高爐管系無線監(jiān)測系統(tǒng)

煉鐵的主要設(shè)備是高爐及送風(fēng)系統(tǒng)。高爐部分的冶煉溫度一般在1520℃左右，而送風(fēng)系統(tǒng)的溫度根據(jù)高爐不同有較大差別，目前送風(fēng)溫度在1300℃左右，預(yù)熱送風(fēng)溫度600℃左右。高爐又上不的皮帶機輸送煉鐵原料，由下部的送風(fēng)系統(tǒng)輸入高溫?zé)犸L(fēng)，然后再輸入煤氣繼續(xù)燃燒達(dá)到相應(yīng)的冶煉溫度。

   由于高爐和送風(fēng)管系的工作溫度較高，一旦發(fā)生問題后其果十分的嚴(yán)重，若用有線的方式布置各種傳感器將給現(xiàn)場帶來巨大的麻煩，且現(xiàn)場也不允許。本系統(tǒng)主要針對高爐體、圍管和送風(fēng)管系的一些關(guān)鍵部位的爐體與管路表面溫度和送風(fēng)管路中波紋補償器的伸縮位移和兩個徑向位移量進(jìn)行實時監(jiān)測，然后將監(jiān)測的數(shù)據(jù)通過無線傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)缴衔粰C進(jìn)行相應(yīng)的處理，以備以后的事故和工藝分析查用。

   現(xiàn)場溫度和位移無線傳感器終端用一節(jié)AA型電池可以工作5-10年。電池與無線傳感器終端等壽命，沒有必要更換電池，給使用帶來極大方便。中繼器根據(jù)安裝位置不同（是現(xiàn)場情況）可以考慮采用220V市電供電或者太陽能供電兩種方式，現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器可以采用220V市電供電方式，也可以考慮采用太陽能供電方式，網(wǎng)絡(luò)采集器在計算機附件或者具有網(wǎng)口的工作間，一般都用220V市電供電。

系統(tǒng)構(gòu)成說明：

1、        在高爐部分，由于管道密集、管道分支多，需要觀測的危險部位也比較多，因此需要安排較多的無線傳感器節(jié)點對溫度進(jìn)行監(jiān)測。這部分的特點是相鄰的無線傳感器節(jié)點的距離可能很近。

2、       在熱風(fēng)爐和熱風(fēng)輸送管路部分，相對于高爐部分其無線傳感器終端節(jié)點的布置距離較遠(yuǎn)，離散性也較大。

3、        對于較大的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為簡化數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)的屬性，送風(fēng)管路的位移監(jiān)測與相應(yīng)的溫度監(jiān)測需要使用不同的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。這樣可以使系統(tǒng)參數(shù)單一化，減少數(shù)據(jù)傳輸時間，也便于數(shù)據(jù)的管理。而對于較小的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，位移和溫度也可以安排在同一無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

4、        由于沒有導(dǎo)線的連接，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的布局實際上是一個空間概念，布局上可以近可以遠(yuǎn)，可以集中也可以分散，可以交叉也可以獨立，因此在布局上比較靈活。另外根據(jù)系統(tǒng)的大小，可以實現(xiàn)單一系統(tǒng)布局，也可以實現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和自網(wǎng)絡(luò)的多重聯(lián)合布局。

對于高爐無線控制系統(tǒng)而言，一般具有較多的測量參數(shù)，通常建議使用主、子網(wǎng)路聯(lián)合布局結(jié)構(gòu)?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)的大小實現(xiàn)不同的組態(tài)方式。由于工業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)的不同，被監(jiān)測系統(tǒng)的參數(shù)數(shù)量也不同。在無線傳感器數(shù)量上，本無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)幾個到幾千個無線傳感器的組態(tài)結(jié)構(gòu)。在傳輸距離上可以實現(xiàn)幾米到幾千米的數(shù)據(jù)傳輸。在傳輸結(jié)構(gòu)上可以實現(xiàn)無線傳感器終端——中繼器——現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集器——網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器的不同組合。可以滿足各種工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的要求。

主要的參數(shù)

無線頻率：ISM_433MHz（無需申請頻率）    終端電池壽命：5年（理論值）

無線通信距離：無阻擋400米（可延長）      中繼器中繼能力：85個/每個中繼器

位移測量范圍：0-100mm（可修改）          中繼器的數(shù)量：每子系統(tǒng)4-5個中繼器

溫度測量范圍：0-400℃（可修改）           子系統(tǒng)數(shù)量：每系統(tǒng)3-4個子系統(tǒng)

