3）Task3：实现一次风速的历史记录，文件拷贝。信号取自数据中心6 min滤波信号，即6 min记录一次，每天生成一个文件。任务扫描周期为6min。历史数据文件存于d：／fsls目录下，文件后缀名为YYYYMMDD．hst。
　　（4）Task4：实现风速信号的日历史记录，文件拷贝，以一个月为循环记录。信号来自数据中1 min滤波信号，即1 min记录一次，每天生成一个文件任务，扫描周期为1 min。当日历史文件存于d：／rls目录下，文件名为YYYYMMDD．rls。
　　（5）Task5：实现故障判断，记录当时的故障信号和文件拷贝，每天生成一个文件。任务扫描周期为1 s。故障历史文件存于d：／gzj1目录下，文件后缀名为YYYYMMDD．err。
　　（6）Task6：实现历史查询和参数设置功能，包括对按钮命令的处理，选择历史文件和生成参数设置文件。因为要求实时处理，任务扫描时间为1 s。

　　（7）Task7：实现打开文件的数据输出到DISP显示，日平均数据的输出显示。因为要求快速显示，任务扫描周期为200 ms。
　　（8）Task8：实现日平均数据的记录和每天的拷贝，记录每个班运行的班平均数据。任务扫描周期为10 s。

4　操作使用　　
　　由于要求运行人员采用无键盘、无鼠标操作，所以仅在控制盘上设计了一个切换按钮，使显示画面在DISP1（棒图）和DISP2（趋势图）间转换。
　　技术人员和热工人员要求用鼠标操作，在运行人员具有的操作权限基础上，还可以操作参数设置画面和历史查询画面。通过DISP上的控键可以切换到这2个画面进行参数设置、历史数据查询和故障数据查询的操作。历史记录文件和故障记录文件是以建立日期命名的，非常直观，便于维护管理。