CN101716663A - 一种连铸大包下渣检测远程监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连铸大包下渣检测远程监控系统，其特征在于，包括传感器、下渣检测装置、远程监控模块(RCU)、服务器和客户端；传感器、下渣检测装置、远程监控模块并各部依次相连，服务器和客户端与Internet互联网相连。本发明的有益效果是：建立连铸大包下渣检测远程监控系统，可以对大包下渣及设备的运行情况进行远程监控，远程修改现场下渣检测装置的系统参数，对出现的故障进行远程诊断并给以专家的维护指导，解决以往专家资源有限，无法及时到现场指导，以及检测装置出现故障时，维修周期长、维护费用高的问题，提高服务效率和服务水平。

Description

一种连铸大包下渣检测远程监控系统及方法

技术领域

本发明涉及冶金工业领域，更具体的说，是涉及面向连铸生产的一种连铸大包下渣检测远程监控系统及方法。

背景技术

在连铸生产过程中，大包中的氧化剂、杂质混合形成液体钢渣，其比重较轻，浮于钢水上部。在钢水浇注后期，钢渣逐渐从大包流入中包，影响钢材品质，减小中包的使用寿命，严重时甚至使连铸生产无法进行。为了改善钢材品质，提高中包的使用寿命与钢水收得率，必须安装准确有效的钢水大包下渣检测装置。

当前连铸大包下渣检测装置已取得了广泛应用，由于检测装置的运行机制复杂，现场操作人员对其了解有限，当连铸线需要更换钢种或生产有特殊质量要求的钢坯时，需要专家指导调整检测装置的系统参数；当检测装置出现故障时，需要厂家维护人员进行维修。同时由于连铸钢厂分布范围广，专家及维护人员有限，到达现场的路途需要花费较多的时间，且在到达现场前因故障原因不明，未能带上所需的配件等问题也比较普遍，进一步造成调整维护时间的延长，严重影响了连铸生产的正常进行，降低了设备的利用率，增加了设备的维护费用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种连铸大包下渣检测远程监测系统及方法，以克服现有检测装置调整维修时间长，维护费用高的问题，更进一步实现了对现场大包下渣检测设备系统参数的远程设置，下渣数据及设备运行状态的远程监控及故障诊断等功能。

本发明所采用的技术方案是：

一种连铸大包下渣检测远程监测系统包括传感器、下渣检测装置、远程监控模块(RCU)、服务器和客户端；传感器、下渣检测装置、远程监控模块并各部依次相连，服务器和客户端与Internet互联网相连。

所述的传感器有封闭式金属外壳抗干扰及循环气流风冷抗高温保护设计，能够适应连铸现场的恶劣环境，负责大包水口振动信号的实时采集。

所述的下渣检测装置，包括信号处理单元、电源管理单元、电器控制单元、工业控制计算机及前端控制单元，其中信号处理单元、电源管理单元、电器控制单元、工业控制计算机都整合在系统控制柜(MCU)内；

所述的信号处理单元，主要负责对输入信号的处理、输出控制信号及与工业控制计算机通讯；

所述的电源管理单元，主要负责为其它单元提供电源；

所述的电气控制单元，主要负责连铸大包下渣检测装置的电气控制及电缆连接，包括空气开关、电源保险、面板控制、电路接插件等；

所述的工业控制计算机，运行了下渣检测处理软件(SDMS)，主要负责对信号处理单元上传的输入信号的处理分析、特征提取和下渣判断，并实时显示信号时序波形和设备运行状态参数，结合下渣判断输出控制信号；

所述的前端控制单元，主要负责中间包液位控制、下渣声光报警控制和按钮盒控制。

所述的远程监控模块(RCU)，其核心是工业无线路由器(Wireless Router)，无线路由器通过以太网接口与下渣检测装置工业控制计算机相连，然后以无线方式连接到移动通信网，再由移动通信网转换连接到Internet互联网。

