本发明涉及一种工业锅炉能效在线检测系统及方法，属于工业锅炉监控技术领域。
背景技术
工业锅炉是先在大型工业生产过程中，不可缺少的工业设备。目前全国在用工业锅炉约62万多台，每年燃煤约7亿吨。近年来，随着国家节能减排政策实施力度的加大，对工业锅炉由过去只注重安全逐步转向了安全性和经济性相统一的协调管理。其中，工业锅炉的能耗问题受到了广泛关注。在工业锅炉实际的运行过程中，由于在初期设计、实际采用燃煤品质和长时间运行后存在的问题，使得锅炉的一些基本参数，诸如燃烧室温度、排烟温度和过量空气系数等很难满足设计需求，致使锅炉运行的实际效率远低于设计水平，能耗问题非常严重。自2010年以来，国家开始推进工业锅炉节能减排工作，因此有必要对工业锅炉进行能效检测并采取相应的节能措施。
传统的工业锅炉能效检测通常是由专业的测试人员到锅炉厂房进行现场评估，通过专业的测试仪器对锅炉的各项参数进行测试，并通过锅炉效率的计算和各项能耗指标对锅炉的能耗水平进行评估。该方法费时费力，只能对某些时刻的锅炉运行情况进行分析，无法实现对锅炉从启动，运行和停机的整个时段内效率的动态监控和分析，对也难以分析影响锅炉能耗的各项因素和能耗随各项参数的变化情况，无法从基本参数层面给出运行调节意见。因此，为了实现工业锅炉的节能减排，迫切需要一种工业锅炉能效在线检测系统及方法。
技术实现要素：
本发明为了解决现有工业锅炉能效检测方法需要大量人力物力，无法实现对锅炉运行周期内的动态监控和分析的缺陷，提出了一种工业锅炉能效在线检测系统及方法。
一种工业锅炉能效在线检测系统，所采取的技术方案如下：
所述工业锅炉能效在线检测系统包括：
用于采集锅炉工况参数的工业锅炉现场数据采集模块；
用于实时数据在线接收与通信、数据实时存储与查询和实现用户登录的能效在线监管与服务信息管理模块；
所述工业锅炉现场数据采集模块包括：
用于对工业锅炉现场数据采集系统进行监控控制、信号采集控制、数据通信控制和仪表控制的系统核心处理模块；
用于实现人机交互的系统软件监控模块；
所述能效在线监管与服务信息管理模块包括：
用于将远程在线信息管理中心的数据存储于能效在线监管与服务信息管理模块的系统数据库模块；
用于对实时数据存储、历史数据存储、报警时间存储和历史报警时间存储进行数据分析的系统数据库需求分析模块。
进一步地，所述系统核心处理模块包括：
用于工业锅炉现场数据采集系统的数据采集、处理、存储、显示和传输的计算机工业监控模块；
用于采集工业锅炉仪表输出信号的信号采集模块；
用于系统数据传输的数据通信模块；
用于采集所述工业锅炉工况数据的仪表系统采集模块；
所述系统软件监控模块包括：
用于对现场仪表的数据进行采集的数据采集模块；
用于对现场数据进行分析和处理的数据处理模块；
用于对超限参量进行实时声光报警的报警功能模块；
用于人机交互界面对监测参量进行实时显示更新的界面刷新模块；
用于对监测参量进行本地存储的数据本地存储模块；
用于对工业锅炉能效值进行计算的锅炉能效值计算模块；
用于对所述系统软件监控模块获得的各类数据进行上传的数据上传模块。
进一步地，所述信号采集模块包括：
用于对电流信号进行采集的电流信号采集模块；
用于对数字信号进行采集的数字信号采集模块；
所述仪表系统采集模块包括：
用于采集工业锅炉的烟气温度的烟气温度采集模块；
用于采集工业锅炉的给水温度的给水温度采集模块；
用于采集工业锅炉的周围环境温度的周围环境温度采集模块；
用于采集工业锅炉的蒸汽压力的蒸汽压力采集模块；
