一種焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統的製作方法

2023-05-03 04:57:36

專利名稱：一種焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及焦爐烘爐工藝技術領域，主要應用於對焦爐烘爐中的溫度進行檢測分析。
背景技術：
在現代焦爐烘爐工藝過程中，通常採用熱電偶、採集模塊和計算機對焦爐內部三百多個點的溫度進行檢測和處理，以提高溫度檢測準確性和連續性，這對掌握爐體變化情況，保證烘爐效果起著極其重要的作用。現有技術中的烘爐系統在實際應用中存在以下問題1.目前已有的烘爐系統穩定性較差，一旦採集模塊或計算機出現故障，就會導致烘爐溫度計算失真，焦爐溫度測量失控及烘爐數據丟失，這時烘爐煤氣供給就會出現誤差， 必然導致爐體內各區域溫度上升不均勻。2.爐體不同位置膨脹率與設計預定值不一致，破壞爐體的嚴密性，嚴重時將會導致砌體彼此拉裂，護爐部件損壞等問題。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，它具有採用冗餘工作站作為上位機，使得系統的穩定性得以提高的特點。為解決上述技術問題，本發明提供了一種焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統， 包括熱電偶、補償導線、下位機、交換機和上位機，所述熱電偶、補償導線、下位機、交換機、 上位機順序連接，其特徵在於，所述上位機包括上位機工作站和冗餘上位機工作站，所述上位機工作站、冗餘上位機工作站分別與所述交換機連接，所述上位機工作站及冗餘上位機工作站均包括資料庫、實時數據採集模塊、數據轉換模塊和數據綜合管理模塊，所述實時數據採集模塊與所述數據轉換模塊、資料庫、數據綜合管理模塊順序連接。對上述基礎方案的改進為，所述上位機還包括數據篩選模塊，所述數據綜合管理模塊包括區域溫度處理模塊、區域溫度曲線生成模塊、異常溫度點報警模塊、計算結果存儲模塊，所述數據篩選模塊連接所述資料庫，數據篩選模塊還與所述數據綜合管理模塊中的區域溫度處理模塊連接，區域溫度處理模塊還分別連接所述區域溫度曲線生成模塊、異常溫度點報警模塊、計算結果存儲模塊；實時數據採集模塊通過所述下位機的溫度採集模板獲取熱電偶採集到的溫度數據，並存儲到下位機的存儲區中；所述數據轉換模塊對存儲區中的溫度數據進行轉換運算，並將經過轉換運算的數據寫入資料庫中；所述數據篩選模塊對資料庫中的全部溫度數據按照區域進行分類，之後分別傳給區域溫度處理模塊；所述區域溫度處理模塊接收數據篩選模塊傳來的溫度數據，將異常溫度數據排除並向異常溫度點報警模塊發出報警信號，將餘下的溫度數據進行分析計算，輸出準確區域綜合溫度值生成報表，並將輸出的準確區域綜合溫度值傳送給區域溫度曲線生成模塊、計算結果存儲模塊；所述異常溫度點報警模塊接到區域溫度處理模塊發出的報警信號後報警；所述區域溫度曲線生成模塊根據區域溫度處理模塊輸出準確區域綜合溫度值生成區域溫度曲線；所述計算結果存儲模塊對區域溫度處理模塊輸出準確區域綜合溫度值進行存儲。優選的技術方案為，所述數據轉換模塊根據所述熱電偶的分度號、測量範圍和下位機溫度採集模板的型號、精度、有無冷端補償功能，設置對應的比例和補正算法，對存儲區中的溫度數據進行轉換運算，得到準確的溫度值。對上述技術方案進一步優選的為，所述數據轉換模塊中設置的對應的比例算法是通過多次測量、比對調節熱電偶所採集的信號經數據轉換模塊轉換後的溫度數據與實際溫度值之間的IOn的比例差值確定的；所述數據轉換模塊中設置的補正算法是依照下位機中的溫度採集模板是否帶冷端補償設置和多次測量、比對所述比例算法轉換之後的數據與實際溫度之間的差值來確定的。對上述技術方案進一步改進的為，所述上位機的數據綜合管理模塊還包括區域計劃溫度計算模塊，所述區域計劃溫度計算模塊與所述區域溫度處理模塊連接，區域計劃溫度計算模塊中預設有烘爐時間、火道計劃溫度和區域溫度比例參數。對上述技術方案再進一步優選的為，所述區域計劃溫度計算模塊根據預先設定的烘爐時間和火道計劃溫度，結合工藝對焦爐膨脹率的要求通過下述方式計算出計劃溫度區域計劃溫度計算模塊根據工藝人員預先設定在資料庫中的焦爐膨脹率曲線推算整個烘爐過程中管理火道每一天的計劃溫度，再根據當前時間計算最近兩天的時間，根據此時間從資料庫獲取最近兩天的管理火道計劃溫度，計算出兩點間溫度與時間關係曲線，將當前時間點帶入曲線函數，計算出當前的管理火道計劃溫度，再根據所計算區域溫度與管理火道計劃溫度的比例計算出區域計劃溫度。