基于工业物联网的高炉热负荷监测系统
发布时间：2020-12-20 13:35
工业物联网的应用热潮正方兴未艾。炼铁高炉热负荷在线监测技术的应用对高炉长寿高产、消除事故隐患十分重要,高炉热负荷由水温差和流量决定,而其中高炉水温差检测至关重要,其稳定性与精度直接决定了高炉热负荷监测是否准确。本文将工业物联网的最新研究成果引入到高炉水温差数据监测系统,对于高炉恶劣环境下的工业数据监控有着良好的理论及工程应用前景。针对传统水温差检测系统存在的高温电缆耗费大、施工复杂、维护难度大等缺陷,本文提出并设计了基于工业物联网的高炉高精度无线水温差检测与采集系统,由测温节点、采集终端、协调器和上位机构成。考虑到现有物联网通信协议应用于高炉现场所存在的问题,本文提出并设计了基于身份标识表的无线通信协议来传输温度数据,该无线通信协议简单易行、其形成的无线网络稳定可靠。传统水温差检测装置的测温精度一般为±0.5℃,并不能满足高炉水温差的工艺要求,本文以Pt1000作为测温节点的温度传感器,在分析传统Pt1000测温电路缺陷的基础上,提出并设计了比率电桥作为Pt1000的采样电路,经过标定后的现场运行精度达到±0.02℃,为目前国内同类系统中较高的水平,基于此成果已申请3项国家发明专利。针...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种炼铁技术产铁量比重分布
[11]。图1.3 南钢5#高炉铁水外流事故高炉冷却系统对于保证高炉安全生产、延长高炉使用寿命十分重要[12, 13]。高炉的长寿需要合理的冷却制度来保证[14, 15]。高炉冷却系统的最大热负荷是高炉冷却系统设计的重要参数，若高炉冷却系统的冷却强度无法满足热负荷峰值时的需求，将会加剧炉体与冷却壁的侵蚀，甚至导致烧穿破损[2, 16-18]，如图 1.4 所示。(a) 炉体侵蚀图 (b) 冷却壁破损图图1.4 高炉侵蚀破损图1.1.2 工业物联网工业物联网顾名思义是在工业环境下应用的无线通信网络[19]。考虑到工业环境的复杂性和特殊性，工业物联网的设计必须考虑大型器械、管道、金属支架等对无线通信信号的传输造成的多径效应，和大功率电机、变频器等运作产生的电磁干扰无线通信频道造成的干扰[20]。如何保证无线通信的稳定性是工业物联网研究的重点。目前，国际上对于工业物联网的研究和应用主要有 WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA 3 个标准[21-23]。
(a) 炉体侵蚀图 (b) 冷却壁破损图图1.4 高炉侵蚀破损图1.1.2 工业物联网工业物联网顾名思义是在工业环境下应用的无线通信网络[19]。考虑到工业环境的复杂性和特殊性，工业物联网的设计必须考虑大型器械、管道、金属支架等对无线通信信号的传输造成的多径效应，和大功率电机、变频器等运作产生的电磁干扰无线通信频道造成的干扰[20]。如何保证无线通信的稳定性是工业物联网研究的重点。目前，国际上对于工业物联网的研究和应用主要有 WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA 3 个标准[21-23]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电桥的高精度电阻测量系统的设计与实现[J]. 何乃龙,沙奕卓,行鸿彦. 电子测量技术. 2015(06)
[2]第五十讲 基于WIA-PA工业无线网络的电镀废水浓度监测系统[J]. 资双飞,张广会,宋琳. 仪器仪表标准化与计量. 2015(02)
[3]嵌入式Linux系统的开发环境搭建与移植[J]. 李良,姚凯. 电脑编程技巧与维护. 2014(12)
[4]第四十一讲 基于WIA-PA工业无线网络的罐区满溢监控系统[J]. 冯东英,肖金超,邓燕. 仪器仪表标准化与计量. 2013(05)
[5]Design and Operation Control for Long Campaign Life of Blast Furnaces[J]. ZHANG Fu-ming. Journal of Iron and Steel Research(International). 2013(09)
[6]利用DS18B20单线数字温度传感器实现高炉水温差温度检测[J]. 李刚. 冶金动力. 2013(07)
[7]工业物联网研究概述[J]. 康世龙,杜中一,雷咏梅,张璟. 物联网技术. 2013(06)
[8]2012年钢铁生产及2013年消费需求分析[J]. 王婷婷. 中国钢铁业. 2013(03)
[9]工业无线国际标准及其应用介绍[J]. 潘峰. 仪器仪表用户. 2012(06)
