2010第四届焦化年会论文集 (71)VIP

2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 304 焦饼 表面 温度 自动测量系统 的 开发 与应用 赵树民 1 王海燕 1 张英杰 2 （ 东东阿 ， 252118； 鞍山 ， 243002； ） 【 摘 要 】 介绍了 焦饼表面温度自动测量 系统的硬件组成和软件功能。实际运行表明，该系统可以 实现 在焦炉 推焦过程中的 焦饼表面温度的连续自动检测 ， 并 通过无线传输方式实现温度数据的远距离传输 ，便于操作人员管理温度数据和查询历史曲线 。 此系统重点解决了捣固焦炉焦饼中心温度难以测量的状况，成为了焦炉焦饼均匀成熟的强有力控制措施，使焦炉的热工控制有了突破性的发展。并可以和焦炉加热自动控制合为一体 。 【关键词 】 焦饼温度 红外测温 仪 自动测量 无线传输 焦饼中心温度是反映焦炭均匀成熟的 根本 指标， 是焦炉横向加热与高向加热的综合结果 ，其均匀性是考核焦炉结构与加热制度完善程度的重要依据。目前 东阿 东昌焦化有限公司 三座 焦炉全部为捣固式焦炉，焦饼温度的测量工作 主要 是由人工通过手持式红外温度计 或者焦饼埋管采用热电偶测量 ，存在 劳动强度大、操作环境恶劣、代表性差 、难以在线测量、不便于对数据进行管理等缺点。针对这一现状， 我 公司与安徽工业大学合作，通过测量焦饼的侧表面温度来代替焦饼中心温度，实现焦饼温度的在线自动测量。 成 在拦焦车导焦栅框架两侧的不同高度上，分别安装 3个传感器（红外光纤温度计）。在推焦过程中， 6个传感器透过导焦栅间隙自动连续的测量整个焦饼两个侧表面 上、中、下 不同高度上的温度。红外探头接收焦饼表面的红外光辐 射，并把红外光辐射汇聚到光纤上，再通过光纤传送到光敏探测器上，信号处理系统根据红外辐射定律将接收的红外辐射能量转化成相应的 4 20在信号处理单元的显示屏上显示出来。智能遥测终端接收光电转化后的 4 20字化后通过无线方式向外发送。无线接收终端接收智能遥测终端发射的无线信号，经处理后以 算机读取该串口信号，实现实时在线监测和数据管理。 无线网络通讯方式采用轮询方式，即程序轮流查询各智能遥测终端。计算机监控网络采用服务器 /客户端模式，以太网协议。工业 控制计算机通过无线查询端接收现场温度信号，通过局域网将温度信号传送给各个显示终端。 根据要求， 本系统 针对 1#、 2#、 3#焦炉共 2台拦焦车（其中 1#、 2#焦炉共用 1台拦焦车）， 主要完成 1#、2#、 3#焦炉焦饼温度的连续自动测量、温度数据的无线传输、实时曲线和数据的显示、温度数据报表生成和打印、历史曲线的查询和打印。 测温 示意 如图 1所示： 红外探头 天线 天线 光纤 吹灰 图 1 测温示意图 吹灰 光纤 仪表箱 仪表箱 导焦栅 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 305 系统硬件结构如图 2所示： 系统主要涉及 2台拦焦车，共 12个测温点。每台拦焦车上 安置 6台红外测温仪，每侧 3台， 各 输出 1路4分别对应上、中、下三个温度点，通过 1个智能遥测终端 实现数据采集和无线传输 。 工控机通过 线 查询 模块 连接，查询和 接收智能遥测终端发射过来的现场温度信号。光电转换单元、智能遥测终端和直流开关电源安装在一个固定的仪表箱内。每台拦焦车各备 1套吹灰 装置 ， 为红外探头 提供压缩气源，保证镜头清洁 。 系统软件 采用 主画面见图 3， 包括三部分：菜单栏、数据显示栏 和实时曲线显示栏。 主要功能如下： 1、 2、 3、 4#仪表箱 拦焦车 红外探头 温度 光纤 光电转换单元 4智能遥测终端 红外探头 光纤 光电转换单元 4 . 