[實(shí)用新型]一種鋼鐵企業(yè)具有氧氣管網(wǎng)壓力預(yù)測功能的壓力檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720879110.9
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN207123354U
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅君;梁偉杰;岳有軍
• 申請（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué);天津市華偉智盛信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01L11/00
• 分類號: G01L11/00;G06Q10/04
• 代理公司: 天津市尚文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司12222
• 代理人: 陳利紅

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型屬于工業(yè)氣體監(jiān)測控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鋼鐵企業(yè)具有氧氣管網(wǎng)壓力預(yù)測功能的壓力檢測系統(tǒng)。

(二)背景技術(shù)：

氧氣作為鋼鐵企業(yè)重要的耗能工質(zhì)，在煉鐵、煉鋼等冶煉過程中不可或缺。鋼鐵企業(yè)的用氧量巨大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國鋼鐵企業(yè)每年需氧量高達(dá)175-210億m³。作為鋼鐵廠的必不可少的自產(chǎn)能源介質(zhì)，生產(chǎn)氧氣需要消耗大量的電能。鋼鐵企業(yè)制氧電耗占鋼鐵企業(yè)總電耗量的20％左右，因而，減少氧氣放散對于鋼鐵企業(yè)節(jié)能減排非常重要。

管網(wǎng)壓力是衡量氧氣系統(tǒng)生產(chǎn)安全的重要指標(biāo)之一，因此，準(zhǔn)確可靠的檢測管網(wǎng)壓力并傳輸給調(diào)度人員是管網(wǎng)壓力檢測系統(tǒng)的主要任務(wù)，準(zhǔn)確可靠的檢測管網(wǎng)壓力，使現(xiàn)場調(diào)度人員根據(jù)壓力變化進(jìn)行調(diào)度，可以降低現(xiàn)場的調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)，這對于鋼鐵企業(yè)在保證安全生產(chǎn)的前提下降低氧氣放散、節(jié)約企業(yè)成本和保障鋼鐵企業(yè)正常生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。目前冶金企業(yè)氧氣壓力的檢測多側(cè)重與服務(wù)耗氧設(shè)備。而對氧氣管網(wǎng)的調(diào)度管理系統(tǒng)存在上傳信息實(shí)時(shí)性差、難以滿足氧氣實(shí)時(shí)調(diào)度的問題。同時(shí)，若氧氣管網(wǎng)壓力檢測系統(tǒng)在現(xiàn)場調(diào)度之前可以準(zhǔn)確地預(yù)測氧氣系統(tǒng)的管網(wǎng)壓力變化，現(xiàn)場調(diào)度人員根據(jù)預(yù)測的壓力變化進(jìn)行調(diào)度，可以進(jìn)一步降低現(xiàn)場的調(diào)度風(fēng)險(xiǎn)。

(三)實(shí)用新型內(nèi)容：

本實(shí)用新型專利的目的在于提供一種鋼鐵企業(yè)具有氧氣管網(wǎng)壓力預(yù)測功能的壓力檢測系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，是一種結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)；它能夠準(zhǔn)確地檢測管網(wǎng)壓力，在鋼鐵企業(yè)能源介質(zhì)的優(yōu)化調(diào)度中，應(yīng)用前景廣闊，具有重大的生產(chǎn)實(shí)踐意義。

本實(shí)用新型專利的技術(shù)方案：一種鋼鐵企業(yè)具有氧氣管網(wǎng)壓力預(yù)測功能的壓力檢測系統(tǒng)，其特征在于它包括主控計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集器和壓力變送器；其中，所述壓力變送器采集當(dāng)前鋼鐵企業(yè)氧氣管網(wǎng)壓力數(shù)據(jù)，其輸出端將壓力數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集器；所述壓力變送器與數(shù)據(jù)采集器之間呈雙向連接；所述數(shù)據(jù)采集器與工控機(jī)之間呈雙相連接；所述數(shù)據(jù)采集器通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸給主控計(jì)算機(jī)；所述主控計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)采集器采集到的壓力數(shù)據(jù)經(jīng)過處理、保存和預(yù)測計(jì)算后，通過生產(chǎn)系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)輸出給工廠需要氧氣壓力數(shù)據(jù)的設(shè)備。

所述主控計(jì)算機(jī)采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，所述工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上配置有RS485串行通訊接口、以太網(wǎng)接口、操作系統(tǒng)及壓力預(yù)測模型算法的軟件，可以實(shí)現(xiàn)在精確檢測壓力信號的同時(shí)，對氧氣管網(wǎng)下一時(shí)段的壓力進(jìn)行預(yù)測。

所述主控計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收及保存，運(yùn)行預(yù)測模型進(jìn)行壓力預(yù)測，并將預(yù)測結(jié)果傳輸給上位機(jī)；數(shù)據(jù)接收及保存是接收數(shù)據(jù)采集器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并保存在工控機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)采集器定時(shí)采集壓力數(shù)據(jù)，傳輸給主控計(jì)算機(jī)。

所述數(shù)據(jù)采集器是由STM32F103系列單片機(jī)芯片、1個(gè)擴(kuò)展以太網(wǎng)接口電路和3個(gè)擴(kuò)展RS485總線接口電路構(gòu)成。

所述擴(kuò)展以太網(wǎng)接口電路是以太網(wǎng)控制器ENC28J60結(jié)構(gòu)，所述以太網(wǎng)控制器ENC28J60與STM32F103系列單片機(jī)芯片的SPI1接口連接，受數(shù)據(jù)采集器的STM32F103系列單片機(jī)控制；所述以太網(wǎng)控制器ENC28J60上有片選管腳，其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號記為NET_CS管腳，與STM32F103系列單片機(jī)芯片的PB12管腳連接；所述以太網(wǎng)控制器ENC28J60上有中斷引腳，其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號記為NET_INT管腳，與STM32F103系列單片機(jī)芯片的PB10管腳連接；所述以太網(wǎng)控制器ENC28J60上有中斷喚醒輸出引腳，其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號記為NET_WOL管腳，與STM32F103系列單片機(jī)芯片的PB11管腳連接；所述以太網(wǎng)控制器ENC28J60上有SPI輸入引腳，其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號記為WRI_MISO管腳；所述以太網(wǎng)控制器ENC28J60上有SPI主機(jī)輸出引腳，其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號記為WRI_MOSI管腳；所述以太網(wǎng)控制器ENC28J60上有SPI時(shí)鐘引腳，其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號記為WRI_SCK。

所述數(shù)據(jù)采集器的STM32F103芯片上有USART1引腳、USART2引腳、USART3引腳，作為串行通訊接口，分別與3個(gè)擴(kuò)展RS485總線接口電路連接。