[10]基于无线HART的涡街流量计设计[J]. 贺中华,谢云山,刘春雷,蒋济友,夏汝华. 自动化与仪器仪表. 2012(06)
硕士论文
[1]基于VMware的NTFS文件备份与恢复系统的设计与实现[D]. 芮冰冰.哈尔滨工业大学 2015
[2]电子与通信设备用Li/SOCl2电池研究[D]. 王亚琴.中南大学 2014
[3]基于CC1110无线单片机的数据监测网络的设计与实现[D]. 陶维维.兰州大学 2012
[4]工业无线传感网络分布式协同频率管理技术[D]. 袁珺.华中科技大学 2008
本文编号：2927956
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
各种炼铁技术产铁量比重分布
[11]。图1.3 南钢5#高炉铁水外流事故高炉冷却系统对于保证高炉安全生产、延长高炉使用寿命十分重要[12, 13]。高炉的长寿需要合理的冷却制度来保证[14, 15]。高炉冷却系统的最大热负荷是高炉冷却系统设计的重要参数，若高炉冷却系统的冷却强度无法满足热负荷峰值时的需求，将会加剧炉体与冷却壁的侵蚀，甚至导致烧穿破损[2, 16-18]，如图 1.4 所示。(a) 炉体侵蚀图 (b) 冷却壁破损图图1.4 高炉侵蚀破损图1.1.2 工业物联网工业物联网顾名思义是在工业环境下应用的无线通信网络[19]。考虑到工业环境的复杂性和特殊性，工业物联网的设计必须考虑大型器械、管道、金属支架等对无线通信信号的传输造成的多径效应，和大功率电机、变频器等运作产生的电磁干扰无线通信频道造成的干扰[20]。如何保证无线通信的稳定性是工业物联网研究的重点。目前，国际上对于工业物联网的研究和应用主要有 WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA 3 个标准[21-23]。
(a) 炉体侵蚀图 (b) 冷却壁破损图图1.4 高炉侵蚀破损图1.1.2 工业物联网工业物联网顾名思义是在工业环境下应用的无线通信网络[19]。考虑到工业环境的复杂性和特殊性，工业物联网的设计必须考虑大型器械、管道、金属支架等对无线通信信号的传输造成的多径效应，和大功率电机、变频器等运作产生的电磁干扰无线通信频道造成的干扰[20]。如何保证无线通信的稳定性是工业物联网研究的重点。目前，国际上对于工业物联网的研究和应用主要有 WirelessHART、ISA100.11a、WIA-PA 3 个标准[21-23]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于电桥的高精度电阻测量系统的设计与实现[J]. 何乃龙,沙奕卓,行鸿彦. 电子测量技术. 2015(06)
[2]第五十讲 基于WIA-PA工业无线网络的电镀废水浓度监测系统[J]. 资双飞,张广会,宋琳. 仪器仪表标准化与计量. 2015(02)
[3]嵌入式Linux系统的开发环境搭建与移植[J]. 李良,姚凯. 电脑编程技巧与维护. 2014(12)
[4]第四十一讲 基于WIA-PA工业无线网络的罐区满溢监控系统[J]. 冯东英,肖金超,邓燕. 仪器仪表标准化与计量. 2013(05)
[5]Design and Operation Control for Long Campaign Life of Blast Furnaces[J]. ZHANG Fu-ming. Journal of Iron and Steel Research(International). 2013(09)
[6]利用DS18B20单线数字温度传感器实现高炉水温差温度检测[J]. 李刚. 冶金动力. 2013(07)
[7]工业物联网研究概述[J]. 康世龙,杜中一,雷咏梅,张璟. 物联网技术. 2013(06)
[8]2012年钢铁生产及2013年消费需求分析[J]. 王婷婷. 中国钢铁业. 2013(03)
[9]工业无线国际标准及其应用介绍[J]. 潘峰. 仪器仪表用户. 2012(06)
[10]基于无线HART的涡街流量计设计[J]. 贺中华,谢云山,刘春雷,蒋济友,夏汝华. 自动化与仪器仪表. 2012(06)
硕士论文
[1]基于VMware的NTFS文件备份与恢复系统的设计与实现[D]. 芮冰冰.哈尔滨工业大学 2015
[2]电子与通信设备用Li/SOCl2电池研究[D]. 王亚琴.中南大学 2014
[3]基于CC1110无线单片机的数据监测网络的设计与实现[D]. 陶维维.兰州大学 2012
[4]工业无线传感网络分布式协同频率管理技术[D]. 袁珺.华中科技大学 2008
本文编号：2927956
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/2927956.html
