基于現場總線技術的高爐數字化溫度系統

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。它采用Lonworks技術，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 （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。