用于采集工业锅炉的给水流量的给水流量采集模块；
用于采集工业锅炉的烟气流量的烟气流量采集模块；
用于采集工业锅炉的锅炉水位的锅炉水位采集模块；
用于采集工业锅炉的烟气中氧气含量的氧气含量采集模块。
进一步地，所述系统数据库模块包括：
用于提供应用软件的快速查询的数据库快速查询模块；
用于提供工业锅炉信息及系统登录管理员信息的信息管理模块；
用于记性数据安全和数据保密的安全保密模块；
所述系统数据库需求分析模块包括：
用于将工业锅炉现场数据采集模块采集到的工业锅炉实时数据存储至能效在线监管与服务信息管理模块的数据库的实时数据存储模块；
用于将历史数据存储至能效在线监管与服务信息管理模块的数据库的历史数据存储模块；
用于将报警数据存储至能效在线监管与服务信息管理模块的数据库的报警事件存储模块；
用于将历史报警事件存储至能效在线监管与服务信息管理模块的数据库的历史报警事件存储模块。
进一步地，所述工业锅炉能效在线检测系统还包括：
用于实时显示工业锅炉参数的显示模块；
用于工业锅炉参数报警超限值设置的限值设置模块；
用于数据恢复正常后，自动取消报警的报警取消模块；
用于实现系统短线和实现系统自动重连的系统重连模块；
用于同时处理多台工业锅炉现场数据采集模块数据传输的数据传输模块。
一种工业锅炉能效在线检测方法，所采取的技术方案如下：所述工业锅炉能效在线检测方法包括：
用于采集锅炉工况参数的工业锅炉现场数据采集步骤；
用于实时数据在线接收与通信、数据实时存储与查询和实现用户登录的能效在线监管与服务信息管理步骤；
所述工业锅炉现场数据采集步骤包括：
用于对工业锅炉现场数据采集系统进行监控控制、信号采集控制、数据通信控制和仪表控制的系统核心处理步骤；
用于实现人机交互的系统软件监控步骤；
所述能效在线监管与服务信息管理步骤包括：
用于将远程在线信息管理中心的数据存储于能效在线监管与服务信息管理步骤的系统数据库步骤；
用于对实时数据存储、历史数据存储、报警时间存储和历史报警时间存储进行数据分析的系统数据库需求分析步骤。
进一步地，所述系统核心处理步骤包括：
用于工业锅炉现场数据采集系统的数据采集、处理、存储、显示和传输的计算机工业监控步骤；
用于采集工业锅炉仪表输出信号的信号采集步骤；
用于系统数据传输的数据通信步骤；
用于采集所述工业锅炉工况数据的仪表系统采集步骤；
所述系统软件监控步骤包括：
用于对现场仪表的数据进行采集的数据采集步骤；
用于对现场数据进行分析和处理的数据处理步骤；
用于对超限参量进行实时声光报警的报警功能步骤；
用于人机交互界面对监测参量进行实时显示更新的界面刷新步骤；
用于对监测参量进行本地存储的数据本地存储步骤；
用于对工业锅炉能效值进行计算的锅炉能效值计算步骤；
用于对所述系统软件监控模块获得的各类数据进行上传的数据上传步骤。
进一步地，所述信号采集步骤包括：
用于对电流信号进行采集的电流信号采集步骤；
用于对数字信号进行采集的数字信号采集步骤；
所述仪表系统采集步骤包括：
用于采集工业锅炉的烟气温度的烟气温度采集步骤；
用于采集工业锅炉的给水温度的给水温度采集步骤；
用于采集工业锅炉的周围环境温度的周围环境温度采集步骤；
用于采集工业锅炉的蒸汽压力的蒸汽压力采集步骤；
用于采集工业锅炉的给水流量的给水流量采集步骤；
用于采集工业锅炉的烟气流量的烟气流量采集步骤；
用于采集工业锅炉的锅炉水位的锅炉水位采集步骤；
用于采集工业锅炉的烟气中氧气含量的氧气含量采集步骤。
进一步地，所述系统数据库步骤包括：
用于提供应用软件的快速查询的数据库快速查询步骤；