所述的服务器，是一台架设在Internet互联网上的虚拟VPS服务器，服务器上运行了下渣检测远程监控软件。

所述的客户端，是一台可以连接到Internet互联网上的办公计算机。

作为一种改进，所述的下渣检测处理软件包括通信模块、参数设置模块、系统控制模块、输入输出模块、数据分析显示模块、状态显示模块、数据传输及软件升级模块；

所述的通信模块负责通过TCP、UDP协议进行远程数据的发送和接收；

所述的参数设置模块负责系统各个技术参数的设定，以满足不同环境、不同用户的需求；

所述的系统控制模块负责检测装置的启动、停止、历史数据自动保存等基本操作；

所述的输入输出模块负责接收传感器、大包中包重量、按钮控制盒操作等输入信号，输出控制信号给前端控制单元；

所述的数据分析显示模块负责对各种输入信号的处理分析、特征提取、和下渣判断，并实时显示处理后的大包下渣数据；

所述的状态显示模块根据数据分析显示模块对输入信号的分析判断结果，显示大包、中包重量、是否下渣等状态信息；

所述的数据传输及软件升级模块负责通过通信模块进行历史数据和配置文件的远程传输，以及软件的在线升级。

作为一种改进，所述的下渣检测远程监控软件包括通信模块、远程参数设置模块、远程系统控制模块、远程数据监控模块、远程状态显示模块、远程数据传输及软件升级模块；

所述的通信模块负责通过TCP、UDP协议进行远程数据的发送和接收；

所述的远程参数设置模块负责通过通信模块对现场下渣检测处理软件各个技术参数进行远程设定，以满足不同环境、不同用户的需求；

所述的远程系统控制模块负责远程控制现场检测装置的启动、停止、检测、重启；

所述的远程数据监控模块负责通过通信模块获取现场检测装置的实时下渣数据，并在远程监控界面上显示数据时序波形；

所述的远程状态显示模块负责通过通信模块获取所有建立连接的现场检测装置的运行、下渣等状态信息，并在远程监控界面上实时显示；

所述的远程数据传输及软件升级模块负责通过通信模块进行历史数据和配置文件的远程传输，新的下渣检测处理软件的发布并提供远程下载服务。

一种基于连铸大包下渣检测的远程监控方法，包括以下步骤：

a)利用传感器获得大包长水口的钢水振动信号；

b)将水口振动信号协同现场大包、中包重量信号、水口控制信号等上传至系统控制柜(MCU)内，再经内部信号处理单元预处理，输入给工业控制计算机上的下渣检测处理软件，软件对各种输入信号进行处理分析、特征提取及下渣判断，并实时显示处理后的大包下渣数据及状态信息。

c)工业控制计算机通过远程监控模块(RCU)与架设在Internet互联网上的VPS服务器建立无线网络连接。

d)现场工业控制计算机上的下渣检测处理软件通过无线网络以心跳方式不断发送运行状态数据包给远程VPS服务器上的下渣检测远程监控软件，VPS服务器上的下渣检测远程监控软件收到心跳状态数据包后，按照约定协议进行解包，提取并保存每台现场设备的设备标识、运行状态信息，并显示所有建立连接的现场大包下渣检测装置的设备标识及运行状态。

e)通过VPS服务器上的下渣检测远程监控软件，选择任一已连接远程现场大包下渣检测设备，通过发送命令形式对远程现场设备进行参数设置、系统控制、数据监控、数据传输及软件升级操作。

f)用户或专家可以利用任何一台可连接到Internet互联网的办公计算机，同过网络登录到虚拟VPS服务器上，便可通过下渣检测远程监控软件进行远程监控。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)建立连铸大包下渣检测远程监控系统，可以对大包下渣及设备的运行情况进行远程监控，远程修改现场下渣检测装置的系统参数，对出现的故障进行远程诊断并给以专家的维护指导，解决以往专家资源有限，无法及时到现场指导，以及检测装置出现故障时，维修周期长、维护费用高的问题，提高服务效率和服务水平。

(2)可以对现场下渣检测处理软件进行远程升级，降低维护费用。

(3)远程实时监控现场大包下渣情况，下载检测装置的运行的历史数据，供专家进一步分析研究，为产品创新提供可靠依据。

附图说明

图1是大包下渣检测远程监控系统示意图。

图2是下渣检测装置示意图。

图3是下渣检测处理软件模块组成与功能图。

图4是下渣检测远程监控软件模块组成与功能图。

具体实施方式

结合附图，下面对本发明进行详细说明。

如图1、图2所示，一种连铸大包下渣检测远程监控系统，其硬件包括传感器、下渣检测装置、远程监控模块(RCU)、服务器和客户端；传感器、下渣检测装置、远程监控模块依次相连，服务器和客户端与Internet互联网相连。

传感器为压电式加速度传感器，经过抗干扰、抗高温保护设计，能够适应连铸现场的恶劣环境，负责大包水口振动加速度信号的实时采集。下渣检测装置，包括信号处理单元、电源管理单元、电器控制单元、工业控制计算机及前端控制单元，其中信号处理单元、电源管理单元、电器控制单元、工业控制计算机都整合在系统控制柜(MCU)内。远程监控模块(RCU)采用型号为M2000GR工业GPRS无线路由器，通过以太网接口与下渣检测装置工业控制计算机相连，然后以无线方式通过基站连接到移动GPRS网，再由GPRS网转换连接到Internet互联网。服务器为租用的商业虚拟VPS服务器，用于运行下渣检测远程监控软件。客户端可以是任意一台可以连接到Internet互联网上的办公计算机。

