發(fā)布時(shí)間：2020-04-06 05:10

【摘要】：近年來,鋁材制品已被廣泛應(yīng)用于軍事工業(yè)和各種民用工業(yè)中。鋁供應(yīng)量的持續(xù)增長離不開電解設(shè)備及鋁熔煉設(shè)備的安全運(yùn)行,而電解熔鋁爐、保溫爐是設(shè)備的核心所在。在熔煉系統(tǒng)中,設(shè)備長久運(yùn)行于高負(fù)荷環(huán)境下,容易造成電解槽底部腐蝕,進(jìn)而造成受熱不均,如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),會(huì)造成漏槽等安全事故。因此,對(duì)熔爐的溫度測量是現(xiàn)代熔煉系統(tǒng)中一個(gè)重要的安全保障措施。由于爐底存在大電流、強(qiáng)磁場以及極強(qiáng)的電磁干擾,傳統(tǒng)溫度傳感器無法正常使用,且人工測溫困難。分布式光纖溫度傳感技術(shù)的發(fā)展為爐底溫度的監(jiān)測提供了可能。本課題來源于山東兗礦輕合金有限公司的光纖熔鋁爐、保溫爐溫度監(jiān)測系統(tǒng)研制項(xiàng)目。光纖具有體積小、耐腐蝕、防燃、抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn),且分布式光纖溫度傳感器可實(shí)現(xiàn)溫度場的分布式測量,空間分辨率高,誤差小。本文利用分布式光纖傳感技術(shù)能夠連續(xù)測量光纖沿線處的溫度的特點(diǎn),將12臺(tái)熔鋁爐、保溫爐的爐底進(jìn)行區(qū)域劃分,每3m光纖繞成一圈,實(shí)現(xiàn)一個(gè)分區(qū)的溫度監(jiān)測,進(jìn)而判斷整個(gè)爐底的健康狀況。軟件系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)測點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測,測點(diǎn)溫度的預(yù)警、報(bào)警,溫度實(shí)時(shí)曲線顯示,歷史數(shù)據(jù)查詢,報(bào)表打印等功能。本文利用高速數(shù)據(jù)采集卡實(shí)現(xiàn)溫度解調(diào),底層數(shù)據(jù)采集模塊將采集后的溫度數(shù)據(jù)保存到SQL Server數(shù)據(jù)庫�，F(xiàn)場監(jiān)測層首先從SQL Server數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù),然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。本文深入研究了分布式光纖傳感技術(shù),重點(diǎn)對(duì)拉曼散射和光時(shí)域反射技術(shù)進(jìn)行了理論分析。在此基礎(chǔ)上確定了山東兗礦輕合金有限公司的光纖熔鋁爐、保溫爐溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,其中系統(tǒng)硬件主要有工控機(jī)、光開關(guān)、光纖溫度傳感器。在軟件方面,重點(diǎn)從功能性和非功能性角度進(jìn)行了詳細(xì)的需求分析,確定系統(tǒng)架構(gòu)為C/S體系。軟件用C++語言編寫,開發(fā)平臺(tái)為Visual Studio 2010,綜合了Socket通信、多線程、數(shù)據(jù)庫等多種技術(shù)手段。系統(tǒng)分為客戶端和服務(wù)器兩部分,服務(wù)器系統(tǒng)安裝在鋁熔煉系統(tǒng)控制室,與采集卡通信后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒎植际焦饫w解調(diào)系統(tǒng)采集的溫度信息存入SQL Server數(shù)據(jù)庫,與此同時(shí),系統(tǒng)的另一進(jìn)程則會(huì)不停地讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),并在服務(wù)器進(jìn)行必要的溫度信息、報(bào)警信息顯示等。客戶端系統(tǒng)安裝在網(wǎng)內(nèi)用戶計(jì)算機(jī)上,通過路由實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)器的訪問。此外,重點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行了建模,設(shè)計(jì)了概念數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型,并重點(diǎn)對(duì)通道信息表、報(bào)警記錄表等表格進(jìn)行了介紹。最后,重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),主要包括溫度數(shù)據(jù)采集模塊、實(shí)時(shí)曲線顯示模塊、歷史數(shù)據(jù)查詢模塊、歷史曲線顯示模塊、報(bào)警模塊、報(bào)警記錄查詢及打印模塊等。目前,該監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)投入使用,運(yùn)行狀況良好。本系統(tǒng)較好地滿足了實(shí)際生產(chǎn)的需要,實(shí)現(xiàn)了爐底溫度的監(jiān)測及預(yù)警,并可提前預(yù)知安全事故,對(duì)鋁工業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。
【圖文】：

