CN102322970B - 一种焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统 - Google Patents
一种焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及焦炉烘炉工艺技术领域，公开了一种焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，包括热电偶、补偿导线、下位机、交换机和上位机，上位机包括上位机工作站和冗余上位机工作站，上位机工作站、冗余上位机工作站分别与交换机连接，上位机工作站及冗余上位机工作站均包括数据库、实时数据采集模块、数据转换模块和数据综合管理模块。本发明能够提高焦炉烘炉过程温度检测分析系统的稳定性和数据分析能力，降低烘炉工艺维护量、管理成本和设备故障率，提高焦炉烘炉质量，实现焦炉烘炉多点温度全自动检测分析的功能，可保障炉体实际温度与计划温度曲线基本吻合，控制焦炉砌体日膨胀率在正常范围以内，保障烘炉工艺顺利实施，提高焦炉炉体质量。
Description
技术领域
本发明涉及焦炉烘炉工艺技术领域，主要应用于对焦炉烘炉中的温度进行检测分析。
背景技术
在现代焦炉烘炉工艺过程中，通常采用热电偶、采集模块和计算机对焦炉内部三百多个点的温度进行检测和处理，以提高温度检测准确性和连续性，这对掌握炉体变化情况，保证烘炉效果起着极其重要的作用。
现有技术中的烘炉系统在实际应用中存在以下问题：
1.目前已有的烘炉系统稳定性较差，一旦采集模块或计算机出现故障，就会导致烘炉温度计算失真，焦炉温度测量失控及烘炉数据丢失，这时烘炉煤气供给就会出现误差，必然导致炉体内各区域温度上升不均匀。
2.炉体不同位置膨胀率与设计预定值不一致，破坏炉体的严密性，严重时将会导致砌体彼此拉裂，护炉部件损坏等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，它具有采用冗余工作站作为上位机，使得系统的稳定性得以提高的特点。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，包括热电偶、补偿导线、下位机、交换机和上位机，所述热电偶、补偿导线、下位机、交换机、上位机顺序连接，其特征在于，所述上位机包括上位机工作站和冗余上位机工作站，所述上位机工作站、冗余上位机工作站分别与所述交换机连接，
所述上位机工作站及冗余上位机工作站均包括数据库、实时数据采集模块、数据转换模块和数据综合管理模块，所述实时数据采集模块与所述数据转换模块、数据库、数据综合管理模块顺序连接。
对上述基础方案的改进为，所述上位机还包括数据筛选模块，
所述数据综合管理模块包括区域温度处理模块、区域温度曲线生成模块、异常温度点报警模块、计算结果存储模块，
所述数据筛选模块连接所述数据库，数据筛选模块还与所述数据综合管理模块中的区域温度处理模块连接，区域温度处理模块还分别连接所述区域温度曲线生成模块、异常温度点报警模块、计算结果存储模块；
实时数据采集模块通过所述下位机的温度采集模板获取热电偶采集到的温度数据，并存储到下位机的存储区中；
所述数据转换模块对存储区中的温度数据进行转换运算，并将经过转换运算的数据写入数据库中；
所述数据筛选模块对数据库中的全部温度数据按照区域进行分类，之后分别传给区域温度处理模块；
所述区域温度处理模块接收数据筛选模块传来的温度数据，将异常温度数据排除并向异常温度点报警模块发出报警信号，将余下的温度数据进行分析计算，输出准确区域综合温度值生成报表，并将输出的准确区域综合温度值传送给区域温度曲线生成模块、计算结果存储模块；
所述异常温度点报警模块接到区域温度处理模块发出的报警信号后报警；
所述区域温度曲线生成模块根据区域温度处理模块输出准确区域综合温度值生成区域温度曲线；
所述计算结果存储模块对区域温度处理模块输出准确区域综合温度值进行存储。
优选的技术方案为，所述数据转换模块根据所述热电偶的分度号、测量范围和下位机温度采集模板的型号、精度、有无冷端补偿功能，设置对应的比例和补正算法，对存储区中的温度数据进行转换运算，得到准确的温度值。
对上述技术方案进一步优选的为，所述数据转换模块中设置的对应的比例算法是通过多次测量、比对调节热电偶所采集的信号经数据转换模块转换后的温度数据与实际温度值之间的10n的比例差值确定的；
所述数据转换模块中设置的补正算法是依照下位机中的温度采集模板是否带冷端补偿设置和多次测量、比对所述比例算法转换之后的数据与实际温度之间的差值来确定的。
对上述技术方案进一步改进的为，所述上位机的数据综合管理模块还包括区域计划温度计算模块，所述区域计划温度计算模块与所述区域温度处理模块连接，区域计划温度计算模块中预设有烘炉时间、火道计划温度和区域温度比例参数。
