基于现场总线技术的高炉数字化温度系统

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。它采用Lonworks技术，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 （1）
式中 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。