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    水泥廠無線測溫方案
           溫度是表征被測對象冷熱程度的物理量,它在水泥生產工藝控制中是一個極為重要的參數。溫度的自動監測和控制已成為水泥廠生產高質量水泥的重要條件之一,也是水泥廠進行安全生產和減少損失采取的重要措施之一。采用傳統的有線信號傳輸施工復雜,布線效率低,不便于管理。發生故障時,耗費大量的人力物力排查和重新鋪設電纜,且長距離傳輸時易受電磁干擾。因而溫度信號的無線傳輸和在線遙測顯得越來越重要。本文論述的該套無線測溫系統設計方案,采用先進傳感技術、抗電磁干擾設計,可對多種惡劣環境條件下的溫度實現現場和遠程智能化在線監測和預警。

    1、系統要求

           水泥廠的溫度采集主要分為兩類:(1)高溫段溫度采集,如窯尾預分解系統的混合室中部溫度和出口溫度、窯尾三次風溫度等,溫度通常在 500℃以上,主要應用熱電偶作為檢測元件進行溫度測量;(2)低溫段溫度采集,如煤粉收塵器出口入口溫度等,溫度通常在 150℃以下,主要應用熱電阻作為檢測元件進行溫度測量。
    (1)為了使用的普遍性,要求該套系統對于高溫段、低溫段都能進行準確的溫度測量和無線傳輸以及遠程報警。
    (2)為了提高系統的可靠性,要求采用先進的數字化及無線傳輸技術。
    (3)為了方便擴展與其他系統互連,要求系統采用標準化設計。
    (4)在保證使用距離的情況下,要求采用超低功耗設計,傳感器電池供電時間應保證在 4 年以上,且電池可更換。
    (5)為了確保系統能安全、可靠運行且準確性高,要求該套系統具有很強的抗電磁干擾能力。

    2、系統硬件結構

           系統主要由無線溫度傳感器、無線測溫通信終端(溫度顯示儀)、溫度監測報警子系統三部分組成。

    (1)無線溫度傳感器由控制單元、無線數據傳輸和溫度測量三部分組成。一體化熱電偶和一體化熱電阻均可以直接輸出 4~20mA 標準毫安電流信號,所以溫度測量單元主要是通過與測溫傳感器的配套使用,負責將熱電偶或熱電阻變送輸出的毫安信號通過模數轉換,變成數字信號,最后通過無線數據傳輸單元將信號傳送給無線測溫通信終端??刂茊卧梢钥刂茢祿l送的間隔時間,通過控制單元的控制,傳感器可以每隔一定的時間自動地發送溫度信號。無線通信采用 433- 470MHz 開放免費頻段,傳輸距離為 100 米至 700 米,最遠可達 800 米,數據傳輸速率為 9600bps,發射電流為 20mA,工作電壓為 2.7- 3.6V,最大發射功率可達+13dBm。每個無線溫度傳感器均具有唯一的 ID 編號。在實際安裝使用時,傳感器將記錄的每個數據及其編號一起存入溫度監測工作站的計算機數據庫中。傳感器每隔一定時間(可以事先設定)自動發射一次監測點的溫度數據,測量時間間隔可由遠程軟件調節時間間隙,測量時間間隔內溫度超過閥值可主動啟動發射上傳,溫度發現異常立即報警,可不受發送周期限制。報警溫度設定也可由遠程軟件對傳感器設定,任意調節。

    (2)無線測溫通信終端(溫度顯示儀)安裝在控制室內,負責接收各無線溫度傳感器發送來的溫度數據,并通過總線連接,把數據上傳到中控室管理計算機并響應管理軟件的各種命令。溫度顯示采用 2.5 英寸液晶顯示屏,顯示精度0.5,因為不同量程的熱電偶和熱電阻的相同毫安信號所對應的溫度值是不同的,所以該顯示儀配有智能菜單,可對測溫傳感器的量程等進行相應的設置。

    (3)溫度監測計算機從測溫通訊終端采集各監測點的運行溫度數據,在數據庫中做長期保存,實時顯示監測點的溫度變化曲線,并進行分析,一旦發現溫度過熱或急劇升溫到設置報警溫度立即報警。

    3、系統軟件要求

           顯示實時溫度數據和最高溫度數據的功能,也可查詢某個時間段的歷史數據,并繪制曲線,以圖形化的方式反映狀態量的變化情況。通過 WINCC 可以很容易組態出相應的溫度記錄圖表??赏ㄟ^軟件調節下位機和溫度傳感器的溫度報警閥值和測量時間??煞奖愕亟尤刖W絡,進行 web 發布。
     
           采用傳統的溫度信號傳輸方式需采用屏蔽軟電纜穿管敷設,對于諸如窯尾混合室中部溫度,窯頭收塵器進口和出口溫度等,測量位置較高且布線困難,而無線溫度測量正好避免了因為布線難度大所帶來的困擾,大大提高了施工效率。因為無需電纜傳輸,所以可以節省一筆很可觀的電纜投資,且由于采用了標準化設計,在發生故障時,模塊更換簡單易行,無需重新敷設電纜。
     


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