測量終端數(shù)量：幾十到幾千個（基本參數(shù)）    每臺監(jiān)控計算機可以支持2-3個監(jiān)測系統(tǒng)

系統(tǒng)操作與菜單介紹

由于無線監(jiān)控系統(tǒng)沒有繁多的導(dǎo)線連接，在形式上各個部件都是相互獨立的。因此監(jiān)控計算機可以放在一個合適的操作和管理位置而無需考慮布線問題。本無線監(jiān)控計算機采用LCD大屏顯系統(tǒng)，具有顯示清晰，操作方便等特點。工控軟件可以工作于WSNDOWS XP和WINDOWS2000等操作系統(tǒng)。

在正常情況下，對計算機的主要操作是各種監(jiān)控畫面的切換和各類數(shù)據(jù)信息的查閱等。

本系統(tǒng)的操作均已菜單方式，主要有系統(tǒng)菜單、位移監(jiān)控菜單、溫度監(jiān)控菜單和電壓監(jiān)控菜單。其中位移監(jiān)控菜單、溫度監(jiān)控菜單和電壓監(jiān)控菜單都具有相應(yīng)的多個子菜單。監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)二個以上的高爐參數(shù)同時監(jiān)控，每個高路系統(tǒng)可以實現(xiàn)位移、溫度和工作電壓的實時監(jiān)控。

   顯示方式可以是形象直觀的監(jiān)控畫面，也可以是一目了然的數(shù)據(jù)列表，還可以是具有變化對比的實時與歷史曲線。

 1、系統(tǒng)菜單選擇畫面    

2、位移菜單選擇畫面

3、溫度菜單選擇畫面      

4、電壓菜單選擇畫面

工作界面的查看

操作者只要按照主畫面介紹的菜單，用鼠標(biāo)點擊要查看的主菜單和相應(yīng)的子菜單就可以快速方便的查看到各個無線終端對的測量參數(shù)和工作狀態(tài)。主要可以查看的工作界面如下所示。

1、位移實時數(shù)據(jù)報表畫面     

1、位移部分電壓實時報表

2、位移報警指示畫面

3、歷史趨勢曲線畫面

4、溫度實時報表畫面

5、管系溫度電壓實時表表

無線傳感器

1、無線表面溫度傳感器

無線表面溫度傳感器采用高精密鉑面?zhèn)鞲衅髟?，并增加不銹鋼外殼。溫度測量量程根據(jù)用戶要求一般在0~400度，測量范圍也可以不受此限制。

2、無線表面位移傳感器

無線表面位移傳感器采用高精密線性傳感器元件，并增加不銹鋼外殼套。

位移測量量程根據(jù)用戶要求一般在50~100mm，測量范圍也可以不受此限制。

3、無線傳輸終端                       

      無線傳輸終端將傳感器信號進(jìn)行采集和預(yù)處理，并通過無線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，無線終端采用低功耗設(shè)計，用一節(jié)AA電池可以工作5年。

4、無線傳輸中繼器

  無線傳輸中繼器主要完成無線終端和采集器的數(shù)據(jù)交換。無線傳輸中繼器可以采用太陽能或交流市電進(jìn)行供電，數(shù)據(jù)傳輸為無線方式。

1、無線現(xiàn)場采集器

無線現(xiàn)場采集器接收來自無線傳輸終端的數(shù)據(jù)信息，并將計算機的命令信息發(fā)送給無線傳輸中繼器。無線現(xiàn)場采集器是一個無線子網(wǎng)絡(luò)的。每個無線子網(wǎng)絡(luò)需要一個現(xiàn)場采集器。

2、無線網(wǎng)絡(luò)采集器

      無線網(wǎng)絡(luò)采集器與監(jiān)控計算機之間采用RJ45連接，接受來自無線現(xiàn)場采集器的數(shù)據(jù)信息，并將計算機的命令信息發(fā)送給其它子網(wǎng)絡(luò)采集器。每個無線系統(tǒng)需要一個網(wǎng)絡(luò)采集器。

3、無線數(shù)據(jù)信息綜合分析儀

無線數(shù)據(jù)信息綜合分析儀，用于無線數(shù)據(jù)的測量和分析，可以實現(xiàn)自無線終端到無線網(wǎng)絡(luò)采集器之間的所有信息接收。

該無線數(shù)據(jù)信息綜合分析儀，對分析系統(tǒng)的工作狀態(tài)十分便利。特別適用于系統(tǒng)安裝調(diào)試和故障查找