对上述技术方案再进一步优选的为，所述区域计划温度计算模块根据预先设定的烘炉时间和火道计划温度，结合工艺对焦炉膨胀率的要求通过下述方式计算出计划温度：
区域计划温度计算模块根据工艺人员预先设定在数据库中的焦炉膨胀率曲线推算整个烘炉过程中管理火道每一天的计划温度，再根据当前时间计算最近两天的时间，根据此时间从数据库获取最近两天的管理火道计划温度，计算出两点间温度与时间关系曲线，将当前时间点带入曲线函数，计算出当前的管理火道计划温度，再根据所计算区域温度与管理火道计划温度的比例计算出区域计划温度。
对上述技术方案更进一步的改进为，所述上位机的数据综合管理模块还包括均值温度计算模块，所述均值温度计算模块连接所述区域温度处理模块，均值温度计算模块根据温度值分布情况、温度点位置信息，剔除明显偏离正常值的特殊温度数据后，计算出区域平均温度并发送给区域温度处理模块。
对上述改进方案优选的为，所述均值温度计算模块计算出区域平均温度的方法为：首先计算该区域所有温度数据几何平均值，将该值作为标准，找到与几何平均值偏差较大的特殊温度，从而剔除特殊温度，再对排除了特殊温度的数据求算术平均值，即为区域平均温度。
对上述技术方案再进一步改进的为，所述区域温度处理模块预设有温度报警参数，所述温度报警参数是根据所述热电偶在不同温度段测量误差不同，确定不同温度段温度值偏离正常值的范围，作为报警临界点，使用该范围作为当前温度下的报警参数。
更加优选的技术方案为，所述区域温度处理模块接收到区域计划温度计算模块计算出的区域计划温度参数、均值温度计算模块计算出的区域均值温度，以及温度报警参数时，通过下述方法进行处理：
区域温度处理模块将区域均值温度作为标准值，剔除与该值偏差较大的温度数据，使用剔除值周围的数据的平均值替代剔除值，重新计算区域所有温度数据的算术平均值，作为区域综合温度。再将该区域综合温度与计划温度比较，如果偏差太大，则输出区域综合温度值报警；如果偏差在一定范围内则不输出区域综合温度值报警。然后使用温度报警参数逐一筛查温度数据，对超过报警范围的数值按照报警级别进行报警。
本发明的有益效果在于：
1.为解决已有烘炉系统存在温度数据采集稳定性差的问题，本发明采用冗余工作站作为上位机，两台工作站各自独立运作，都具备温度数据传输、存储、计算、分析、显示、报警的功能，两工作站中任何一个工作站发生故障，另外一个工作站仍可以保障系统正常运行，留出时间来处理故障，同时保障温度数据的连续、准确采集。
2.本系统在上位机中设置有数据转换模块，通过数据转换模块依据测温所采用的热电偶的特点、输入模板的型号及特点，设置对应的比例和补正算法，对存储的温度数据进行转换运算，从而获得准确的温度值。能够很好的排除干扰和误差，提高系统稳定性和数据准确性。
3.上位机中的区域温度处理模块接收三组输入参数：区域计划温度、温度报警参数、区域均值温度。其中，温度报警参数的设置能够有效降低误报警、错报警的机率；区域计划温度是指导烘炉的关键因素，该区域计划温度是根据预先设定的烘炉时间和管理火道计划温度的关系，结合工艺对焦炉膨胀率的要求计算获得，在区域温度处理模块对温度进行处理时参考该参数能够改善区域计划温度的准确性，使焦炉升温曲线更趋于工艺要求；区域均值温度能够使区域温度处理模块计算出的温度结果更接近该区域实际温度，更能反映焦炉内部状况。
4.本发明通过对实时采集到的数据进行数据转换、在对温度进行分析、处理的过程中增设区域计划温度、区域均值温度、温度报警参数，使得温度处理的整个过程得到控制，进一步增强了系统的稳定性和数据的准确性。
5.现有技术中存在的炉体不同位置膨胀率偏离了设计值，主要是由于烘炉过程中不同位置煤气供给不均匀造成的，因此解决炉体不同位置膨胀率偏离设计值问题，就要提高烘炉温度测量和计算稳定性和准确性。本系统采用冗余工作站作为上位机，各个上位机不仅在硬件结构上对等，实现冗余，在数据分析、数据存储上也都实现冗余，提高系统稳定性，改进计算方法，增强综合温度计算准确度来解决该问题。
本发明能够提高焦炉烘炉过程温度检测分析系统的稳定性和数据分析能力，降低烘炉工艺维护量、管理成本和设备故障率，提高焦炉烘炉质量，实现焦炉烘炉多点温度全自动检测分析的功能。本系统可以有效保障炉体实际温度与计划温度曲线基本吻合，控制焦炉砌体日膨胀率在正常范围以内，保障烘炉工艺顺利实施，提高焦炉炉体质量。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例的原理框图。
图3为本发明实施例对温度进行处理的流程图。
其中，1-热电偶，2-补偿导线，3-下位机中的温度采集模板，4-PLC远程柜，5-PLC主控柜，6-PLC主机架，7-工业交换机，8-工作站。