對上述技術方案更進一步的改進為，所述上位機的數據綜合管理模塊還包括均值溫度計算模塊，所述均值溫度計算模塊連接所述區域溫度處理模塊，均值溫度計算模塊根據溫度值分布情況、溫度點位置信息，剔除明顯偏離正常值的特殊溫度數據後，計算出區域平均溫度並發送給區域溫度處理模塊。對上述改進方案優選的為，所述均值溫度計算模塊計算出區域平均溫度的方法為首先計算該區域所有溫度數據幾何平均值，將該值作為標準，找到與幾何平均值偏差較大的特殊溫度，從而剔除特殊溫度，再對排除了特殊溫度的數據求算術平均值，即為區域平均溫度。對上述技術方案再進一步改進的為，所述區域溫度處理模塊預設有溫度報警參數，所述溫度報警參數是根據所述熱電偶在不同溫度段測量誤差不同，確定不同溫度段溫度值偏離正常值的範圍，作為報警臨界點，使用該範圍作為當前溫度下的報警參數。
更加優選的技術方案為，所述區域溫度處理模塊接收到區域計劃溫度計算模塊計算出的區域計劃溫度參數、均值溫度計算模塊計算出的區域均值溫度，以及溫度報警參數時，通過下述方法進行處理區域溫度處理模塊將區域均值溫度作為標準值，剔除與該值偏差較大的溫度數據，使用剔除值周圍的數據的平均值替代剔除值，重新計算區域所有溫度數據的算術平均值，作為區域綜合溫度。再將該區域綜合溫度與計劃溫度比較，如果偏差太大，則輸出區域綜合溫度值報警；如果偏差在一定範圍內則不輸出區域綜合溫度值報警。然後使用溫度報警參數逐一篩查溫度數據，對超過報警範圍的數值按照報警級別進行報警。本發明的有益效果在於1.為解決已有烘爐系統存在溫度數據採集穩定性差的問題，本發明採用冗餘工作站作為上位機，兩臺工作站各自獨立運作，都具備溫度數據傳輸、存儲、計算、分析、顯示、報警的功能，兩工作站中任何一個工作站發生故障，另外一個工作站仍可以保障系統正常運行，留出時間來處理故障，同時保障溫度數據的連續、準確採集。2.本系統在上位機中設置有數據轉換模塊，通過數據轉換模塊依據測溫所採用的熱電偶的特點、輸入模板的型號及特點，設置對應的比例和補正算法，對存儲的溫度數據進行轉換運算，從而獲得準確的溫度值。能夠很好的排除幹擾和誤差，提高系統穩定性和數據準確性。3.上位機中的區域溫度處理模塊接收三組輸入參數區域計劃溫度、溫度報警參數、區域均值溫度。其中，溫度報警參數的設置能夠有效降低誤報警、錯報警的機率；區域計劃溫度是指導烘爐的關鍵因素，該區域計劃溫度是根據預先設定的烘爐時間和管理火道計劃溫度的關係，結合工藝對焦爐膨脹率的要求計算獲得，在區域溫度處理模塊對溫度進行處理時參考該參數能夠改善區域計劃溫度的準確性，使焦爐升溫曲線更趨於工藝要求；區域均值溫度能夠使區域溫度處理模塊計算出的溫度結果更接近該區域實際溫度，更能反映焦爐內部狀況。4.本發明通過對實時採集到的數據進行數據轉換、在對溫度進行分析、處理的過程中增設區域計劃溫度、區域均值溫度、溫度報警參數，使得溫度處理的整個過程得到控制，進一步增強了系統的穩定性和數據的準確性。5.現有技術中存在的爐體不同位置膨脹率偏離了設計值，主要是由於烘爐過程中不同位置煤氣供給不均勻造成的，因此解決爐體不同位置膨脹率偏離設計值問題，就要提高烘爐溫度測量和計算穩定性和準確性。本系統採用冗餘工作站作為上位機，各個上位機不僅在硬體結構上對等，實現冗餘，在數據分析、數據存儲上也都實現冗餘，提高系統穩定性，改進計算方法，增強綜合溫度計算準確度來解決該問題。本發明能夠提高焦爐烘爐過程溫度檢測分析系統的穩定性和數據分析能力，降低烘爐工藝維護量、管理成本和設備故障率，提高焦爐烘爐質量，實現焦爐烘爐多點溫度全自動檢測分析的功能。本系統可以有效保障爐體實際溫度與計劃溫度曲線基本吻合，控制焦爐砌體日膨脹率在正常範圍以內，保障烘爐工藝順利實施，提高焦爐爐體質量。


圖1為本發明實施例的結構示意圖。
圖2為本發明實施例的原理框圖。圖3為本發明實施例對溫度進行處理的流程圖。其中，1-熱電偶，2-補償導線，3-下位機中的溫度採集模板，4-PLC遠程櫃，5-PLC 主控櫃，6-PLC主機架，7-工業交換機，8-工作站。
具體實施例方式為進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統的具體實施方式
