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

2.2.1 ST-W溫度傳感器 該測溫傳感器精度高，抗干擾能力強(qiáng)，在低溫測量系統(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個溫度傳感器對應(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(dá)200m，每個溫度采集器可連接20個測溫傳感器。

3 上位軟件設(shè)計
　　高爐測溫軟件通過計算機(jī)的串行接口，與現(xiàn)場的數(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)，對本地的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理。前臺運(yùn)行用戶界面，后臺運(yùn)行數(shù)據(jù)的處理。

3.1 后臺數(shù)據(jù)庫
　　系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置運(yùn)行后，在數(shù)據(jù)庫中會自動產(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、冷卻壁水報警參數(shù)表、冷卻水報警數(shù)據(jù)表、流量數(shù)據(jù)表、爐壁參數(shù)表、爐壁報警參數(shù)表、爐壁報警數(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)將檢測的實時值根據(jù)設(shè)定的時間存入數(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)庫中存儲的數(shù)據(jù)?？筛鶕?jù)實際情況設(shè)定數(shù)據(jù)存儲的時間，也可根據(jù)需要調(diào)整存儲時間。

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、將要測量的冷卻水物理參數(shù)、冷卻水熱容值、所測量爐壁的物理層數(shù)以及溫度檢測點的數(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個方面：系統(tǒng)設(shè)置、溫度檢測、報警功能、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，包括對控制器以及探頭的設(shè)置或是對數(shù)據(jù)庫的設(shè)置。
　　(2)溫度檢測：是對設(shè)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(qiáng)度等。當(dāng)顯示溫度點較多時可進(jìn)行頁面的切換。
　　(3)報警功能：是對溫度點的報警設(shè)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(dāng)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(shè)定的溫差界限并持續(xù)的時間超過設(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。可以根據(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：對于一個部位（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)置的一個層面顯示各個時段的熱流強(qiáng)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(yīng)冷卻壁的流量值與相對應(yīng)的熱容及面積。應(yīng)用下式計算：
　　 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(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(fèi)用低。而且測溫傳感器的狀態(tài)能夠快速傳至計算機(jī)上，實現(xiàn)了在線診斷，大大降低了維護(hù)費(fèi)用。