具体实施方式
为进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统的具体实施方式、结构、特征及其功效进行详细说明。
如图1所示的本发明实施例的结构示意图，本发明结合自动化领域、通讯领域、计算机领域最新技术，采用热电偶1、补偿导线2、下位机、交换机7、上位机8连接组成。焦炉内部300多个点的温度由热电偶1、补偿导线2及下位机的温度采集模板3转换成电信号，传入下位机进行处理，再通过下位机上的通信模块和交换机7将数据传送给上位机8，在上位机8中进行数据存储、计算、分析、显示、报警等任务。
本发明三百多个热电偶1的安装是在焦炉顶部和底部，安装方法是将热电偶1插入焦炉顶、底部预留孔位的热电偶安装基座中并固定。本实施例中选用西门子PLC作为下位机。六个PLC远程柜4安装在焦炉二楼室外平台上，PLC远程柜4中包含电源、通信模板、温度采集模板3。温度补偿导线2连接热电偶1和六个PLC远程柜4中的温度采集模板3。PLC主控柜5和两台工作站8安在装煤塔中的烘炉控制室内。PLC主控柜5中包含PLC主机架6和工业交换机7。六个PLC远程柜4和PLC主控柜5之间通过DP网连接。PLC主机架6通过通信模块与交换机7实现以太网连接，两台工作站8通过以太网与PLC主控柜5中的交换机7相连。
PLC程序为Step7程序，驻留在PLC主控柜5的CPU中，用以处理热电偶1采集的温度信号。数据库、WinCC程序、数据综合处理模块驻留在工作站8中。WinCC程序与PLC通讯，获取温度数据；数据综合处理模块包括：区域温度处理模块、区域温度曲线生成模块、异常温度点报警模块、计算结果存储模块，用以将温度数据进行存储、计算、分析、显示等操作。优选的，数据综合处理模块还包括区域计划温度计算模块、温度报警参数、均值温度计算模块。
本实施例中，上位机对获取的温度数据进行分析、处理的过程如下：
第一步：数据转换。
实时数据采集模块接收下位机PLC输入模块3采集的350余个温度数据，并在CPU存储区内存储。再由数据转换模块依据测温所采用的热电偶1的分度号、测量范围，和温度采集模板3的型号、精度、有无冷端补偿功能的特点，设计对应的比例和补正算法，对存储的温度数据进行转换运算，得到准确的温度值。处理后的数据再由该模块写入SQLServer数据库。在西门子CPU中，结合温度采集模板3，采用Step7设计算法，对数据进行处理，可以很好地排除干扰和误差，极大提高系统稳定性和数据准确性。
其中，比例算法是调节热电偶所采集的信号，经模板转换后的温度数据与实际温度值之间的10n的比例差值，该值是在多次测量、比对两者之间规律之后确定的，并使用Step7代码编制代码实现。
补正算法的目的主要是进行热电偶冷端补偿，减少环境温度的误差。由于温度输入模板有带冷端补偿和不带冷端补偿之分，因此必须进行补正。它的确定是依照模板是否带冷端补偿设置和多次测量、比对比例算法转换之后的数据与实际温度之间的差值来确定的，并使用Step7代码编制代码实现。
第二步：数据自动筛选。
数据筛选模块完成各区域温度及相关数据的分类，为下一步区域温度数据处理做准备。本模块是通过在数据库中使用触发器和计划任务来实现的。数据写入动作会触发并启动数据库中的数据筛选模块，对全部温度数据按照区域进行自动分类，然后分别传入区域温度处理模块。本功能在SQLServer数据库内部实现，不需要使用其他应用软件从数据库中读取大量数据后再处理，系统运行效率提高。
第三步：区域温度处理。
区域温度处理模块主要完成各区域温度的综合计算，需要考虑温度分布点在区域中的位置、所处区域和计划温度，排除异常温度数据，经过分析计算后，输出准确的区域综合温度值、报警，生成报表、完成计算结果存储等。优选的技术方案为，该模块还接收三组输入参数：区域计划温度、温度报警参数、区域均值温度。
温度报警参数是根据热电偶在不同温度段测量误差不同，确定不同温度段温度值偏离正常值的范围，作为报警临界点，使用该范围作为当前温度下的报警参数，它是不停变化的，增加温度报警参数可以提高报警的准确度，减少误报错报。
区域计划温度是根据预先设定的时间和计划温度的关系，结合工艺对焦炉膨胀率的要求而计算得到的。区域计划温度计算模块从焦炉膨胀率曲线（焦炉膨胀率曲线由工艺人员预先设定，存储于数据库中）推算整个烘炉过程中管理火道每一天的计划温度，再根据当前时间计算最近两天的时间，根据此时间从数据库获取最近两天的管理火道计划温度，计算出两点间温度与时间关系曲线，将当前时间点带入曲线函数，计算出当前的管理火道计划温度，再根据所计算区域温度与管理火道计划温度的比例计算出区域计划温度。由于计划温度是指导烘炉的关键因素，因此采用此方法改善了区域计划温度的准确性，使焦炉升温曲线更趋于工艺要求。