、結構、特徵及其功效進行詳細說明。如圖1所示的本發明實施例的結構示意圖，本發明結合自動化領域、通訊領域、計算機領域最新技術，採用熱電偶1、補償導線2、下位機、交換機7、上位機8連接組成。焦爐內部300多個點的溫度由熱電偶1、補償導線2及下位機的溫度採集模板3轉換成電信號， 傳入下位機進行處理，再通過下位機上的通信模塊和交換機7將數據傳送給上位機8，在上位機8中進行數據存儲、計算、分析、顯示、報警等任務。本發明三百多個熱電偶1的安裝是在焦爐頂部和底部，安裝方法是將熱電偶1插入焦爐頂、底部預留孔位的熱電偶安裝基座中並固定。本實施例中選用西門子PLC作為下位機。六個PLC遠程櫃4安裝在焦爐二樓室外平臺上，PLC遠程櫃4中包含電源、通信模板、 溫度採集模板3。溫度補償導線2連接熱電偶1和六個PLC遠程櫃4中的溫度採集模板3。 PLC主控櫃5和兩臺工作站8安在裝煤塔中的烘爐控制室內。PLC主控櫃5中包含PLC主機架6和工業交換機7。六個PLC遠程櫃4和PLC主控櫃5之間通過DP網連接。PLC主機架6通過通信模塊與交換機7實現乙太網連接，兩臺工作站8通過乙太網與PLC主控櫃5 中的交換機7相連。PLC程序為乂印7程序，駐留在PLC主控櫃5的CPU中，用以處理熱電偶1採集的溫度信號。資料庫、WinCC程序、數據綜合處理模塊駐留在工作站8中。WinCC程序與PLC通訊，獲取溫度數據；數據綜合處理模塊包括區域溫度處理模塊、區域溫度曲線生成模塊、 異常溫度點報警模塊、計算結果存儲模塊，用以將溫度數據進行存儲、計算、分析、顯示等操作。優選的，數據綜合處理模塊還包括區域計劃溫度計算模塊、溫度報警參數、均值溫度計算模塊。本實施例中，上位機對獲取的溫度數據進行分析、處理的過程如下第一步數據轉換。實時數據採集模塊接收下位機PLC輸入模塊3採集的350餘個溫度數據，並在CPU 存儲區內存儲。再由數據轉換模塊依據測溫所採用的熱電偶1的分度號、測量範圍，和溫度採集模板3的型號、精度、有無冷端補償功能的特點，設計對應的比例和補正算法，對存儲的溫度數據進行轉換運算，得到準確的溫度值。處理後的數據再由該模塊寫入SQL Server 資料庫。在西門子CPU中，結合溫度採集模板3，採用St印7設計算法，對數據進行處理，可以很好地排除幹擾和誤差，極大提高系統穩定性和數據準確性。其中，比例算法是調節熱電偶所採集的信號，經模板轉換後的溫度數據與實際溫度值之間的IOn的比例差值，該值是在多次測量、比對兩者之間規律之後確定的，並使用 Step 7代碼編制代碼實現。
補正算法的目的主要是進行熱電偶冷端補償，減少環境溫度的誤差。由於溫度輸入模板有帶冷端補償和不帶冷端補償之分，因此必須進行補正。它的確定是依照模板是否帶冷端補償設置和多次測量、比對比例算法轉換之後的數據與實際溫度之間的差值來確定的，並使用乂印7代碼編制代碼實現。第二步數據自動篩選。數據篩選模塊完成各區域溫度及相關數據的分類，為下一步區域溫度數據處理做準備。本模塊是通過在資料庫中使用觸發器和計劃任務來實現的。數據寫入動作會觸發並啟動資料庫中的數據篩選模塊，對全部溫度數據按照區域進行自動分類，然後分別傳入區域溫度處理模塊。本功能在SQL krver資料庫內部實現，不需要使用其他應用軟體從資料庫中讀取大量數據後再處理，系統運行效率提高。第三步區域溫度處理。區域溫度處理模塊主要完成各區域溫度的綜合計算，需要考慮溫度分布點在區域中的位置、所處區域和計劃溫度，排除異常溫度數據，經過分析計算後，輸出準確的區域綜合溫度值、報警，生成報表、完成計算結果存儲等。優選的技術方案為，該模塊還接收三組輸入參數區域計劃溫度、溫度報警參數、區域均值溫度。溫度報警參數是根據熱電偶在不同溫度段測量誤差不同，確定不同溫度段溫度值偏離正常值的範圍，作為報警臨界點，使用該範圍作為當前溫度下的報警參數，它是不停變化的，增加溫度報警參數可以提高報警的準確度，減少誤報錯報。區域計劃溫度是根據預先設定的時間和計劃溫度的關係，結合工藝對焦爐膨脹率的要求而計算得到的。區域計劃溫度計算模塊從焦爐膨脹率曲線(焦爐膨脹率曲線由工藝人員預先設定，存儲於資料庫中)推算整個烘爐過程中管理火道每一天的計劃溫度，再根據當前時間計算最近兩天的時間，根據此時間從資料庫獲取最近兩天的管理火道計劃溫度，計算出兩點間溫度與時間關係曲線，將當前時間點帶入曲線函數，計算出當前的管理火道計劃溫度，再根據所計算區域溫度與管理火道計劃溫度的比例計算出區域計劃溫度。由於計劃溫度是指導烘爐的關鍵因素，因此採用此方法改善了區域計劃溫度的準確性，使焦爐升溫曲線更趨於工藝要求。區域均值溫度是由均值溫度計算模塊根據區域內所有溫度按照溫度值分布情況、 溫度點位置計算出來的。均值溫度計算模塊計算出區域平均溫度的方法為首先計算該區域所有溫度數據幾何平均值，將該值作為標準，找到與幾何平均值偏差較大的特殊溫度，從而剔除特殊溫度(指明顯偏離正常值的溫度數據，一般在熱電偶故障、線路故障等情況下出現。如偏離均值5% )，再對排除了特殊溫度的數據求算術平均值，即為區域平均溫度。採用本算法計算出的區域平均溫度，在進行區域溫度處理時有很大的幫助，使溫度計算結果更接近該區域實際溫度，更能反映焦爐內部狀況。如果沒有區域均值溫度、區域計劃溫度，區域溫度處理模塊在計算區域綜合溫度時沒有一個標準來準確排除異常溫度值。將異常值放在正常值一起計算將會使區域綜合溫度值偏離該區域的實際溫度。