北京信兆科技有限公司

.
您现在的位置:
首页
>
>
>
基于现场总线技术的高炉数字化温度系统

基于现场总线技术的高炉数字化温度系统

  • 分类:行业新闻
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2019-10-12
  • 访问量:10

【概要描述】现场总线技术是在20世纪80年代中期发展起来的一种先进的现场工业控制技术,是集计算机、数字通讯、大规模集成电路及智能传感器于一身的新兴控制技术。它突破了传统“一对一”式的模拟信号或数字—模拟信号测量与控制的局限性,形成工厂底层网络,完成现场自动化设备之间的双向数字通讯与信息交换。其中,就是一种具有较强实力的现场总线技术。我国的许多钢铁企业,对高炉炉墙温度的测量与记录基本上还采用手工方式,劳动强度大

基于现场总线技术的高炉数字化温度系统

【概要描述】现场总线技术是在20世纪80年代中期发展起来的一种先进的现场工业控制技术,是集计算机、数字通讯、大规模集成电路及智能传感器于一身的新兴控制技术。它突破了传统“一对一”式的模拟信号或数字—模拟信号测量与控制的局限性,形成工厂底层网络,完成现场自动化设备之间的双向数字通讯与信息交换。其中,就是一种具有较强实力的现场总线技术。我国的许多钢铁企业,对高炉炉墙温度的测量与记录基本上还采用手工方式,劳动强度大

  • 分类:行业新闻
  • 作者:
  • 来源:
  • 发布时间:2019-10-12
  • 访问量:10
详情

现场总线技术是在20世纪80年代中期发展起来的一种先进的现场工业控制技术,是集计算机、数字通讯、大规模集成电路及智能传感器于一身的新兴控制技术。它突破了传统“一对一”式的模拟信号或数字—模拟信号测量与控制的局限性,形成工厂底层网络,完成现场自动化设备之间的双向数字通讯与信息交换。其中,就是一种具有较强实力的现场总线技术。我国的许多钢铁企业,对高炉炉墙温度的测量与记录基本上还采用手工方式,劳动强度大,且极易产生测量误差,这种情况一直困扰着高炉炉墙的实时维护。而基于现场总线技术的高炉数字化温度系统解决了这一问题。

 

1 炉体结构的特点

1.1 高炉炉体结构简介
  高炉炉体结构主要由高炉内衬,冷却设备,风、铁、渣口,平台接基础,高炉自动化检测装置组成。一代高炉寿命主要取决于炉墙的状况。随着高炉冶炼的强化、炉顶压力的提高和低硅冶炼,维护炉墙的重要性和迫切性日益突出。冷却壁是与炉墙直接接触的冷却部件,其水温差即热流强度可直接反映炉墙的状况,据此可直接监视炉墙的情况。对于高炉冷却系统数据的记录及曲线显得尤为重要。

1.2 现场总线特点
  (1)模型的全部七层协议和面向对象的设计方法,通过网络变量把网络系统通信设计简化为参数设置,通信速率从300bps至1.5Mbps不等。
  (2)支持多种通信介质,并开发了相应的本质安全防爆产品。
  (3)3个8位CPU分工合作,共同完成系统功能。
  (4)开发商运用技术和神经元芯片,开发自己的产品,因此,已被广泛用于工业控制等行业。

另外,在开发智能传感器方面,神经元芯片也具有独特的优势。

 

2 数字化温度系统的组成

2.1 系统功能
  高炉冷却水温度数字化系统利用先进的计算机技术、电子技术、现场总线技术、温度传感器技术,可实现在线实时检测和监控高炉冷却壁进出水温度,并在CRT画面上显示测量结果和温度历史数据,根据现场情况实施报警。
  系统的应用结果对高炉炉墙的实时维护具有重要作用,通过历史数据能够准确反映炉墙的实时温度变化,摈弃传统的手工测量。还能通过测量结果根据炉墙状况实时调整冷却水消耗,降低生产成本。更重要的是通过高炉冷却壁的水温检测及热流量计算,指导高炉生产操作。

2.2 系统配置
  采用现场总线技术,系统中的测温传感器采用进口的数字温度测量传感器,不但精度高,并且系统布线简单方便,抗干扰能力强、易扩展。上位机采用工控组态软件,系统画面美观实用,测量数据自动存入数据库,同时可以生成各种数据报表、温度变化曲线,并可实现打印输出,也可以对各种历史数据和曲线进行查询。