逑Ｉ邋ＲＳ２３２／４８５、ＣＡＮ、邐｜數(shù)始處理、信號(hào)分逡逑＾邋Ｅｔｆｉｅｍｅｔ、繼電器等邋￣氣析、顯示及報(bào)答等逡逑圖２－６傳感系統(tǒng)框圖逡逑如圖，系統(tǒng)中有高頻脈沖激光光源、光電探測器及放大器、高速信號(hào)處理器逡逑１８逡逑

要采用開放式分層分布系統(tǒng)，由主站、光纖解調(diào)設(shè)備及現(xiàn)場光纖測溫傳感器組成，逡逑采用光栟聯(lián)接。由于系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)信息的巧享，為此，系統(tǒng)采用Ｃ／Ｓ架構(gòu)，其設(shè)逡逑計(jì)如圖３－４所示。逡逑１邐ｆ邋巧：逡逑暴邐科邐－逡逑Qg晈監(jiān)邐內(nèi)篇監(jiān)Wｒ邐，服務(wù)器逡逑控產(chǎn)備邐控砰備邐？邐．ｊ服分謊逡逑ＳＱＬ邋Ｓｅｒｖｅｒ邐＾逡逑—１—邐找巧X楀義希卞危蓿殼懾義希懾五五逭煎義下罰掌麇畏繬B墻逡逑Ｂ邐外網(wǎng)ＰＣ逡逑ＤＴＳ監(jiān)控設(shè)備逡逑圖３－４軟件系統(tǒng)架構(gòu)圖逡逑系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用可擴(kuò)展、離性能的ＳＱＬ邋Ｓｅｒｖｅｒ數(shù)據(jù)庫開發(fā)。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)逡逑定、高效、安全運(yùn)行，，我們采用單獨(dú)的一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為ＳＱＬ邋Ｓｅｒｖｅｒ服務(wù)器。而逡逑裝有ＰＣＩ數(shù)據(jù)采集卡的ＤＴＳ測溫系統(tǒng)作為Ｃ／Ｓ架構(gòu)中的服務(wù)器，其上位機(jī)程序逡逑負(fù)責(zé)與ＰＣＩ數(shù)據(jù)采集卡直接交互，完成濕度數(shù)據(jù)的采集，并上傳到ＳＱＬ邋Ｓｅｒｖｅｒ逡逑數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)光纖感濕光纜的各個(gè)分區(qū)溫度情況逡逑Ｗ實(shí)時(shí)曲線的形式顯示，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的基本配置等功能。內(nèi)網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備，是指安逡逑裝有系統(tǒng)客戶端的ＰＣ，其上位機(jī)程序負(fù)責(zé)與ＤＴＳ測溫系統(tǒng)進(jìn)行Ｓｏｃｋｅｔ網(wǎng)絡(luò)通信，逡逑二者建立連接后
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF351;TP274

【參考文獻(xiàn)】

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2 張靜,宋銳,夏勝平,胡衛(wèi)東,郁文賢;UML在數(shù)字化雷達(dá)顯示系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2004年07期

3 顧平;數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)工具PowerDesigner的研究與實(shí)踐[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件;2004年11期

4 朱文祥;供風(fēng)對(duì)沖天爐熔煉鐵液質(zhì)量的影響[J];機(jī)械工人(熱加工);2004年10期

5 謝祖武;廖航榮;;用于海底管線陰極保護(hù)的鐲式鋁基犧牲陽極制造技術(shù)[J];廣東石油化工學(xué)院學(xué)報(bào);2012年03期

6 張穎;張娟;郭玉靜;王慶華;;分布式光纖溫度傳感器的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2007年08期

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本文編號(hào)：2616063