當採用這三個參數時，區域溫度處理模塊將區域均值溫度作為標準值，剔除與該值偏差較大的溫度數據，使用剔除值周圍的數據的平均值替代剔除值，重新計算區域所有溫度數據的算術平均值，作為區域綜合溫度。再將該區域綜合溫度與計劃溫度比較，如果偏差太大，則輸出區域綜合溫度值報警；如果偏差在一定範圍內則不輸出區域綜合溫度值報警。然後使用溫度報警參數逐一篩查溫度數據，對超過報警範圍的數值按照報警級別進行不同顏色報警。下面，以管理火道數據為例說明本發明對溫度數據進行處理的方法。焦爐烘爐某一時刻，系統採集的所有原始溫度數據如下溫度點位號列表TTO10IH_0UT,TT0103H_0UT,TT0108H__0UT,TT0115H_0UT,TT0122H_0UT,
TT0128H_0UT,TT0132H_0UT,TT0134H__0UT,TT0201H_0UT,TT0203H_0UT,
TT0208H_0UT,TT0215H_0UT,TT0222H__0UT,TT0228H_0UT,TT0232H_0UT,
TT0234H_0UT,TT0308H_0UT,TT0328H__0UT,TT0408H_0UT,TT0428H_0UT,
TT0508H_0UT,TT0528H_0UT,TT0601H__0UT,TT0603H_0UT,TT0608H_0UT,
TT0615H_0UT,TT0622H_0UT,TT0628H__0UT,TT0632H_0UT,TT0634H_0UT,
TT0708H_0UT,TT0728H_0UT,TT0808H__0UT,TT0828H_0UT,TT0908H_0UT,
TT0928H_0UT,TT1008H_0UT,TT1028H__0UT,TT1101H_0UT,TT1103H_0UT，
TT1108H_0UT,TT1115H_0UT,TT1122H__0UT,TT1128H_0UT,TT1132H_0UT,
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TT3828H_0UT,TT3908H_0UT,TT3928H__0UT,TT4008H_0UT,TT4028H_0UT,
TT4101H_0UT,TT4103H_0UT,TT4108H__0UT,TT4115H_0UT,TT4122H_0UT,0095]TT4128H_0UT,TT4132H_0UT,TT4134H__0UT,TT4208H_0UT,TT4228H_0UT0096]TT4308H_0UT,TT4328H_0UT,TT4408H__0UT,TT4428H_0UT,TT4508H_0UT0097]TT4528H_0UT,TT4601H_0UT,TT4603H__0UT,TT4608H_0UT,TT4615H_0UT0098]TT4622H_0UT,TT4628H_0UT,TT4632H__0UT,TT4634H_0UT,TT4708H_0UT0099]TT4728H_0UT,TT4808H_0UT,TT4828H__0UT,TT4908H_0UT,TT4928H_0UT0100]TT5008H_0UT,TT5028H_0UT,TT5101H__0UT,TT5103H_0UT，TT5108H_0UT0101]TT5115H_0UT,TT5122H_0UT,TT5128H__0UT,TT5132H_0UT,TT5134H_0UT0102]TT5208H_0UT,TT5228H_0UT,TT5308H__0UT,TT5328H_0UT,TT5408H_0UT0103]TT5428H_0UT,TT5508H_0UT,TT5528H__0UT,TT5601H_0UT,TT5603H_0UT0104]TT5608H_0UT,TT5615H_0UT,TT5622H__0UT,TT5628H_0UT,TT5632H_0UT0105]TT5634H_0UT,TT5708H_0UT,TT5728H__0UT,TT5808H_0UT,TT5828H_0UT0106]TT5908H_0UT,TT5928H_0UT,TT6001H__0UT,TT6003H_0UT，TT6008H_0UT0107]TT6015H_0UT,TT6022H_0UT,TT6028H__0UT,TT6032H_0UT，TT6034H_0UT0108]TT6101H_0UT,TT6103H_0UT,TT6108H__0UT,TT6115H_0UT,TT6122H_0UT0109]TT6128H_0UT,TT6132H_0UT,TT6134H__0UT,TT0101L_0UT,TTOl 