0 导言
随全球经济一体化，处理环境保护问题及企业经过ISO14001认证已成为企业进入国际商场的“门票”，国家现已开端对各企业的环境问题加大了监督力度。
并且因为商场的竞赛，更要求企业完成进程自动化，进步出产功率。2007年的两会就着重动力节省和环境保护问题，要求企业完成又好又快的发展战略[1]。
CEMS(Continuous Emissions Monitoring System，烟气排放接连检测体系)是国际上比较闻名和老练的环境检测体系，在工业出产中起着非常重要的效果。
它不仅仅能作为环境目标检测仪器，更重要的是能为完成最优化出产、进步出产功率供给有用的协助。
CEMS作为实时检测体系就有必要坚持检测的同步性，本文介绍了在回转窑出产中运用变频器完成的CEMS检测的实时性，并将变频器成功集成到咱们的产品中。
1 CEMS原理与运转
CEMS 体系首要对回转窑的烟气成分和浊度进行检测，当然有些还包含了烟气流速、压力与温度等。
下面将针对回转窑出产介绍CEMS原理与运转。
1.1 CEMS的原理
CEMS 一般要对烟气的组分、浊度、温度和压力进行检测。各检测都是一个根本独立的子体系，对各自的数据进行采样后，以4～20 mA的工业规范信号一同传输到主控室，再进行显现和数据处理。检测的根本原理如下。
1)烟气组分检测要对烟气的组分，如CO、CO2、O2等气体含量检测，首要有必要取样，因为烟气取样环境相对比较恶劣，常需求有针对性的取样探头。得到初样后，还要对样气进行预处理，除掉样气中的水分和粉尘，这两者对后边的传感器检测都有很大的影响。经过预处理得到简直无水无尘的样气后才能用相对应的传感器进行检测。对CO、CO2(CO的红外吸收峰在4.5μm邻近，而CO2在4.3μm邻近)常运用光学法进行检测，依据郎伯-比耳定理[2]
2)烟气的浊度检测原理一般也是选用光学法，不过实践规划比烟气组分的光学法检测较简略，上面的光学法检测首要是检测光被吸收的量，而浊度仪的光学检测首要是检测光的散射，对光源就没有烟气组分检测要求的那么高。咱们规划的是双光程的浊度仪。
3)烟气的温度压力检测这种检测比较老练，也比较简略，一般是运用热电耦对温度进行检测，依据温度的改变而引起热电耦电阻的相应改变来检测温度的巨细。而烟气压力的检测现在常用的办法是运用皮保管来检测或许直接运用压力传感器进行检测。
1.2 CEMS的运转
CEMS体系中浊度仪和温度压力检测子体系运转和操作比较简略，下面首要介绍烟气组分检测的运转进程。CEMS的体系结构图如图1所示。
图1中，烟气经过4号元件(烟气采样头)进行粗过滤，首要意图是除掉烟气中的很多尘埃，防止阻塞取样管道，然后再进入5号元件(剖析柜)，在剖析柜中要经过二次预处理进程，为传感器查看除掉尘埃和水分。最后由传感器模块得到各气体组分溶度，并以4～20 mA的工业规范信号与浊度、温度、压力信号一同传送到主控室电脑上。
烟气取样的动力来历是剖析柜前的风机，风机除了具有抽烟气的效果，更重要的效果是确保CEMS的实时性，经过变频器的调速效果使取样速率和烟气的流速根本坚持同步。
2 变频器在其间的效果
变频器在该CEMS中的效果能够分红两点。
1)操控风机经过变频器的开关效果能够很好地操控风机的启停，一起还能够督查风机的根本运转状况。假如风机呈现毛病或阻塞，则变频器的电压输出会呈现过载报警，为体系维护供给很好的监护效果。
2)完成CEMS的同步实时性依据烟道的烟气流速来操控变频器的输出，然后操控风机的转速，确保采样的同步性。
3 变频器运用规划
依据商场调查，选用了康沃CVF-S1-2S0007B型变频器。要运用变频器对风机进行操控，首要要清晰，风机的操控源是烟气的流速，咱们装置的CEMS体系是为回转窑规划的，回转窑烟气的流速是经过尾风风门操控的，而尾风风门的巨细是由操控电机操控，经过读取尾风风门操控电机的0～10 V或4～20 mA的操控信号就能够得到与烟气流速一一对应的信号。运用A/D改换得到流速信号，再在单片机内部进行必定的软件算法补偿，接着经过RS485通讯操控变频器调频输出，这就到达风机的取样与烟气流速的同步性。
下面介绍怎么运用RS485通讯操控变频器。
在CVF-S1系列变频器中供给了RS485 通讯接口，用户可经过PC/PLC完成会集监控(设定变频器的作业参数和读取变频器的作业状况)，以习惯特定的运用要求。该变频器通讯协议是一种串行的主从通讯协议，网络中只要一个设备(主机)能够树立协议(称为“查询/指令”)。其它设备(从机)只能经过供给数据呼应主机的查询/指令，或依据主机的指令/查询做出相应的动作。主机在此处指个人计算机(PC)、工控机或可编程操控器(PLC)等，从机指变频器。主机既能对某个从机独自拜访，又能对一切的从机发布播送信息。关于独自拜访的主机查询/指令，从机都要回来一个信息(称为呼应);关于主机宣布的播送信息，从机无须反应呼应给主机[3]。和RS485通讯有关的参数有b-1、b-2、H-65~H-70，对其都要进行相应的设置。
变频器的通讯办法包含：
1)选用主机“轮询”，从机“应对”点对点通讯;
2)运用变频器键盘设置变频器串行接口通讯参数，包含本机地址、波特率、数据格式，经过主机设置与变频器相同的波特率及数据格式;
3)数据通讯的报文共11个字节，包含帧头、用户数据、帧尾三部分;
(1)帧头包含开始字节、从机地址;
(2)帧尾包含校验数据(即校验和);
(3)用户数据包含参数数据和进程数据。其间参数数据包含编码操作指令/呼应、编码地址、编码设定/实践值。进程数据包含主机操控指令/从机呼应、主机运转设定/从机运转实践值。
主机(MCU)发给从机的报文的结构如表1所列。
而从机(变频器)对主机的呼应报文的结构如表2所列。
变频器的RS485通讯是由MCU操控输出的，所以MCU要给出以RS485通讯电平为准的信号。对此单片机与变频器之间的接口办法运用了专用的RS485芯片MAX485作为电平转化，MAX485芯片的衔接电路图如图2所示。
依据上面的各种设置办法和硬件电路结合，有下面几种在程序中的主从机报文。
1)将1号变频器的数字频率设定为27.00 Hz。
主机发送帧：
5A 01 03 03(8C0A)(00 00)(00 00)F7
从机呼应帧：
5A 01 01 03(8C0A)(01 00)(00 00)F6
从机呼应标明使命正确完成
2)操控1号变频器按10.30 Hz的频率正转。
主机发送帧：
5A 01 00 00 00 00(12 00)(06 04)77
从机呼应帧：
5A 01 00 00 00 00(11 00)(06 04)76
从机呼应标明使命正确完成
5A 01 00 00 00 00(09 00)(01 00)65
从机呼应标明加快运转中发生过流经过硬件和相应的软件程序就能够完成对变频的操控，然后操控风机的取样速率，完成CEMS 的实时性。
4 结语
本文介绍了变频器在CEMS体系的风机操控和体系实时性操控中的效果，运用变频器和相应的操控电路结合能够有用地操控检测仪器检测进程。变频器的运用不仅仅是在回转窑的CEMS检测中，在各种环境检测中其都有很好的运用。