用于提供工业锅炉信息及系统登录管理员信息的信息管理步骤；
用于记性数据安全和数据保密的安全保密步骤；
所述系统数据库需求分析步骤包括：
用于将工业锅炉现场数据采集步骤采集到的工业锅炉实时数据存储至能效在线监管与服务信息管理步骤的数据库的实时数据存储步骤；
用于将历史数据存储至能效在线监管与服务信息管理步骤的数据库的历史数据存储步骤；
用于将报警数据存储至能效在线监管与服务信息管理步骤的数据库的报警事件存储步骤；
用于将历史报警事件存储至能效在线监管与服务信息管理步骤的数据库的历史报警事件存储步骤。
进一步地，所述工业锅炉能效在线检测方法还包括：
用于实时显示工业锅炉参数的显示步骤；
用于工业锅炉参数报警超限值设置的限值设置步骤；
用于数据恢复正常后，自动取消报警的报警取消步骤；
用于实现系统短线和实现系统自动重连的系统重连步骤；
用于同时处理多台工业锅炉现场数据采集步骤数据传输的数据传输步骤。
本发明有益效果：
本发明提出的工业锅炉能效在线检测系统及方法能够有效实现工业锅炉的实时监测，具有工况参数的实时显示功能、工况参数的本地存储及历史数据图像显示功能、工况参数报警超限值设置功能及报警历史数据查询功能、实现声、光报警功能、数据恢复正常后能自动取消报警功能、便断线能实现系统掉线自动重连功能以及同时处理多台工业锅炉现场采集系统数据传输的功能等多种功能，实现工业锅炉的全面监控，同时，本发明所述工业锅炉能效在线检测系统及方法能够准确，有效的实时监控工业锅炉的各参数，并且极大程度上提高了工业锅炉各项参数的监控效率，减少了人力物力。
附图说明
图1为本发明所述工业锅炉能效在线检测系统的系统结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受实施例的限制。
实施例1：
一种工业锅炉能效在线检测系统，如图1所示，所述系统为实时采集工业锅炉的烟气流量、蒸汽压力、烟气温度、给水流量、空气温度、给水温度、锅炉水位、烟气含氧量，并将数据实时传输至锅炉压力容器的能效在线监管与服务信息管理模块，由能效在线监管与服务信息管理模块实现锅炉运行实时数据处理和存储，进行运行安全状况分析与评价，运行能效计算与分析评价等功能，并能将结果回传给锅炉值班室或企业相关管理终端。所采取的具体方案如下：
所述工业锅炉能效在线检测系统包括：
用于采集锅炉工况参数的工业锅炉现场数据采集模块；
用于实时数据在线接收与通信、数据实时存储与查询和实现用户登录的能效在线监管与服务信息管理模块；
所述工业锅炉现场数据采集模块包括：
用于对工业锅炉现场数据采集系统进行监控控制、信号采集控制、数据通信控制和仪表控制的系统核心处理模块；
用于实现人机交互的系统软件监控模块；
所述能效在线监管与服务信息管理模块包括：
用于将远程在线信息管理中心的数据存储于能效在线监管与服务信息管理模块的系统数据库模块；
用于对实时数据存储、历史数据存储、报警时间存储和历史报警时间存储进行数据分析的系统数据库需求分析模块。
其中，所述系统核心处理模块包括：
用于工业锅炉现场数据采集系统的数据采集、处理、存储、显示和传输的计算机工业监控模块；
所述计算机工业监控模块以计算机为主，其作为工业锅炉现场数据采集系统的数据采集、处理、存储、显示和传输的核心部件，其工作的稳定性、可靠性、应用开发的便利性和界面设计的美观性将是选型最主要的参考标准。能实现所需功能的设备有很多，除去普通计算机等外，可在复杂工业环境下用于监控的系统架构主要有plc控制系统加hmi屏、普通的工控主机加显示器。
