基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出一种基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，包括：多个水套，多个水套的回水汇集到一个水套集水箱；检测水套集水箱处多个水套的回水点的回水温度并生成温度信号的多个温度检测器；采集温度信号的多个数据采集装置，多个数据采集装置与多个温度检测器连接；控制装置，控制装置与多个数据采集装置通过通讯接口相连，控制装置对温度信号进行处理以对回水温度进行监测。本实用新型的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，可以节省大量的电缆和I/O模块，可以降低电缆敷设工程费用，降低系统及其工程成本，减少由接线点造成的不可靠因素，增强了系统的可维护性。
【专利说明】基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金【技术领域】，特别涉及一种基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统。
【背景技术】
[0002]闪速炉是一种强化生产的熔炼炉。在结构上闪速炉采用大量不同类型的冷却元件对炉体进行强制性立体冷却。闪速炉反应塔设有多层水套，其中包括水平水套、水平保护水套以及在反应塔与沉淀池连接部位设有E性水套，在反应塔裙部安装有一周立面水套，沉淀池顶部吊挂有竖直水套，沉淀池渣线区域有一周垂直水套、渣线上方区域安装水平水套。上升烟道与沉淀池连接部位采用E型水套以及其上一层水平保护水套，上升烟道与废热锅炉连接部位采用水套拼成箱体。
[0003]闪速炉的冷却系统采用予埋铜管式的铜水套，冷却系统包括供水管、水套集水箱和排水管。在水套集水箱处设置水套回水温度检测装置，各个冷却元件根据冷却强度大小，采用单元件供水或几个元件串联供水的方式。
[0004]通过对闪速炉水套进行温度检测，根据温度可以掌握闪速炉炉体耐火砖的大致使用情况。目前，监测闪速炉水套回水温度的传统做法是:将闪速炉水套集水箱处所有水套回水点的约600多个温度检测点的检测信号，直接通过硬线接入闪速炉的DCS (distributedcontrol systems,分散控制系统)机柜。在控制室内显示各个水套的回水温度，从而掌握各个冷却元件的工作状况。
[0005]但是现有技术存在缺点有:直接通过硬线将温度检测信号传输至闪速炉的DCS系统机柜由于大量的电缆敷设以及需要DCS系统配置大量的I/O卡件，使得工程成本增加，同时给闪速炉的安装、调试、检修和维护带来了困难和不便。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。
[0007]为此，本实用新型的目的在于提出一种基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，该监测系统可以节省大量的电缆和I/o模块，可以降低电缆敷设工程费用，降低系统及其工程成本，减少由接线点造成的不可靠因素，增强了系统的可维护性。
[0008]为达到上述目的，本实用新型提出一种基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，该监测系统包括多个水套，所述多个水套的回水汇集至水套集水箱；检测所述水套集水箱处多个水套回水点的回水温度并生成温度信号的多个温度检测器；采集所述温度信号的多个数据采集装置，所述多个数据采集装置与所述多个温度检测器连接；控制装置，所述控制装置与所述多个数据采集装置通过通讯接口相连，所述控制装置对所述温度信号进行处理以对所述回水温度进行监测。
[0009]本实用新型实施例的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，通过多个数据采集装置采集多个温度检测器检测的水套回水点的回水温度，并通过通讯接口将回水温度信号传送至控制装置，即通过总线传输方式将回水温度信号传输至控制装置，进而控制装置对水套的回水温度进行监测，数据传输量大，可以节省大量电缆及I/o模块，可以降低电缆敷设工程费用，降低系统及工程成本，减少由接线点造成的不可靠因素，增强系统的可维护性。
[0010]其中，每个数据采集装置均具有两个通讯接口，所述每个数据采集装置通过所述两个通讯接口与所述控制装置连接。
[0011]具体地，所述多个数据采集装置与所述控制装置通过Modbus通讯总线进行通讯。
[0012]进一步地,所述控制装置还包括=Modbus通讯卡；以及与所述Modbus通讯卡对应的终端接线块，所述终端接线快具有两个接口，所述两个接口与每个数据采集装置的两个通讯接口对应连接。
[0013]进一步地，所述控制装置还包括:用于存储所述回水温度以及回水温度历史记录报表的存储器；以及用于显示所述回水温度以及所述回水温度历史记录报表的控制界面。
[0014]通过控制界面可以实时对水套回水温度进行监控，并可以对回水温度的历史记录进行查询。
[0015]进一步地，所述控制装置还包括:报警器，在所述回水温度高于预设温度阈值时所述控制装置控制所述报警器进行报警。
[0016]当回水温度过高时，通过报警器进行报警，可以提醒操作人员及时核实现场情况。
