[實用新型]基于現場總線的高爐爐頂信息采集系統

有效

• 申請號: 201220084254.2
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN202600442U
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 李晶;金春暉;朱興華;何大漢;宋錚;袁榮安
• 申請（專利權）人: 安徽馬鋼工程技術有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本實用新型屬于煉鐵自動化控制領域，更具體地說，涉及一種高爐爐頂基礎自動化級的高爐爐頂數據采集系統。

背景技術

高爐爐頂系統是高爐冶煉系統重要的組成部分，爐頂系統的工作狀態直接影響著高爐爐況的穩定性，及影響高爐生產指標。高爐的布料方式、爐內虧料、懸料等狀態均依賴于爐頂設備信號檢測的準確性。

在高爐爐頂自動化系統中，生產條件特殊復雜，設備地域分散多點多面，造成了電氣自動化控制系統故障率高，維護量大的缺點；而且現場信號分散，分布區域廣、閥門多、煤氣區域易燃易爆的特點；有些信號距離控制中心長達200-300m，影響信號傳輸的效果及準確度。

目前，現有的高爐爐頂信息采集系統大多采用一對一的設備接線，用電壓、電流的模擬信號進行測量控制，或采用封閉式的集散控制系統，將信息直接傳輸到控制中心，難以實現設備之間以及系統與外界之間的信息交換。同時，采集信息大量匯集到控制系統的入口處，易造成的信號堵塞，影響傳輸信號的準確度。

基于現場總線的信息采集系統就是在這種實際需求的驅動下應運而生的。現場總線把單個分散的控制、測量設備變成網絡節點，以現場總線為紐帶，連接成可以相互溝通信息、共同完成自控任務的網絡系統與控制系統。PROFIBUS-DP是一種高速低成本的現場總線，用于設備級控制系統與分散式I/O的通信，傳輸距離可達1.2km，加入中繼器可延長至10km。能滿足爐頂區域各信號之間的連接需求。

中國專利申請號201010584909.8，申請日2010.12.02，專利名稱：現場總線系統，該發明的現場總線系統能夠在進行激活/非激活的切換之前驗證所下載的更新軟件的正當性。在控制器中設置第1存儲區域(M1)和第2存儲區域(M2)，將第1存儲區域(M1)作為激活的存儲區域，使得更新前軟件S1存儲于其中，將第2存儲區域(M2)作為非激活的存儲區域，使得更新軟件S2下載于其中。模擬實驗用微處理器采用被下載的更新軟件S2對現場設備的運行控制進行模擬實驗。該模擬實驗的執行狀態可以由主機來監控。在模擬實驗的執行狀態的判定結果為“良”時，操作員向控制器2發送激活化的指令。由此，控制器可以進行激活/非激活的切換。該專利通過設置2個存儲區域等相關技術手段巧妙地解決了如何對更新軟件進行驗證的問題，但是，對于如何成熟地將現場總線技術運用于高爐爐頂信息采集過程、進行現場合理地總線布線卻無法直接從該文獻中獲得。綜上所述，對于如何通過現場總線提高高爐爐頂信息采集的準確率及可靠性的問題該文獻仍舊無法給出明確的解決辦法。

發明內容

本發明要解決的問題

針對現有技術高爐爐頂自動化系統中存在的生產條件復雜，現場信號采集過程復雜及信號采集準確率低的問題，本發明提供了一種基于現場總線的高爐爐頂信息采集系統，可在集中式控制系統中融合現場總線的技術，實現徹底的分散控制，它可以提高檢測與控制的準確度，減少傳送誤差，提高采集系統的可靠性，降低線路敷設的難度和施工的復雜性。

技術方案

本實用新型的以上目的通過以下技術方案實現：?

本實用新型的基于現場總線的高爐爐頂信息采集系統，它包括上位機、數據采集單元、處理單元和執行單元，所述的上位機、數據采集單元、處理單元和執行單元依次連接，所述的數據采集單元通過現場總線將高爐爐頂各信息采集點連接起來并最終將所采集信息傳輸至處理單元；所述的高爐爐頂各信息采集點包括布料設備、探尺和閥門系統。數據采集單元實時采集布料設備的溜槽設備、探尺及閥門系統運行狀態,信號傳送至上位機顯示。處理單元接收數據采集單元傳送的信號，進行計算比較判斷，產生閥位控制信號、料流調節閥的調節信號、溜槽傾角或旋轉位置的信號及探尺的提升或下降的信號。執行單元，輸入端連接至處理單元的輸出端，接收操作信號、編碼器信號、調節信號、溫壓信號，控制各設備的運行。

所述的執行單元包括布料設備執行單元、探尺執行單元和閥門系統執行單元，所述的布料設備執行單元的輸出端與高爐爐頂設備的布料設備連接，所述的探尺執行單元的輸出端與高爐爐頂設備的探尺連接，所述的閥門系統執行單元的輸出端與高爐爐頂設備的閥門系統連接。閥門執行單元，控制上料閘、上下密封閥、均排壓閥等閥門的開閉，調節料流調節閥的開度，調整介質系統閥門的狀態；布料設備執行單元，接收編碼器信號、啟停控制等信號，調節溜槽傾動旋轉，以完成設定的布料方式；探尺執行單元接收編碼器信號、啟停控制等信號，控制探尺的提升和下降，完成爐內料線的檢測。