大型锅炉是工业生产中的一种重要设备,广泛应用于电力、化工、冶金等领域。锅炉运行时,对其内部燃烧状态的错误判断会引发爆炸事故,从而造成人员伤亡和设备损坏,严重危及生产安全。因此,需要通过炉膛安全监控系统(FSSS)对锅炉内燃烧状态进行全程监控,保障锅炉的安全运行。火焰检测器是FSSS的关键组成部分,它能将锅炉内燃烧状态转变成电信号输出,并进一步给出锅炉运行状态的外部指示。然而,现有的火焰检测器通常体积大、价格高且智能化较低。本论文根据火焰检测器的应用需求,提出了一套基于Modbus现场总线的火焰监控系统的解决方案,并对系统中火焰检测器的软件和硬件部分进行了详细的设计和开发。综合考虑研究所需要的条件以及市场等因素,本设计采用嵌入式单片机实现火焰检测器的数据采集和处理、按键控制、数码管显示、4～20mA的模拟电流输出和继电器控制等功能。同时,火焰检测器采用双CPU容错控制、数据平滑算法和参数掉电保护等多种抗干扰措施,提高了系统的可靠性。此外,火焰监控系统的设计采用了基于Modbus协议和RS-485接口标准的数字串行通信,通过基于Visual Basic 6.0的上位机监控界面,可实现监控主机与现场多个火焰检测器的集散式控制,完成数据的集中采集和处理,从而为现场生产决策提供可靠依据。实际应用表明,设计的总线型火焰监控系统体积小巧、价格低廉且能够通过工业现场总线实现通信和现场数据采集、处理,从而有效地提高系统的自动化程度并降低劳动强度。