温度 查询端 数据接收与处理 实时显示 统计分析 报表生成 历史趋势 工控机 （服务器端） 图 2 系统硬件结构 局 域 网 焦炉车间 办公室 工 控机（客户端） 总 工 办 实时显示 统计分析 报表生成 历史趋势 工控机（客户端） 调 火 1 班 实时显示 统计分析 报表生成 历史趋势 工控机（客户端） 调 火 3 班 实时显示 统计分析 报表生成 历史趋势 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 2010年 6月 8日 11日 306 据 采集与 通讯 计算机与无线查询模块 之间 的通讯 通过 用轮询方式轮流查询 4个智能遥测终端 ， 通讯端口波特率设为 9600。考虑到 某台 拦焦车 在 维修 期间停用 ， 车上的测温仪表也暂停使用，此时查询终端可通过程序设置成 只 查询 1#、 2#遥测终端（ 1#、 2#焦炉）或 3#、 4#遥测终端（ 3#焦炉） ，以提高数据采集速度 。 度数据的实时曲线和数据显示 如图 3所示， 系统总貌画面可以 实时显示上、中、下共 6点的温度趋势和温 度数据，统计出温度的平均值和最大值，并将数据存储到历史数据库中，便于 历史 查询。 1#、 2#焦炉和 3#焦炉的显示方式一致，可通过选择 1#、 2#焦炉和 3#焦炉 ， 切换 显示内容 。 据管理 及历史趋势查询 可查询任何日期、任何 炭 化室的 历史数据。工作人员 输入 查询日期，系统 会 自动调出所查日期的 炭化室号 和编号 ，然后选择待查的炭化室号 或编号 ，生成温度数据报表，并统计出 温度的 平均值和最大值， 便于 操作人员 分析，也可选择“ 打印 ”命令打印出数据报表 。 工作人员可根据需要，查阅和分析温度历史曲线， 操作 方式同数据管理。 络通讯 实现服务器与客户端的数据通讯。服务器端可以进行系统参数的调整与设置，客户端接收服务器端的数据，亦能实现温度数据的实时显示、统计分析、报表生成、历史趋势等功能。 由于现场环境比较恶劣 、 环境温度高 、 粉 尘大，因此，需要定期检查设备 运行状态， 包括电缆、光缆、天线的连结状况， 定期 清洁红外探头 ，清扫拦焦栅开孔 处炭渣 ，避免 测量光路收到污染 。 络结构 两台拦焦车共 12个测温点， 4个智能遥测终端， 1个接收端，构成“一主四从”的分布式测量系统。显示终端为局域网方式，可任 意增加显示终端，从而使系统结构分为两层：下层为测量层，无线网络；上层为监控层，计算机网络。 量精度 图 3 系统软件主画面 2010年 6月 8日 11日 2010年第四届全国焦化技术及生产年会 307 从实际运行情况分析，红外温度计测量精度： 描周期为 用程序 共设计 2类应用程序、 8中操作界面、 3类数据报表、 1个数据库、 2张数据表，操作简单、直观，数据可保存 1年，可按规定格式打印。 2类应用程序包括服务器端应用程序和客户端应用程序， 8种操作画面包括系统总貌、参数设置、横排温度查询、直行温度查询、历史曲线查询、推焦计划查询、删除日期范围设定、帮助等画面， 3类数据 报表包括各炭化室 焦饼温度数据报表、直行温度数据报表和历史曲线报表， 1个数据库为温度数据库， 2张数据表为各炭化室焦饼温度数据表格和直行温度数据表格。 本系统采用非接触式的分体式红外测温仪测量焦饼温度，利用无线数据传输方式，克服了架设有线电缆的不便，实现了焦饼温度的连续在线监测，便于操作和数据管理。经实际运行表明 ，该系统 在工厂的电气干扰条件下无线通信可靠性高 、 稳定性好、操作简单， 便于 管理人员在办公室里实时监测焦饼温度数据，有利于提高焦炉的生产管理水平。 同时将焦饼温度曲