用于采集工业锅炉仪表输出信号的信号采集模块；
本实施例中所述工业锅炉能效在线检测系统各参量的检测仪表传输的信号主要分为两类：4—20ma电流信号和485总线信号，另有用于判断锅炉运行、给水泵供水情况及信号灯报警等功能的数字量信号。
用于系统数据传输的数据通信模块；在自动化系统设计中，用于工业现场通信的总线技术种类繁多，优缺点各异。本实施例所述工业锅炉能效在线检测系统数据通信方式的选择主要考虑到通信距离较短(最远不过200米)、数据量较少、通信节点数不是很多的特点，并基于越简单越可靠的想法，直接选用了rs_485总线作为系统数据的传输路径。且系统中已有部分需要485通信的设备，这样的选择更加简化了系统的设计。系统中还选择了rs.485与rs.232通信转换模块adam.4520作为485总线与监控计算机的数据转换纽带。只需将adam.4520模块的串口通信端用公母直通串口线连接至电脑串口端，将模块的485通信端并联至485总线上，即可实现仪表系统与监控计算机的数据通信。
用于采集所述工业锅炉工况数据的仪表系统采集模块；
所述系统软件监控模块包括：
用于对现场仪表的数据进行采集的数据采集模块；
用于对现场数据进行分析和处理的数据处理模块；
用于对超限参量进行实时声光报警的报警功能模块；
用于人机交互界面对监测参量进行实时显示更新的界面刷新模块；
用于对监测参量进行本地存储的数据本地存储模块；
用于对工业锅炉能效值进行计算的锅炉能效值计算模块；
用于对所述系统软件监控模块获得的各类数据进行上传的数据上传模块。
其中，所述信号采集模块包括：
用于对电流信号进行采集的电流信号采集模块；
用于对数字信号进行采集的数字信号采集模块；
所述仪表系统采集模块包括：
用于采集工业锅炉的烟气温度的烟气温度采集模块；
用于采集工业锅炉的给水温度的给水温度采集模块；
用于采集工业锅炉的周围环境温度的周围环境温度采集模块；
用于采集工业锅炉的蒸汽压力的蒸汽压力采集模块；
用于采集工业锅炉的给水流量的给水流量采集模块；
用于采集工业锅炉的烟气流量的烟气流量采集模块；
用于采集工业锅炉的锅炉水位的锅炉水位采集模块；
用于采集工业锅炉的烟气中氧气含量的氧气含量采集模块。
其中，所述烟气温度采集模块、给水温度采集模块、周围环境温度采集模块、蒸汽压力采集模块、给水流量采集模块、烟气流量采集模块、锅炉水位采集模块和氧气含量采集模块采用如下装置：烟气温度传感器变送器、给水温度传感器变送器、周围环境温度传感器变送器、蒸汽压力传感器变送器、给水流量测量仪、烟气流量测量仪、锅炉水位传感器变送器和烟气成分检测仪。
所述系统数据库模块包括：
用于提供应用软件的快速查询的数据库快速查询模块；
用于提供工业锅炉信息及系统登录管理员信息的信息管理模块；
用于记性数据安全和数据保密的安全保密模块；
所述系统数据库需求分析模块包括：
用于将工业锅炉现场数据采集模块采集到的工业锅炉实时数据存储至能效在线监管与服务信息管理模块的数据库的实时数据存储模块；
用于将历史数据存储至能效在线监管与服务信息管理模块的数据库的历史数据存储模块；
用于将报警数据存储至能效在线监管与服务信息管理模块的数据库的报警事件存储模块；
用于将历史报警事件存储至能效在线监管与服务信息管理模块的数据库的历史报警事件存储模块。
其中，所述工业锅炉能效在线检测系统还包括：
用于实时显示工业锅炉参数的显示模块；
用于工业锅炉参数报警超限值设置的限值设置模块；