2.2.1  ST-W温度传感器  该测温传感器精度高,抗干扰能力强,在低温测量系统中用量大,耐水,耐腐蚀。

2.2.2  ST-X分支连接器  ST-X分支连接器采用铸铝密封制造,耐腐蚀。最多可以与7个温度传感器对应连接,有一路输出端子。

2.2.3  温度采集器  温度采集器是连接传感器和系统管理计算的纽带。它保证了系统的高速信息交换和数据采集。测温传感器通过总线端子盒连接到温度采集器,电缆长度可达200m,每个温度采集器可连接20个测温传感器。

 

3 上位软件设计
  高炉测温软件通过计算机的串行接口,与现场的数据采集系统进行通讯,获得数据或发送控制命令。本软件采用先进的数据库访问技术,对本地的数据库进行管理。前台运行用户界面,后台运行数据的处理。

3.1 后台数据库
  系统经设置运行后,在数据库中会自动产生以下数据表:传感器参数表、传感器数据表、冷却壁参数表、冷却壁组参数表、冷却壁部位参数表、冷却壁水报警参数表、冷却水报警数据表、流量数据表、炉壁参数表、炉壁报警参数表、炉壁报警数据表、炉壁数据主表、炉壁数据从表、炉壁组参数表、炉壁部位参数表、热流强度数据主表、热流强度数据从表等。
  系统将检测的实时值根据设定的时间存入数据库,并在随后的温度曲线以及一系列的应用中调用数据库中存储的数据。可根据实际情况设定数据存储的时间,也可根据需要调整存储时间。 

3.2 用户界面
3.2.1   系统初始化  在数据库设置完毕后,须对系统的硬件参数进行预置。首先完成的是通讯接口的选择。在完成硬件系统的初始化后,进行高炉信息的初始化,并完成诸如炉号、将要测量的冷却水物理参数、冷却水热容值、所测量炉壁的物理层数以及温度检测点的数量和分布情况。
3.2.2   系统主界面  程序的主界面主要包括6个方面:系统设置、温度检测、报警功能、历史曲线、热流强度剖面显示、流量控制。
  (1)系统设置:为系统总体设置,包括对控制器以及探头的设置或是对数据库的设置。
  (2)温度检测:是对设定的温度点的显示界面,有入水温度、出水温度、温差以及热流强度等。当显示温度点较多时可进行页面的切换。
  (3)报警功能:是对温度点的报警设置以及对于报警的查询。包括冷却水报警和炉壁高温报警。其中报警可分为高高报警、高低报警、低高报警、低低报警四种类型。当有温度报警时,在冷却水界面的颜色将有所改变并能使界面不停地闪动,并在界面下方有提示。若温差超过设定的温差界限并持续的时间超过设置,就可在数据库中形成一条记录,并可进行查询。
  (4)历史曲线:对历史曲线的查询显示。包括温度曲线、温差曲线以及热流强度曲线。可以根据需要选择想观察的曲线。可查看任意一天或十天的记录曲线。两者之差仅是记录密度的差异。
  (5)热流强度剖面显示:对于一个部位(如炉腹,或是第三层)所有热流强度的图形显示。可根据硬件以及软件设置的一个层面显示各个时段的热流强度分布。既可按层面显示,也可按时间段显示。
  (6)流量控制:输入对应冷却壁的流量值与相对应的热容及面积。应用下式计算:
  Q热=Cp.Q水.△T/A                

Q热——高炉每块冷却壁热流量;
    Cp——冷却壁热容;
  Q水——高炉每块冷却壁的水流量;

△T——高炉每个测点的冷却壁的水温差;

A——高炉每个测温点的冷却壁的面积。
  计算后,将热流强度显示在冷却壁的温度显示界面上。

 

4  结 语
  高炉数字化温度系统已成功应用于莱钢炼铁厂的1#、2#750m3高炉生产中。由于采用全数字化的通讯方式,系统不再需要各种A/D、D/A转换部件,系统得以简化。连接电缆从一对一的多条电缆减为仅仅一条总线,安装费用低。而且测温传感器的状态能够快速传至计算机上,实现了在线诊断,大大降低了维护费用。(本文来源:中国自动化网)

 

 

 

 

关键词:

扫二维码用手机看

地址:北京市海淀区黑泉路8号1幢康健宝盛广场D座四层

北京信兆科技有限公司

在线咨询

北京信兆科技有限公司

关注我们

北京信兆科技有限公司版权所有   网站建设:中企动力北二分  京ICP备11025685号