[0017]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0019]图1为根据本实用新型的一个实施例的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统的框图；
[0020]图2为根据本实用新型的一个实施例的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统的示意图；
[0021]图3为根据本实用新型的一个实施例的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统的部分连线示意图；
[0022]图4为根据本实用新型的另一个实施例的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统的框图；以及
[0023]图5为根据本实用新型的再一个实施例的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统的框图。
【具体实施方式】
[0024]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。[0025]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0026]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0027]参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0028]针对相关技术中的技术问题，本实用新型采取以下技术方案，通过总线传输技术，在现场闪速炉的水套集水箱处就近安装温度数据采集装置。将水套回水温度信号先采集进数据采集装置。数据采集装置采用Modbus RTU通讯协议，通过Modbus总线方式将所有温度信号送入DCS控制系统，从而实现对闪速炉水套回水温度的在线智能监测。
[0029]下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的一种基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统。
[0030]图1为根据本实用新型一个实施例的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统的框图。如图1所示，本实用新型实施例的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统包括多个水套10、多个温度检测器20、多个数据采集装置30和控制装置40。其中，多个水套10的回水汇集至水套集水箱101，在水套集水箱101的多个水套回水点可以设置对应的温度检测器，多个温度检测器20用于检测多个水套10回水点的回水温度并生成温度信号。多个数据采集装置30与多个温度检测器20连接，每个数据采集装置可以接入多个水套回水温度检测点的温度信号，也就是说，每个数据采集装置可以连接多个例如20个温度检测器，多个数据采集装置30采集多个温度检测器20检测的温度信号。控制装置40 (例如DCS系统)与多个数据采集装置30通过通讯接口相连，控制装置40对温度信号进行处理以对回水温度进行监测。
[0031]为了确保信号传输的可靠性和稳定性，在本实用新型的一个实施例中，每个数据采集装置均具有两个通讯接口，每个数据采集装置通过该两个通讯接口与控制装置40连接。具体地，如图2所示，在现场多个水套10的回水所汇集到的水套集水箱101处就近安装多个数据采集装置30，通过多个温度检测器20，例如多个测温热电阻，检测多个水套10的回水点的回水温度，每个数据采集装置可以接入多个水套回水温度的温度信号，例如接入温度检测器TE-1Ol至TE-120检测的20个温度信号，温度信号类型可以为RTDUesistanceTemperature Detector,电阻温度探测器)三线制或4_20mA (毫安)。每个数据采集装置30上配置两个通讯接口，即在每个数据采集装置上配置双串口测量前端，例如配置具有两个RS485串行接口的CPU，构成A网和B网，实现双网冗余确保信号传输的可靠性和稳定性。
[0032]另外，在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，多个数据采集装置30与控制装置40可以通过Modbus通讯总线进行通讯。具体地，控制装置40例如DCS系统机柜内配置一对专用的Modbus通讯卡401和与Modbus通讯卡401对应的终端接线块402,终端接线块402具有两个接口，两个接口与每个数据采集装置的两个通讯接口对应连接。多个数据采集装置30与控制装置40之间采用Modbus RTU通讯协议，如图3所示，为本实用新型一个实施例的基于总线传输的闪速炉水套10回水温度的监测系统的线路连接示意图，如图3所示，可以通过两根Modbus通信总线，例如采用计算机双绞屏蔽电缆，将所有数据采集装置之间通过线路串联起来，构成两条同时在线独立通讯的线性总线，多个数据采集装置30的A网通讯总线和B网通讯总线通过终端接线块402和Modbus通讯卡401接入控制装置40,进而闪速炉所有水套的回水温度信号通过总线传输的方式传送至闪速炉的控制装置40例如DCS系统，在DCS系统中进行相应的硬件及软件组态，同时对现场所有的多个数据采集装置30进行地址分配以及波特率设定，从而实现将所有温度信号采集到控制装置40中。
