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        1. 北京信兆科技有限公司

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          基于現場總線技術的高爐數字化溫度系統

          基于現場總線技術的高爐數字化溫度系統

          • 分類:行業新聞
          • 作者:
          • 來源:
          • 發布時間:2019-10-12
          • 訪問量:88

          【概要描述】現場總線技術是在20世紀80年代中期發展起來的一種先進的現場工業控制技術,是集計算機、數字通訊、大規模集成電路及智能傳感器于一身的新興控制技術。它突破了傳統“一對一”式的模擬信號或數字—模擬信號測量與控制的局限性,形成工廠底層網絡,完成現場自動化設備之間的雙向數字通訊與信息交換。其中,就是一種具有較強實力的現場總線技術。我國的許多鋼鐵企業,對高爐爐墻溫度的測量與記錄基本上還采用手工方式,勞動強度大

          基于現場總線技術的高爐數字化溫度系統

          【概要描述】現場總線技術是在20世紀80年代中期發展起來的一種先進的現場工業控制技術,是集計算機、數字通訊、大規模集成電路及智能傳感器于一身的新興控制技術。它突破了傳統“一對一”式的模擬信號或數字—模擬信號測量與控制的局限性,形成工廠底層網絡,完成現場自動化設備之間的雙向數字通訊與信息交換。其中,就是一種具有較強實力的現場總線技術。我國的許多鋼鐵企業,對高爐爐墻溫度的測量與記錄基本上還采用手工方式,勞動強度大

          • 分類:行業新聞
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          詳情

          現場總線技術是在20世紀80年代中期發展起來的一種先進的現場工業控制技術,是集計算機、數字通訊、大規模集成電路及智能傳感器于一身的新興控制技術。它突破了傳統“一對一”式的模擬信號或數字—模擬信號測量與控制的局限性,形成工廠底層網絡,完成現場自動化設備之間的雙向數字通訊與信息交換。其中,就是一種具有較強實力的現場總線技術。我國的許多鋼鐵企業,對高爐爐墻溫度的測量與記錄基本上還采用手工方式,勞動強度大,且極易產生測量誤差,這種情況一直困擾著高爐爐墻的實時維護。而基于現場總線技術的高爐數字化溫度系統解決了這一問題。

           

          1 爐體結構的特點

          1.1 高爐爐體結構簡介
            高爐爐體結構主要由高爐內襯,冷卻設備,風、鐵、渣口,平臺接基礎,高爐自動化檢測裝置組成。一代高爐壽命主要取決于爐墻的狀況。隨著高爐冶煉的強化、爐頂壓力的提高和低硅冶煉,維護爐墻的重要性和迫切性日益突出。冷卻壁是與爐墻直接接觸的冷卻部件,其水溫差即熱流強度可直接反映爐墻的狀況,據此可直接監視爐墻的情況。對于高爐冷卻系統數據的記錄及曲線顯得尤為重要。

          1.2 現場總線特點
            (1)模型的全部七層協議和面向對象的設計方法,通過網絡變量把網絡系統通信設計簡化為參數設置,通信速率從300bps至1.5Mbps不等。
            (2)支持多種通信介質,并開發了相應的本質安全防爆產品。
            (3)3個8位CPU分工合作,共同完成系統功能。
            (4)開發商運用技術和神經元芯片,開發自己的產品,因此,已被廣泛用于工業控制等行業。

          另外,在開發智能傳感器方面,神經元芯片也具有獨特的優勢。

           

          2 數字化溫度系統的組成

          2.1 系統功能
            高爐冷卻水溫度數字化系統利用先進的計算機技術、電子技術、現場總線技術、溫度傳感器技術,可實現在線實時檢測和監控高爐冷卻壁進出水溫度,并在CRT畫面上顯示測量結果和溫度歷史數據,根據現場情況實施報警。
            系統的應用結果對高爐爐墻的實時維護具有重要作用,通過歷史數據能夠準確反映爐墻的實時溫度變化,擯棄傳統的手工測量。還能通過測量結果根據爐墻狀況實時調整冷卻水消耗,降低生產成本。更重要的是通過高爐冷卻壁的水溫檢測及熱流量計算,指導高爐生產操作。

          2.2 系統配置
            采用現場總線技術,系統中的測溫傳感器采用進口的數字溫度測量傳感器,不但精度高,并且系統布線簡單方便,抗干擾能力強、易擴展。上位機采用工控組態軟件,系統畫面美觀實用,測量數據自動存入數據庫,同時可以生成各種數據報表、溫度變化曲線,并可實現打印輸出,也可以對各種歷史數據和曲線進行查詢。