19L__0UT0110]TT0201L__0UT,TT0219L__0UT,TT1101L__0UT,TT1119L_0UT,TT2101L__0UT0111]TT2119L__0UT,TT3102L__0UT,TT3103L__0UT,TT3104L_0UT,TT3105L__0UT0112]TT5208H_0UT,TT5228H_0UT,TT5308H__0UT,TT5328H_0UT,TT5408H_0UT0113]TT5428H_0UT,TT5508H_0UT,TT5528H__0UT,TT5601H_0UT,TT5603H_0UT0114]TT5608H_0UT,TT5615H_0UT,TT5622H__0UT,TT5628H_0UT,TT5632H_0UT0115]TT5634H_0UT,TT5708H_0UT,TT5728H__0UT,TT5808H_0UT,TT5828H_0UT0116]TT5908H_0UT,TT5928H_0UT,TT6001H__0UT,TT6003H_0UT，TT6008H_0UT0117]TT6015H_0UT,TT6022H_0UT,TT6028H__0UT,TT6032H_0UT，TT6034H_0UT0118]TT6101H_0UT,TT6103H_0UT,TT6108H__0UT,TT6115H_0UT,TT6122H_0UT0119]TT6128H_0UT,TT6132H_0UT,TT6134H__0UT,TT0101L_0UT,TTOl 19L__0UT0120]TT0201L__0UT,TT0219L__0UT,TT1101L__0UT,TT1119L_0UT,TT2101L__0UT0121]TT2119L__0UT,TT3102L__0UT,TT3103L__0UT,TT3104L_0UT,TT3105L__0UT0122]TT3106L__0UT,TT3107L__0UT,TT3108L__0UT,TT3109L_0UT,TT3110L__0UT0123]TT3111L__0UT,TT3112L__0UT,TT3113L__0UT,TT3114L_0UT,TT3115L__0UT0124]TT3116L__0UT,TT3117L__0UT,TT3118L__0UT,TT4101L_0UT,TT4119L__0UT0125]TT5101L__0UT,TT5119L__0UT,TT6101L__0UT,TT6119L_0UT,TT6201L__0UTTT6219L_0UT，TTQ1_0UT，TTQ2_0UT，TTQ3_0UT，TTQ4_0UT，TTQ5_0UT，TTQ6_0UT，TTQ7_0UT，TTQ8_0UT，TT0101Y_0UT,TT0119Y_0UT, TT0201Y_0UT, TT0219Y_0UT, TT1101Y_0UT, TT1119Y_0UT,TT2101Y_0UT，TT2119Y_0UT，TT3101Y_0UT，TT3119Y_0UT，TT4101Y_0UT，TT4119Y_0UT, TT5101Y_0UT, TT5119Y_0UT, TT6101Y_0UT, TT6119Y_0UT,TT6201Y_0UT, TT6219Y_0UT對應的值1757，1900，1828，1796，1940，32767，1827，2103，1769，1882，1825，1840，1759，
1830，1878，2120，1876，1854，1890，1882，1835，1833，1888，2032，1871，1857，
1856，1838，1836，1872，1785，1806，1812，1801，1811，1848，1857，1887，1747，
1860，1816，1818，1822，1830，1974，1853，1794，1856，1812，1857，1852，1857，
1822，1866，1802，1943，1847，1781，1762，1879，1872，1884，1781，1842，1820，
1824，1847，1862，1884，1854，1764，1980，1841，1784，1799，1835，1885，1794，
1796，1836，1850，1893，1811，1871，1822，1773，1802，1906，1831，1799，1774，
1821，1798，1732，1828，1817，1810，1822，1848，1846，1863，1899，1749，1711，
1826,1819，1898，1842，1853，1870，1820，1863，1852，1852，1891，1866，1876，
