基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的高爐數(shù)字化溫度系統(tǒng)

2.2.1 ST-W溫度傳感器 該測(cè)溫傳感器精度高，抗干擾能力強(qiáng)，在低溫測(cè)量系統(tǒng)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(gè)溫度傳感器對(duì)應(yīng)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(tǒng)管理計(jì)算的紐帶。它采用Lonworks技術(shù)，保證了系統(tǒng)的高速信息交換和數(shù)據(jù)采集。測(cè)溫傳感器通過總線端子盒連接到溫度采集器，電纜長(zhǎng)度可達(dá)200m，每個(gè)溫度采集器可連接20個(gè)測(cè)溫傳感器。

3 上位軟件設(shè)計(jì)
　　高爐測(cè)溫軟件通過計(jì)算機(jī)的串行接口，與現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行通訊，獲得數(shù)據(jù)或發(fā)送控制命令。本軟件采用先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，對(duì)本地的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。前臺(tái)運(yùn)行用戶界面，后臺(tái)運(yùn)行數(shù)據(jù)的處理。

3.1 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫
　　系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置運(yùn)行后，在數(shù)據(jù)庫中會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生以下數(shù)據(jù)表：傳感器參數(shù)表、傳感器數(shù)據(jù)表、冷卻壁參數(shù)表、冷卻壁組參數(shù)表、冷卻壁部位參數(shù)表、冷卻壁水報(bào)警參數(shù)表、冷卻水報(bào)警數(shù)據(jù)表、流量數(shù)據(jù)表、爐壁參數(shù)表、爐壁報(bào)警參數(shù)表、爐壁報(bào)警數(shù)據(jù)表、爐壁數(shù)據(jù)主表、爐壁數(shù)據(jù)從表、爐壁組參數(shù)表、爐壁部位參數(shù)表、熱流強(qiáng)度數(shù)據(jù)主表、熱流強(qiáng)度數(shù)據(jù)從表等。
　　系統(tǒng)將檢測(cè)的實(shí)時(shí)值根據(jù)設(shè)定的時(shí)間存入數(shù)據(jù)庫，并在隨后的溫度曲線以及一系列的應(yīng)用中調(diào)用數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)實(shí)際情況設(shè)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的時(shí)間，也可根據(jù)需要調(diào)整存儲(chǔ)時(shí)間。

3.2 用戶界面
3.2.1 系統(tǒng)初始化 在數(shù)據(jù)庫設(shè)置完畢后，須對(duì)系統(tǒng)的硬件參數(shù)進(jìn)行預(yù)置。首先完成的是通訊接口的選擇。在完成硬件系統(tǒng)的初始化后，進(jìn)行高爐信息的初始化，并完成諸如爐號(hào)、將要測(cè)量的冷卻水物理參數(shù)、冷卻水熱容值、所測(cè)量爐壁的物理層數(shù)以及溫度檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量和分布情況。

3.2.2 系統(tǒng)主界面 程序的主界面主要包括6個(gè)方面：系統(tǒng)設(shè)置、溫度檢測(cè)、報(bào)警功能、歷史曲線、熱流強(qiáng)度剖面顯示、流量控制。
　　(1)系統(tǒng)設(shè)置：為系統(tǒng)總體設(shè)置，包括對(duì)控制器以及探頭的設(shè)置或是對(duì)數(shù)據(jù)庫的設(shè)置。
　　(2)溫度檢測(cè)：是對(duì)設(shè)定的溫度點(diǎn)的顯示界面，有入水溫度、出水溫度、溫差以及熱流強(qiáng)度等。當(dāng)顯示溫度點(diǎn)較多時(shí)可進(jìn)行頁面的切換。
　　(3)報(bào)警功能：是對(duì)溫度點(diǎn)的報(bào)警設(shè)置以及對(duì)于報(bào)警的查詢。包括冷卻水報(bào)警和爐壁高溫報(bào)警。其中報(bào)警可分為高高報(bào)警、高低報(bào)警、低高報(bào)警、低低報(bào)警四種類型。當(dāng)有溫度報(bào)警時(shí)，在冷卻水界面的顏色將有所改變并能使界面不停地閃動(dòng)，并在界面下方有提示。若溫差超過設(shè)定的溫差界限并持續(xù)的時(shí)間超過設(shè)置，就可在數(shù)據(jù)庫中形成一條記錄，并可進(jìn)行查詢。
　　(4)歷史曲線：對(duì)歷史曲線的查詢顯示。包括溫度曲線、溫差曲線以及熱流強(qiáng)度曲線?？梢愿鶕?jù)需要選擇想觀察的曲線?？刹榭慈我庖惶旎蚴斓挠涗浨€。兩者之差僅是記錄密度的差異。
　　(5)熱流強(qiáng)度剖面顯示：對(duì)于一個(gè)部位（如爐腹，或是第三層）所有熱流強(qiáng)度的圖形顯示?？筛鶕?jù)硬件以及軟件設(shè)置的一個(gè)層面顯示各個(gè)時(shí)段的熱流強(qiáng)度分布。既可按層面顯示，也可按時(shí)間段顯示。
　　(6)流量控制：輸入對(duì)應(yīng)冷卻壁的流量值與相對(duì)應(yīng)的熱容及面積。應(yīng)用下式計(jì)算：
　　 Q熱=Cp.Q水.△T/A （1）
式中 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(gè)測(cè)點(diǎn)的冷卻壁的水溫差；
A——高爐每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的冷卻壁的面積。
　　計(jì)算后，將熱流強(qiáng)度顯示在冷卻壁的溫度顯示界面上。

4 結(jié) 語
　　高爐數(shù)字化溫度系統(tǒng)已成功應(yīng)用于萊鋼煉鐵廠的1#、2#750m3高爐生產(chǎn)中。由于采用全數(shù)字化的通訊方式，系統(tǒng)不再需要各種A/D、D/A轉(zhuǎn)換部件，系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化。連接電纜從一對(duì)一的多條電纜減為僅僅一條總線，安裝費(fèi)用低。而且測(cè)溫傳感器的狀態(tài)能夠快速傳至計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了在線診斷，大大降低了維護(hù)費(fèi)用。