区域均值温度是由均值温度计算模块根据区域内所有温度按照温度值分布情况、温度点位置计算出来的。均值温度计算模块计算出区域平均温度的方法为：首先计算该区域所有温度数据几何平均值，将该值作为标准，找到与几何平均值偏差较大的特殊温度，从而剔除特殊温度（指明显偏离正常值的温度数据，一般在热电偶故障、线路故障等情况下出现。如偏离均值5%），再对排除了特殊温度的数据求算术平均值，即为区域平均温度。采用本算法计算出的区域平均温度，在进行区域温度处理时有很大的帮助，使温度计算结果更接近该区域实际温度，更能反映焦炉内部状况。
如果没有区域均值温度、区域计划温度，区域温度处理模块在计算区域综合温度时没有一个标准来准确排除异常温度值。将异常值放在正常值一起计算将会使区域综合温度值偏离该区域的实际温度。
当采用这三个参数时，区域温度处理模块将区域均值温度作为标准值，剔除与该值偏差较大的温度数据，使用剔除值周围的数据的平均值替代剔除值，重新计算区域所有温度数据的算术平均值，作为区域综合温度。再将该区域综合温度与计划温度比较，如果偏差太大，则输出区域综合温度值报警；如果偏差在一定范围内则不输出区域综合温度值报警。然后使用温度报警参数逐一筛查温度数据，对超过报警范围的数值按照报警级别进行不同颜色报警。
下面，以管理火道数据为例说明本发明对温度数据进行处理的方法。
焦炉烘炉某一时刻，系统采集的所有原始温度数据如下：
温度点位号列表：
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对应的值：
1757,1900,1828,1796,1940,32767,1827,2103,1769,1882,1825,1840,1759,1830,1878,2120,1876,1854,1890,1882,1835,1833,1888,2032,1871,1857,1856,1838,1836,1872,1785,1806,1812,1801,1811,1848,1857,1887,1747,1860,1816,1818,1822,1830,1974,1853,1794,1856,1812,1857,1852,1857,1822,1866,1802,1943,1847,1781,1762,1879,1872,1884,1781,1842,1820,1824,1847,1862,1884,1854,1764,1980,1841,1784,1799,1835,1885,1794,1796,1836,1850,1893,1811,1871,1822,1773,1802,1906,1831,1799,1774,1821,1798,1732,1828,1817,1810,1822,1848,1846,1863,1899,1749,1711,1826,1819,1898,1842,1853,1870,1820,1863,1852,1852,1891,1866,1876,1860,1770,1800,1701,1706,1873,1849,1876,1823,1731,1782,1801,1785,1922,1954,2012,1979,2105,2076,1822,1848,1840,1833,1808,1787,1819,1842,1778,1876,1819,1871,1768,1869,1862,1913,1857,1811,1882,1887,1852,1798,1858,1833,1893,1990,1849,1838,1836,1825,1868,1875,1840,1848,1830,1855,1822,1825,1839,1826,1745,1917,1843,1814,1778,1801,1876,1817,1842,1857,1818,1833,1822,1829,1867,1884,1839,32767,1882,1828,1819,1860,1868,1930,1855,1800,1793,1804,1811,1841,1873,1877,1783,1886,1867,1847,1813,1857,1849,1870,1852,1851,1856,1859,1791,1824,1825,1936,1867,1891,1836,1868,2011,1877,1672,1741,1794,1739,1737,1828,1921,1680,1247,1213,1541,1318,1344,1271,1498,1230,873,919,1668,1638,938,856,1220,1627,722,1345,1164,1073,1185,1399,1165,1788,1257,1343,1676,1575,1267,1581,1281,1513,1223,1791,1746,1174,1349,1843,1665,1453,2532,1179,1380,1160,1439,859,1403,923,1406,1313,1490,624,1450,1327,1399,816,1443,1122,1429