下渣检测处理软件(SDMS)包括通信模块、参数设置模块、系统控制模块、输入输出模块、数据分析显示模块、状态显示模块、数据传输及软件升级模块；通信模块负责通过TCP、UDP协议进行远程数据的发送和接收；参数设置模块负责系统各个技术参数的设定，以满足不同环境、不同用户的需求；系统控制模块负责检测装置的启动、停止、历史数据自动保存等基本操作；输入输出模块负责接收传感器、大包中包重量、按钮控制盒操作的输入信号，输出控制信号给前端控制单元；数据分析显示模块负责对各种输入信号的处理分析、特征提取、和下渣判断，并实时显示处理后的大包下渣数据；状态显示模块根据数据分析显示模块对输入信号的分析判断结果，显示大包、中包重量、是否下渣状态信息；数据传输及软件升级模块负责通过通信模块进行历史数据和配置文件的远程传输，以及软件的在线升级。

下渣检测远程监控软件包括通信模块、远程参数设置模块、远程系统控制模块、远程数据监控模块、远程状态显示模块、远程数据传输及软件升级模块；通信模块负责通过TCP、UDP协议进行远程数据的发送和接收；远程参数设置模块负责通过通信模块对现场下渣检测处理软件各个技术参数进行远程设定，以满足不同环境、不同用户的需求；远程系统控制模块负责远程控制现场检测装置的启动、停止、检测、重启；远程数据监控模块负责通过通信模块获取现场检测装置的实时下渣数据，并在远程监控界面上显示数据时序波形；远程状态显示模块负责通过通信模块获取所有建立连接的现场检测装置的运行、下渣的状态信息，并在远程监控界面上实时显示；远程数据传输及软件升级模块负责通过通信模块进行历史数据和配置文件的远程传输，新的下渣检测处理软件的发布并提供远程下载服务。

一种基于连铸大包下渣检测的远程监控方法，包括以下步骤：

a)利用传感器获得大包长水口的钢水振动信号；

b)将水口振动信号协同现场大包、中包重量信号、水口控制信号等上传至系统控制柜(MCU)内，再经内部信号处理单元预处理，输入给工业控制计算机上的下渣检测处理软件，软件对各种输入信号进行处理分析、特征提取及下渣判断，并实时显示处理后的大包下渣数据及状态信息。

c)工业控制计算机通过远程监控模块(RCU)与架设在Internet互联网上的VPS服务器建立无线网络连接。

d)现场工业控制计算机上的下渣检测处理软件通过无线网络以心跳方式不断发送运行状态数据包给远程VPS服务器上的下渣检测远程监控软件，VPS服务器上的下渣检测远程监控软件收到心跳状态数据包后，按照约定协议进行解包，提取并保存每台现场设备的设备标识、运行状态等信息，并显示所有建立连接的现场大包下渣检测装置的设备标识及运行状态。

e)通过VPS服务器上的下渣检测远程监控软件，选择任一已连接远程现场大包下渣检测设备，通过发送命令形式对远程现场设备进行参数设置、系统控制、数据监控、数据传输及软件升级。

f)用户或专家可以利用任何一台可连接到Internet互联网的办公计算机，同过网络登录到虚拟VPS服务器上，便可通过下渣检测远程监控软件进行远程监控。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种连铸大包下渣检测远程监控系统，其特征在于，包括传感器、下渣检测装置、远程监控模块(RCU)、服务器和客户端；传感器、下渣检测装置、远程监控模块并各部依次相连，服务器和客户端与Internet互联网相连。

2.根据权利要求1所述的一种连铸大包下渣检测远程监控系统，其特征在于，传感器有封闭式金属外壳抗干扰及循环气流风冷抗高温保护设计，能够适应连铸现场的恶劣环境，负责大包水口振动信号的实时采集。

3.根据权利要求1所述的连铸大包下渣检测远程监控系统，其特征在于，下渣检测装置包括信号处理单元、电源管理单元、电器控制单元、工业控制计算机及前端控制单元，其中信号处理单元、电源管理单元、电器控制单元、工业控制计算机都整合在系统控制柜(MCU)内；

