[發明專利]一種碳勢計算方法

有效

• 申請號: 201610011701.4
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105573237B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 吉順冬;邵華軍;林國強
• 申請（專利權）人: 江蘇豐東熱技術股份有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 王愛偉

本發明公開了一種碳勢計算方法，其包括如下步驟：1)確定碳勢計算的輸入模擬信號；2)原始輸入模擬信號的采樣；3)對原始輸入模擬信號進行算術平均值濾波；4)計算碳勢。本發明對原始輸入模擬信號進行分段算術平均值濾波處理后再計算碳勢，有效地解決了由于模擬輸入信號因為受外部環境干擾造成的碳勢波動大、數據不穩定的技術問題；同時減少了碳勢的計算次數，節約了PLC的計算資源。

技術領域

本發明涉及碳勢計算領域，尤其是一種碳勢計算方法。

背景技術

熱處理的滲碳設備中，需要對爐內的滲碳能力參數(簡稱“碳勢”)進行測量及管理，碳勢與爐內氣氛的溫度、二氧化碳含量及一氧化碳含量密切相關。碳勢與爐內氣氛的溫度、碳勢氣體(二氧化碳或氧氣)的含量及一氧化碳的含量密切相關。根據所選擇的碳勢氣體的種類，碳勢的表征方法包括氧勢法及二氧化碳勢法，氧勢法可以用表達式Cp＝f(T,O₂,CO)來表示，而二氧化碳式法則可用表達式Cp＝f(T,CO₂,CO)表示，其中：Cp表示爐內氣氛中的碳勢，T表示爐內氣氛的溫度，O₂表示爐內氣氛中的氧氣的含量，CO₂表示爐內氣氛中二氧化碳的含量，CO表示爐內氣氛中一氧化碳的含量。

以二氧化碳勢法為例，碳勢計算的過程如下：溫度傳感器獲取爐內氣氛的溫度值模擬信號，二氧化碳探頭及一氧化碳探頭分別獲取爐內氣氛中的二氧化碳及一氧化碳的百分比濃度模擬信號，上述三個輸入模擬信號被傳送至可編程控制器(PLC)，PLC調用其內部預先存儲的碳勢計算程序計算出碳勢。碳勢的計算過程復雜，計算一次碳勢需要占用較多的PLC計算資源，現有技術中，針對采集到的每一組模擬信號采樣值，PLC都會計算一次碳勢。

現有技術存在如下缺陷：1.輸入模擬信號易受到外部環境的干擾，造成碳勢的波動幅度大、數據不穩定，很難真實地反應出爐內氣氛的碳勢值變化情況；2.PLC針對每一次模擬信號采樣值都需要計算一次碳勢，需要耗費大量的PLC計算資源。

發明內容

本發明針對上述問題，提供了一種碳勢計算方法，該方法采用算術平均值濾波算法對原始輸入模擬信號進行濾波處理后再計算碳勢，其技術方案如下：

一種碳勢計算方法，其特征在于，其包括如下步驟：

1)確定碳勢計算的輸入模擬信號：輸入模擬信號包括爐內氣氛的溫度值、爐內氣氛中的二氧化碳的含量、爐內氣氛中的一氧化碳的含量；

2)原始輸入模擬信號的采樣：打開可編程控制器，連續對爐內氣氛的溫度值、爐內氣氛中的二氧化碳的含量、爐內氣氛中的一氧化碳的含量進行采樣；同時，可編程控制器的存儲單元記錄并保存原始輸入模擬信號采樣數據，記為三維數組(T(n)，CO₂(n)，CO(n))，所述T(n)、CO₂(n)、CO(n)分別為第n次采樣所獲取的爐內氣氛溫度值、爐內氣氛中二氧化碳含量、爐內氣氛中的一氧化碳含量；

3)對原始輸入模擬信號進行分段算術平均值濾波：為了消除輸入變量的高頻小幅度波動，采用分段算術平均值濾波算法對原始輸入模擬信號進行濾波處理，每段包括N(N≥2)個原始輸入模擬信號采樣數據；同時，可編程控制器的存儲單元記錄并保存經濾波處理后的輸入模擬信號，記為三維數組(T’(m)，CO₂’(m)，CO’(m))，所述T’(m)，CO₂’(m)，CO’(m)分別為第m段經濾波處理后的爐內氣氛溫度值、爐內氣氛中二氧化碳含量、爐內氣氛中的一氧化碳含量，

其中：

4)計算碳勢：基于經濾波處理后的輸入模擬信號，可編程控制器的計算單元完成碳勢計算。

作為本發明的進一步改進，所述N的取值為20。

作為本發明的進一步改進，所述可編程控制器為西門子S7-300。