第一步：数据转换
该步骤先将整型值转换成浮点型，再采用比例和补正算法，将上述所有温度点数据逐一进行修正。此例中比例取10-1，补正参数取-25。经过修正后的数据：
150.7,165,157.8,154.6,169,3251.7,157.7,185.3,151.9,163.2,157.5,159,150.9,158,162.8,187,162.6,160.4,164,163.2,158.5,158.3,163.8,178.2,162.1,160.7,160.6,158.8,158.6,162.2,153.5,155.6,156.2,155.1,156.1,159.8,160.7,163.7,149.7,161,156.6,156.8,157.2,158,172.4,160.3,154.4,160.6,156.2,160.7,160.2,160.7,157.2,161.6,155.2,169.3,159.7,153.1,151.2,162.9,162.2,163.4,153.1,159.2,157,157.4,159.7,161.2,163.4,160.4,151.4,173,159.1,153.4,154.9,158.5,163.5,154.4,154.6,158.6,160,164.3,156.1,162.1,157.2,152.3,155.2,165.6,158.1,154.9,152.4,157.1,154.8,148.2,157.8,156.7,156,157.2,159.8,159.6,161.3,164.9,149.9,146.1,157.6,156.9,164.8,159.2,160.3,162,157,161.3,160.2,160.2,164.1,161.6,162.6,161,152,155,145.1,145.6,162.3,159.9,162.6,157.3,148.1,153.2,155.1,153.5,167.2,170.4,176.2,172.9,185.5,182.6,157.2,159.8,159,158.3,155.8,153.7,156.9,159.2,152.8,162.6,156.9,162.1,151.8,161.9,161.2,166.3,160.7,156.1,163.2,163.7,160.2,154.8,160.8,158.3,164.3,174,159.9,158.8,158.6,157.5,161.8,162.5,159,159.8,158,160.5,157.2,157.5,158.9,157.6,149.5,166.7,159.3,156.4,152.8,155.1,162.6,156.7,159.2,160.7,156.8,158.3,157.2,157.9,161.7,163.4,158.9,3251.7,163.2,157.8,156.9,161,161.8,168,160.5,155,154.3,155.4,156.1,159.1,162.3,162.7,153.3,163.6,161.7,159.7,156.3,160.7,159.9,162,160.2,160.1,160.6,160.9,154.1,157.4,157.5,168.6,161.7,164.1,158.6,161.8,176.1,162.7,142.2,149.1,154.4,148.9,148.7,157.8,167.1,143,99.7,96.3,129.1,106.8,109.4,102.1,124.8,98,62.3,66.9,141.8,138.8,68.8,60.6,97,137.7,47.2,109.5,91.4,82.3,93.5,114.9,91.5,153.8,100.7,109.3,142.6,132.5,101.7,133.1,103.1,126.3,97.3,154.1,149.6,92.4,109.9,159.3,141.5,120.3,228.2,92.9,113,91,118.9,60.9,115.3,67.3,115.6,106.3,124,37.4,120,107.7,114.9,56.6,119.3,87.2,117.9
第二步：数据筛选：经数据筛选模块处理后，得到的管理火道区域温度值如表1。
表1：