1860，1770，1800，1701，1706，1873，1849，1876，1823，1731，1782，1801，1785，
1922，1954，2012，1979，2105，2076，1822，1848，1840，1833，1808，1787，1819，
1842，1778，1876，1819，1871，1768，1869，1862，1913，1857，1811，1882，1887，
1852，1798，1858，1833，1893，1990，1849，1838，1836，1825，1868，1875，1840，
1848，1830，1855，1822，1825，1839，1826，1745，1917，1843，1814，1778，1801，
1876，1817，1842，1857，1818，1833，1822，1829，1867，1884，1839，32767，1882，
1828,1819，1860，1868，1930，1855，1800，1793，1804，1811，1841，1873，1877，
1783，1886，1867，1847，1813，1857，1849，1870，1852，1851，1856，1859，1791，
1824，1825，1936，1867，1891，1836，1868，2011，1877，1672，1741，1794，1739，
1737，1828，1921，1680，1247,1213，1541，1318，1344，1271，1498，1230,873,919，1668，1638，938，856，1220，1627,722,1345，1164，1073，1185，1399，1165，1788，1257，1343，1676，1575，1267，1581，1281，1513，1223，1791，1746，1174，1349，1843，1665，1453,2532,1179，1380，1160，1439,859,1403,923,1406，1313，1490,624,1450，1327，1399,816,1443，1122，1429第一步數據轉換該步驟先將整型值轉換成浮點型，再採用比例和補正算法，將上述所有溫度點數據逐一進行修正。此例中比例取10-1，補正參數取-25。經過修正後的數據150. 7，165，157. 8，154. 6，169,3251. 7，157. 7，185. 3，151. 9，163. 2，157. 5，159，150. 9，158，162. 8，187，162. 6，160. 4，164，163. 2，158. 5，158. 3，163. 8，178. 2，162. 1，160. 7，160. 6，158. 8，158. 6，162. 2，153. 5，155. 6，156. 2，155. 1，156. 1，159. 8，160. 7，163. 7，149. 7，161，156. 6，156. 8，157. 2，158，172. 4，160. 3，154. 4，160. 6，156. 2，160. 7，160. 2，160. 7，157. 2，161. 6，155. 2，169. 3，159. 7，153. 1，151. 2，162. 9，162. 2，163. 4，153. 1，159. 2，157，157. 4，159. 7，161. 2，163. 4，160. 4，151. 4，173，159. 1，153. 4，154. 9，158. 5，163. 5，154. 4，154. 6，158. 6，160，164. 3，156. 1，162. 1，157. 2，152. 3，155. 2，165. 6，158. 1，154. 9，152. 4，157. 1，154. 8，148. 2，157. 8，156. 7，156，157. 2，159. 8，159. 6，161. 3，164. 9，149. 9，146. 1，157. 6，156. 9，164. 8，159. 2，160. 3，162，157，161. 3，160. 2，160. 2，164. 1，161. 6，162. 6，161，152，155，145. 1，145. 6，162. 3，159. 9，162. 6，157. 3，148. 1，153. 2，155. 1，153. 5，167. 2，170. 4，176. 2，172. 9，185. 5，182. 6，157. 2，159. 8，159，158. 3，155. 8，153. 7，156. 9，159. 2，152. 8，162. 6，156. 9，162. 1，151. 8，161. 9，161. 2，166. 3，160. 7，156. 1，163. 2，163. 7，160. 2，154. 8，160. 8，