[0033]进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，控制装置40还可以包括存储器403和控制界面404。其中，存储器403用于存储回水温度以及回水温度历史记录报表，并可以通过控制界面404显示回水温度以及回水温度历史记录报表。例如，如图2所示，控制装置40中的Modbus通讯卡401可以通过交换机50连接至工程师站I和操作员站2,工程师站I和操作员站2可以对水套10的回水温度进行监控，工程师站I还可以连接打印机3，通过打印机3将回水温度报表打印。具体地，可以根据水套现场实际布置情况和水套号的编排规律，在控制装置40例如DCS系统中开发专门的闪速炉水套回水温度检测点的监视画面，使操作人员可以通过控制界面404例如人机界面能够直观地观察炉体各个区域的水套10回水温度，控制装置40可以自动生成相应的报表并存储于存储器403中，同时操作人员可以很方便地查看各个回水点回水温度的历史趋势。
[0034]进一步地，在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，控制装置40还可以包括报警器405，在回水温度高于预设温度阈值时控制装置40控制报警器405进行报警。即在水套10回水点的温度偏高时报警器405进行报警，报警器405可以进行语音报警或者文字报警，从而可以提醒操作人员核实现场实际情况，方便操作人员及时掌握炉体各个区域耐火材料的使用情况。
[0035]综上所述，根据本实用新型实施例的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，通过多个数据采集装置采集多个温度检测器检测的多个水套回水点的回水温度，并通过通讯接口将回水温度信号传送至控制装置，即通过总线传输方式将回水温度信号传输至控制装置，进而控制装置对水套的回水温度进行监测，数据传输量大，可以节省大量电缆及I/o模块，可以降低电缆敷设工程费用，降低系统及工程成本，减少由接线点造成的不可靠因素，增强系统的可维护性。另外，通过控制界面可以实时对水套回水温度进行监控，并可以对回水温度的历史记录进行查询。此外，当回水温度过高时，可以通过报警器进行报警，可以提醒操作人员及时核实现场情况。[0036]在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0037]上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0038]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0039]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，其特征在于，包括: 多个水套，所述多个水套的回水汇集至水套集水箱； 检测所述水套集水箱处多个水套回水点的回水温度并生成温度信号的多个温度检测器； 采集所述温度信号的多个数据采集装置，所述多个数据采集装置与所述多个温度检测器连接； 控制装置，所述控制装置与所述多个数据采集装置通过通讯接口相连，所述控制装置对所述温度信号进行处理以对所述回水温度进行监测。
2.如权利要求1所述的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，其特征在于，每个数据采集装置均具有两个通讯接口，所述每个数据采集装置通过所述两个通讯接口与所述控制装置连接。
3.如权利要求1所述的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，其特征在于，所述多个数据采集装置与所述控制装置通过Modbus通讯总线进行通讯。
4.如权利要求3所述的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，其特征在于，所述控制装置还包括: Modbus通讯卡；以及 与所述Modbus通讯卡对应的终端接线块，所述终端接线块具有两个接口，所述两个接口与每个数据采集装置的两个通讯接口对应连接。
5.如权利要求1所述的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，其特征在于，所述控制装置还包括: 用于存储所述回水温度以及回水温度历史记录报表的存储器；以及 用于显示所述回水温度以及所述回水温度历史记录报表的控制界面。
6.如权利要求1所述的基于总线传输的闪速炉水套回水温度的监测系统，其特征在于，所述控制装置还包括: 报警器，在所述回水温度高于预设温度阈值时所述控制装置控制所述报警器进行报目O
【文档编号】F27D19/00GK203704689SQ201320849881
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】林成东 申请人:江西瑞林电气自动化有限公司