用于数据恢复正常后，自动取消报警的报警取消模块；
用于实现系统短线和实现系统自动重连的系统重连模块；
用于同时处理多台工业锅炉现场数据采集模块数据传输的数据传输模块。
实施例2
一种工业锅炉能效在线检测方法，所采取的技术方案如下：所述工业锅炉能效在线检测方法包括：
用于采集锅炉工况参数的工业锅炉现场数据采集步骤；
用于实时数据在线接收与通信、数据实时存储与查询和实现用户登录的能效在线监管与服务信息管理步骤；
所述工业锅炉现场数据采集步骤包括：
用于对工业锅炉现场数据采集系统进行监控控制、信号采集控制、数据通信控制和仪表控制的系统核心处理步骤；
用于实现人机交互的系统软件监控步骤；
所述能效在线监管与服务信息管理步骤包括：
用于将远程在线信息管理中心的数据存储于能效在线监管与服务信息管理步骤的系统数据库步骤；
用于对实时数据存储、历史数据存储、报警时间存储和历史报警时间存储进行数据分析的系统数据库需求分析步骤。
其中，所述系统核心处理步骤包括：
用于工业锅炉现场数据采集系统的数据采集、处理、存储、显示和传输的计算机工业监控步骤；
用于采集工业锅炉仪表输出信号的信号采集步骤；
用于系统数据传输的数据通信步骤；
用于采集所述工业锅炉工况数据的仪表系统采集步骤；
所述系统软件监控步骤包括：
用于对现场仪表的数据进行采集的数据采集步骤；
用于对现场数据进行分析和处理的数据处理步骤；
用于对超限参量进行实时声光报警的报警功能步骤；
用于人机交互界面对监测参量进行实时显示更新的界面刷新步骤；
用于对监测参量进行本地存储的数据本地存储步骤；
用于对工业锅炉能效值进行计算的锅炉能效值计算步骤；
用于对所述系统软件监控模块获得的各类数据进行上传的数据上传步骤。
所述信号采集步骤包括：
用于对电流信号进行采集的电流信号采集步骤；
用于对数字信号进行采集的数字信号采集步骤；
所述仪表系统采集步骤包括：
用于采集工业锅炉的烟气温度的烟气温度采集步骤；
用于采集工业锅炉的给水温度的给水温度采集步骤；
用于采集工业锅炉的周围环境温度的周围环境温度采集步骤；
用于采集工业锅炉的蒸汽压力的蒸汽压力采集步骤；
用于采集工业锅炉的给水流量的给水流量采集步骤；
用于采集工业锅炉的烟气流量的烟气流量采集步骤；
用于采集工业锅炉的锅炉水位的锅炉水位采集步骤；
用于采集工业锅炉的烟气中氧气含量的氧气含量采集步骤。
所述系统数据库步骤包括：
用于提供应用软件的快速查询的数据库快速查询步骤；
用于提供工业锅炉信息及系统登录管理员信息的信息管理步骤；
用于记性数据安全和数据保密的安全保密步骤；
所述系统数据库需求分析步骤包括：
用于将工业锅炉现场数据采集步骤采集到的工业锅炉实时数据存储至能效在线监管与服务信息管理步骤的数据库的实时数据存储步骤；
用于将历史数据存储至能效在线监管与服务信息管理步骤的数据库的历史数据存储步骤；
用于将报警数据存储至能效在线监管与服务信息管理步骤的数据库的报警事件存储步骤；
用于将历史报警事件存储至能效在线监管与服务信息管理步骤的数据库的历史报警事件存储步骤。
所述工业锅炉能效在线检测方法还包括：
用于实时显示工业锅炉参数的显示步骤；
用于工业锅炉参数报警超限值设置的限值设置步骤；
用于数据恢复正常后，自动取消报警的报警取消步骤；
用于实现系统短线和实现系统自动重连的系统重连步骤；
用于同时处理多台工业锅炉现场数据采集步骤数据传输的数据传输步骤。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。