158. 3，164. 3，174，159. 9，158. 8，158. 6，157. 5，161. 8，162. 5，159，159. 8，158，160. 5，157. 2，157. 5，158. 9，157. 6，149. 5，166. 7，159. 3，156. 4，152. 8，155. 1，162. 6，156. 7，159. 2，160. 7，156. 8，158. 3，157. 2，157. 9，161. 7，163. 4，158. 9，3251. 7，163. 2，157. 8，156. 9，161，161. 8，168，160. 5，155，154. 3，155. 4，156. 1，159. 1，162. 3，162. 7，153. 3，163. 6，161. 7，159. 7，156. 3，160. 7，159. 9，162，160. 2，160. 1，160. 6，160. 9，154. 1，157. 4，157. 5，168. 6，161. 7，164. 1，158. 6，161. 8，176. 1，162. 7，142. 2，149. 1，154. 4，148. 9，148. 7，157. 8，167. 1，143，99. 7,96. 3，129. 1，106. 8，109. 4，102. 1，124. 8,98,62. 3,66. 9，141. 8，138. 8，68. 8,60. 6,97,137. 7,47. 2，109. 5,91. 4,82. 3,93. 5，114. 9,91. 5，153. 8，100. 7，109. 3，142. 6，132. 5，101. 7，133. 1，103. 1，126. 3,97. 3，154. 1，149. 6,92. 4，109. 9，159. 3，141. 5，120. 3,228. 2,92. 9，113,91，118. 9,60. 9，115. 3,67. 3，115. 6，106. 3，124,37. 4，120，107. 7，114. 9,56. 6，119. 3,87. 2，117. 9第二步數據篩選經數據篩選模塊處理後，得到的管理火道區域溫度值如表1。表1:
權利要求
1.一種焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，包括熱電偶、補償導線、下位機、交換機和上位機，所述熱電偶、補償導線、下位機、交換機、上位機順序連接，其特徵在於，所述上位機包括上位機工作站和冗餘上位機工作站，所述上位機工作站、冗餘上位機工作站分別與所述交換機連接，所述上位機工作站及冗餘上位機工作站均包括資料庫、實時數據採集模塊、數據轉換模塊和數據綜合管理模塊，所述實時數據採集模塊與所述數據轉換模塊、資料庫、數據綜合管理模塊順序連接。
2.如權利要求1所述的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，其特徵在於，所述上位機還包括數據篩選模塊，所述數據綜合管理模塊包括區域溫度處理模塊、區域溫度曲線生成模塊、異常溫度點報警模塊、計算結果存儲模塊，所述數據篩選模塊連接所述資料庫，數據篩選模塊還與所述數據綜合管理模塊中的區域溫度處理模塊連接，區域溫度處理模塊還分別連接所述區域溫度曲線生成模塊、異常溫度點報警模塊、計算結果存儲模塊；實時數據採集模塊通過所述下位機的溫度採集模板獲取熱電偶採集到的溫度數據，並存儲到下位機的存儲區中；所述數據轉換模塊對存儲區中的溫度數據進行轉換運算，並將經過轉換運算的數據寫入資料庫中；所述數據篩選模塊對資料庫中的全部溫度數據按照區域進行分類，之後分別傳給區域溫度處理模塊；所述區域溫度處理模塊接收數據篩選模塊傳來的溫度數據，將異常溫度數據排除並向異常溫度點報警模塊發出報警信號，將餘下的溫度數據進行分析計算，輸出準確區域綜合溫度值生成報表，並將輸出的準確區域綜合溫度值傳送給區域溫度曲線生成模塊、計算結果存儲模塊；所述異常溫度點報警模塊接到區域溫度處理模塊發出的報警信號後報警；所述區域溫度曲線生成模塊根據區域溫度處理模塊輸出準確區域綜合溫度值生成區域溫度曲線；所述計算結果存儲模塊對區域溫度處理模塊輸出準確區域綜合溫度值進行存儲。
3.如權利要求2所述的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，其特徵在於，所述數據轉換模塊根據所述熱電偶的分度號、測量範圍和下位機溫度採集模板的型號、精度、有無冷端補償功能，設置對應的比例和補正算法，對存儲區中的溫度數據進行轉換運算，得到準確的溫度值。