| 150.7 | 165.0 | 157.8 | 154.6 | 169.0 | 3251.7 | 157.7 | 185.3 |
| 151.9 | 163.2 | 157.5 | 159.0 | 150.9 | 158.0 | 162.8 | 187.0 |
| 163.8 | 178.2 | 162.1 | 160.7 | 160.6 | 158.8 | 158.6 | 162.2 |
| 149.7 | 161.0 | 156.6 | 156.8 | 157.2 | 158.0 | 172.4 | 160.3 |
| 155.2 | 169.3 | 159.7 | 153.1 | 151.2 | 162.9 | 162.2 | 163.4 |
| 151.4 | 173.0 | 159.1 | 153.4 | 154.9 | 158.5 | 163.5 | 154.4 |
| 155.2 | 165.6 | 158.1 | 154.9 | 152.4 | 157.1 | 154.8 | 148.2 |
| 149.9 | 157.6 | 162.0 | 162.6 | 159.9 | 153.5 | 172.9 | 182.6 |
| 152.8 | 162.6 | 156.9 | 162.1 | 151.8 | 161.9 | 161.2 | 166.3 |
| 164.3 | 174.0 | 159.9 | 158.8 | 158.6 | 157.5 | 161.8 | 162.5 |
| 149.5 | 166.7 | 159.3 | 156.4 | 152.8 | 155.1 | 162.6 | 156.7 |
| 158.9 | 166.8 | 3251.7 | 157.8 | 156.9 | 161.0 | 161.8 | 168.0 |
| 153.3 | 163.6 | 161.7 | 159.7 | 156.3 | 160.7 | 159.9 | 162.0 |
| 157.5 | 168.6 | 161.7 | 164.1 | 158.6 | 161.8 | 176.1 | 162.7 |
| 142.2 | 149.1 | 154.4 | 148.9 | 148.7 | 157.8 | 167.1 | 143.0 |
本表格所列数据位置与实际温度点分布位置一致。
第三步：区域综合温度计算（本例以管理火道区域计算为例进行说明）
首先计算出区域均值温度。管理火道区域温度数据的几何平均值：167.9104，这里取两位小数四舍五入后的值a：167.91。以a为标准剔除该区域内超出a±a*15%范围的温度值。如表1中粗体字显示的数据（3251.7）。再重新计算该区域算数平均值159.85，作为区域均值温度b。
接着计算管理火道计划温度数值。根据当前系统时间从数据库中获取焦炉膨胀率，推算出最近两天计划温度：159,163。再根据拉格朗日插值公式计算出当前时刻管理火道计划温度值159.891，取两位小数，四舍五入后得到159.89。采用拉格朗日插值公式计算管理火道计划温度的优点是，可以使计划温度曲线平滑，使升温过程平稳，对烘炉煤气的控制过程平稳，不会出现忽大忽小的调节，从而使炉体膨胀变化过程较为温和。由于本例求管理火道计划温度，因此区域温度比例参数为1，因此区域计划温度c就是159.89。
然后计算报警参数。单点温度报警参数如表2所示：
表2
系统根据当前计划温度159.89，运算找到对应的报警参数：一级报警值临界点：159.89±5，二级报警值临界点：159.89±10。
管理火道区域综合温度处理。首先根据均值温度a(=159.89)剔除表1中的偏差值，此例中有两个值，均为3251.7，由温度点位置算法确定其周围点的位号，计算其周围的数值算术平均值，替代剔除的值，两处替代值分别是161.57、161.40，计算该区域所有温度点的算术平均值为159.88，即为该区域的综合温度d。报警模块根据报警参数输出报警，示意图如下：
表3中浅灰色标注的数据为一级报警的数据，深灰色且粗体显示的数据为二级报警的数据。
| 150.7 | 165.0 | 157.8 | 154.6 | 169.0 | 3251.7 | 157.7 | 185.3 |
| 151.9 | 163.2 | 157.5 | 159.0 | 150.9 | 158.0 | 162.8 | 187.0 |
| 163.8 | 178.2 | 162.1 | 160.7 | 160.6 | 158.8 | 158.6 | 162.2 |
| 149.7 | 161.0 | 156.6 | 156.8 | 157.2 | 158.0 | 172.4 | 160.3 |