所述的信号处理单元，主要负责对输入信号的处理、输出控制信号以及与工业控制计算机通讯；

所述的电源管理单元，主要负责为其它单元提供电源；

所述的电气控制单元，主要负责连铸大包下渣检测装置的电气控制及电缆连接，包括空气开关、电源保险、面板控制、电路接插件；

所述的工业控制计算机，运行了下渣检测处理软件(SDMS)，主要负责对信号处理单元上传的输入信号的处理分析、特征提取和下渣判断，并实时显示信号时序波形和设备运行状态参数，结合下渣判断输出控制信号；

所述的前端控制单元，主要负责中间包液位控制、下渣声光报警控制和按钮盒控制。

4.根据权利要求1所述的连铸大包下渣检测远程监控系统，其特征在于，远程监控模块的核心是工业无线路由器(Wireless Router)，无线路由器通过以太网接口与下渣检测装置工业控制计算机相连，然后以无线方式连接到移动通信网，再由移动通信网转换连接到Internet互联网。

5.根据权利要求1所述的连铸大包下渣检测远程监控系统，其特征在于，服务器是一台架设在Internet互联网上的虚拟VPS服务器，服务器上运行了下渣检测远程监控软件。

6.根据权利要求3所述的连铸大包下渣检测远程监控系统，其特征在于，下渣检测处理软件包括通信模块、参数设置模块、系统控制模块、输入输出模块、数据分析显示模块、状态显示模块、数据传输及软件升级模块；

所述的通信模块负责通过TCP、UDP协议进行远程数据的发送和接收；

所述的参数设置模块负责系统各个技术参数的设定，以满足不同环境、不同用户的需求；

所述的系统控制模块负责检测装置的启动、停止、历史数据自动保存基本操作；

所述的输入输出模块负责接收传感器、大包中包重量、按钮控制盒操作输入信号，输出控制信号给前端控制单元；

所述的数据分析显示模块负责对各种输入信号的处理分析、特征提取、和下渣判断，并实时显示处理后的大包下渣数据；

所述的状态显示模块根据数据分析显示模块对输入信号的分析判断结果，显示大包、中包重量、是否下渣状态信息；

所述的数据传输及软件升级模块负责通过通信模块进行历史数据和配置文件的远程传输，以及软件的在线升级。

7.根据权利要求5所述的连铸大包下渣检测远程监控系统，其特征在于，下渣检测远程监控系统软件包括通信模块、远程参数设置模块、远程系统控制模块、远程数据监控模块、远程状态显示模块、远程数据传输及软件升级模块；

所述的通信模块负责通过TCP、UDP协议进行远程数据的发送和接收；

所述的远程参数设置模块负责通过通信模块对现场下渣检测处理软件各个技术参数进行远程设定，以满足不同环境、不同用户的需求；

所述的远程系统控制模块负责远程控制现场检测装置的启动、停止、检测、重启等操作；

所述的远程数据监控模块负责通过通信模块获取现场检测装置的实时下渣数据，并在远程监控界面上显示数据时序波形；

所述的远程状态显示模块负责通过通信模块获取所有建立连接的现场检测装置的运行、下渣状态信息，并在远程监控界面上实时显示；

所述的远程数据传输及软件升级模块负责通过通信模块进行历史数据和配置文件的远程传输，新的下渣检测处理软件的发布并提供远程下载服务。

8.一种基于连铸大包下渣检测的远程监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)利用传感器获得大包长水口的钢水振动信号；

b)将水口振动信号协同现场大包、中包重量信号、水口控制信号等上传至系统控制柜(MCU)内，再经内部信号处理单元预处理，输入给工业控制计算机上的下渣检测处理软件，软件对各种输入信号进行处理分析、特征提取及下渣判断，并实时显示处理后的大包下渣数据及状态信息。

c)工业控制计算机通过远程监控模块(RCU)与架设在Internet互联网上的VPS服务器建立无线网络连接。

d)现场工业控制计算机上的下渣检测处理软件通过无线网络以心跳方式不断发送运行状态数据包给远程VPS服务器上的下渣检测远程监控软件，VPS服务器上的下渣检测远程监控软件收到心跳状态数据包后，按照约定协议进行解包，提取并保存每台现场设备的设备标识、运行状态信息，并显示所有建立连接的现场大包下渣检测装置的设备标识及运行状态。

e)通过VPS服务器上的下渣检测远程监控软件，选择任一已连接远程现场大包下渣检测设备，通过发送命令形式对远程现场设备进行参数设置、系统控制、数据监控、数据传输及软件升级。

f)用户或专家可以利用任何一台可连接到Internet互联网的办公计算机，同过网络登录到虚拟VPS服务器上，便可通过下渣检测远程监控软件进行远程监控。

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