          2.2.1  ST-W溫度傳感器  該測溫傳感器精度高,抗干擾能力強,在低溫測量系統中用量大,耐水,耐腐蝕。

          2.2.2  ST-X分支連接器  ST-X分支連接器采用鑄鋁密封制造,耐腐蝕。最多可以與7個溫度傳感器對應連接,有一路輸出端子。

          2.2.3  溫度采集器  溫度采集器是連接傳感器和系統管理計算的紐帶。它保證了系統的高速信息交換和數據采集。測溫傳感器通過總線端子盒連接到溫度采集器,電纜長度可達200m,每個溫度采集器可連接20個測溫傳感器。

           

          3 上位軟件設計
            高爐測溫軟件通過計算機的串行接口,與現場的數據采集系統進行通訊,獲得數據或發送控制命令。本軟件采用先進的數據庫訪問技術,對本地的數據庫進行管理。前臺運行用戶界面,后臺運行數據的處理。

          3.1 后臺數據庫
            系統經設置運行后,在數據庫中會自動產生以下數據表:傳感器參數表、傳感器數據表、冷卻壁參數表、冷卻壁組參數表、冷卻壁部位參數表、冷卻壁水報警參數表、冷卻水報警數據表、流量數據表、爐壁參數表、爐壁報警參數表、爐壁報警數據表、爐壁數據主表、爐壁數據從表、爐壁組參數表、爐壁部位參數表、熱流強度數據主表、熱流強度數據從表等。
            系統將檢測的實時值根據設定的時間存入數據庫,并在隨后的溫度曲線以及一系列的應用中調用數據庫中存儲的數據。可根據實際情況設定數據存儲的時間,也可根據需要調整存儲時間。 

          3.2 用戶界面
          3.2.1   系統初始化  在數據庫設置完畢后,須對系統的硬件參數進行預置。首先完成的是通訊接口的選擇。在完成硬件系統的初始化后,進行高爐信息的初始化,并完成諸如爐號、將要測量的冷卻水物理參數、冷卻水熱容值、所測量爐壁的物理層數以及溫度檢測點的數量和分布情況。
          3.2.2   系統主界面  程序的主界面主要包括6個方面:系統設置、溫度檢測、報警功能、歷史曲線、熱流強度剖面顯示、流量控制。
            (1)系統設置:為系統總體設置,包括對控制器以及探頭的設置或是對數據庫的設置。
            (2)溫度檢測:是對設定的溫度點的顯示界面,有入水溫度、出水溫度、溫差以及熱流強度等。當顯示溫度點較多時可進行頁面的切換。
            (3)報警功能:是對溫度點的報警設置以及對于報警的查詢。包括冷卻水報警和爐壁高溫報警。其中報警可分為高高報警、高低報警、低高報警、低低報警四種類型。當有溫度報警時,在冷卻水界面的顏色將有所改變并能使界面不停地閃動,并在界面下方有提示。若溫差超過設定的溫差界限并持續的時間超過設置,就可在數據庫中形成一條記錄,并可進行查詢。
            (4)歷史曲線:對歷史曲線的查詢顯示。包括溫度曲線、溫差曲線以及熱流強度曲線。可以根據需要選擇想觀察的曲線。可查看任意一天或十天的記錄曲線。兩者之差僅是記錄密度的差異。
            (5)熱流強度剖面顯示:對于一個部位(如爐腹,或是第三層)所有熱流強度的圖形顯示。可根據硬件以及軟件設置的一個層面顯示各個時段的熱流強度分布。既可按層面顯示,也可按時間段顯示。
            (6)流量控制:輸入對應冷卻壁的流量值與相對應的熱容及面積。應用下式計算:
            Q熱=Cp.Q水.△T/A                

          Q熱——高爐每塊冷卻壁熱流量;
              Cp——冷卻壁熱容;
            Q水——高爐每塊冷卻壁的水流量;

          △T——高爐每個測點的冷卻壁的水溫差;

          A——高爐每個測溫點的冷卻壁的面積。
            計算后,將熱流強度顯示在冷卻壁的溫度顯示界面上。

           

          4  結 語
            高爐數字化溫度系統已成功應用于萊鋼煉鐵廠的1#、2#750m3高爐生產中。由于采用全數字化的通訊方式,系統不再需要各種A/D、D/A轉換部件,系統得以簡化。連接電纜從一對一的多條電纜減為僅僅一條總線,安裝費用低。而且測溫傳感器的狀態能夠快速傳至計算機上,實現了在線診斷,大大降低了維護費用。(本文來源:中國自動化網)

           

           

           

           

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