4.如權利要求3所述的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，其特徵在於，所述數據轉換模塊中設置的對應的比例算法是通過多次測量、比對調節熱電偶所採集的信號經數據轉換模塊轉換後的溫度數據與實際溫度值之間的IOn的比例差值確定的；所述數據轉換模塊中設置的補正算法是依照下位機中的溫度採集模板是否帶冷端補償設置和多次測量、比對所述比例算法轉換之後的數據與實際溫度之間的差值來確定的。
5.如權利要求4所述的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，其特徵在於，所述上位機的數據綜合管理模塊還包括區域計劃溫度計算模塊，所述區域計劃溫度計算模塊與所述區域溫度處理模塊連接，區域計劃溫度計算模塊中預設有烘爐時間、火道計劃溫度和區域溫度比例參數。
6.如權利要求5所述的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，其特徵在於，所述區域計劃溫度計算模塊根據預先設定的烘爐時間和火道計劃溫度，結合工藝對焦爐膨脹率的要求通過下述方式計算出計劃溫度區域計劃溫度計算模塊根據工藝人員預先設定在資料庫中的焦爐膨脹率曲線推算整個烘爐過程中管理火道每一天的計劃溫度，再根據當前時間計算最近兩天的時間，根據此時間從資料庫獲取最近兩天的管理火道計劃溫度，計算出兩點間溫度與時間關係曲線，將當前時間點帶入曲線函數，計算出當前的管理火道計劃溫度，再根據所計算區域溫度與管理火道計劃溫度的比例計算出區域計劃溫度。
7.如權利要求2至6中任意一項所述的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，其特徵在於，所述上位機的數據綜合管理模塊還包括均值溫度計算模塊，所述均值溫度計算模塊連接所述區域溫度處理模塊，均值溫度計算模塊根據溫度值分布情況、溫度點位置信息，剔除明顯偏離正常值的特殊溫度數據後，計算出區域平均溫度並發送給區域溫度處理模塊。
8.如權利要求7所述的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，其特徵在於，所述均值溫度計算模塊計算出區域平均溫度的方法為首先計算該區域所有溫度數據幾何平均值， 將該值作為標準，找到與幾何平均值偏差較大的特殊溫度，從而剔除特殊溫度，再對排除了特殊溫度的數據求算術平均值，即為區域平均溫度。
9.如權利要求8所述的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，其特徵在於，所述區域溫度處理模塊預設有溫度報警參數，所述溫度報警參數是根據所述熱電偶在不同溫度段測量誤差不同，確定不同溫度段溫度值偏離正常值的範圍，作為報警臨界點，使用該範圍作為當前溫度下的報警參數。
10.如權利要求9所述的焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，其特徵在於，所述區域溫度處理模塊接收到區域計劃溫度計算模塊計算出的區域計劃溫度參數、均值溫度計算模塊計算出的區域均值溫度，以及溫度報警參數時，通過下述方法進行處理區域溫度處理模塊將區域均值溫度作為標準值，剔除與該值偏差較大的特殊溫度數據，使用剔除值周圍的數據的平均值替代剔除值，重新計算區域所有溫度數據的算術平均值，作為區域綜合溫度；再將該區域綜合溫度與計劃溫度比較，如果偏差太大，則輸出區域綜合溫度值報警，如果偏差在一定範圍內則不輸出區域綜合溫度值報警；然後使用溫度報警參數逐一篩查溫度數據，對超過報警範圍的數值按照報警級別進行報警。
全文摘要
本發明涉及焦爐烘爐工藝技術領域，公開了一種焦爐烘爐多點溫度自動檢測分析系統，包括熱電偶、補償導線、下位機、交換機和上位機，上位機包括上位機工作站和冗餘上位機工作站，上位機工作站、冗餘上位機工作站分別與交換機連接，上位機工作站及冗餘上位機工作站均包括資料庫、實時數據採集模塊、數據轉換模塊和數據綜合管理模塊。本發明能夠提高焦爐烘爐過程溫度檢測分析系統的穩定性和數據分析能力，降低烘爐工藝維護量、管理成本和設備故障率，提高焦爐烘爐質量，實現焦爐烘爐多點溫度全自動檢測分析的功能，可保障爐體實際溫度與計劃溫度曲線基本吻合，控制焦爐砌體日膨脹率在正常範圍以內，保障烘爐工藝順利實施，提高焦爐爐體質量。
文檔編號G01K7/02GK102322970SQ20111015485
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月10日 優先權日2011年6月10日
發明者吳曉鵬, 徐虹, 毛先亮, 熊宜亮, 陳紅, 龔輝 申請人:武漢鋼鐵(集團)公司