| 155.2 | 169.3 | 159.7 | 153.1 | 151.2 | 162.9 | 162.2 | 163.4 |
| 151.4 | 173.0 | 159.1 | 153.4 | 154.9 | 158.5 | 163.5 | 154.4 |
| 155.2 | 165.6 | 158.1 | 154.9 | 152.4 | 157.1 | 154.8 | 148.2 |
| 149.9 | 157.6 | 162.0 | 162.6 | 159.9 | 153.5 | 172.9 | 182.6 |
| 152.8 | 162.6 | 156.9 | 162.1 | 151.8 | 161.9 | 161.2 | 166.3 |
| 164.3 | 174.0 | 159.9 | 158.8 | 158.6 | 157.5 | 161.8 | 162.5 |
| 149.5 | 166.7 | 159.3 | 156.4 | 152.8 | 155.1 | 162.6 | 156.7 |
| 158.9 | 166.8 | 3251.7 | 157.8 | 156.9 | 161.0 | 161.8 | 168.0 |
| 153.3 | 163.6 | 161.7 | 159.7 | 156.3 | 160.7 | 159.9 | 162.0 |
| 157.5 | 168.6 | 161.7 | 164.1 | 158.6 | 161.8 | 176.1 | 162.7 |
| 142.2 | 149.1 | 154.4 | 148.9 | 148.7 | 157.8 | 167.1 | 143.0 |
区域综合温度d(=159.88)与计划温度c(=159.89)的差值
(|a-c|)/c*100%=0.01%，小于工艺要求的0.5%，因此属于正常值范围。
曲线生成模块将最终生成的综合温度生成曲线。
最终将计算的区域综合温度、报警数据写入数据库，进行归档。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，包括热电偶、补偿导线、下位机、交换机和上位机，所述热电偶、补偿导线、下位机、交换机、上位机顺序连接，其特征在于，所述上位机包括上位机工作站和冗余上位机工作站，所述上位机工作站、冗余上位机工作站分别与所述交换机连接，
所述上位机工作站及冗余上位机工作站均包括数据库、实时数据采集模块、数据转换模块和数据综合管理模块，所述实时数据采集模块与所述数据转换模块、数据库、数据综合管理模块顺序连接；
所述上位机还包括数据筛选模块，
所述数据综合管理模块包括区域温度处理模块、区域温度曲线生成模块、异常温度点报警模块、计算结果存储模块，
所述数据筛选模块连接所述数据库，数据筛选模块还与所述数据综合管理模块中的区域温度处理模块连接，区域温度处理模块还分别连接所述区域温度曲线生成模块、异常温度点报警模块、计算结果存储模块；
所述实时数据采集模块通过所述下位机的温度采集模板获取热电偶采集到的温度数据，并存储到下位机的存储区中；
所述数据转换模块对存储区中的温度数据进行转换运算，并将经过转换运算的数据写入数据库中；
所述数据筛选模块对数据库中的全部温度数据按照区域进行分类，之后分别传给区域温度处理模块；
所述区域温度处理模块接收数据筛选模块传来的温度数据，将异常温度数据排除并向异常温度点报警模块发出报警信号，将余下的温度数据进行分析计算，输出准确区域综合温度值、生成报表，并将输出的准确区域综合温度值传送给区域温度曲线生成模块、计算结果存储模块；
所述异常温度点报警模块接到区域温度处理模块发出的报警信号后报警；
所述区域温度曲线生成模块根据区域温度处理模块输出的准确区域综合温度值生成区域温度曲线；
所述计算结果存储模块对区域温度处理模块输出的准确区域综合温度值进行存储。
2.如权利要求1所述的焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，其特征在于，所述 数据转换模块根据所述热电偶的分度号、测量范围和下位机温度采集模板的型号、精度、有无冷端补偿功能，设置对应的比例和补正算法，对存储区中的温度数据进行转换运算，得到准确的温度值。
3.如权利要求2所述的焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，其特征在于，所述数据转换模块中设置的对应的比例算法是通过多次测量、比对调节热电偶所采集的信号经数据转换模块转换后的温度数据与实际温度值之间的10n的比例差值确定的；
所述数据转换模块中设置的补正算法是依照下位机中的温度采集模板是否带冷端补偿设置和多次测量、比对所述比例算法转换之后的数据与实际温度之间的差值来确定的。
4.如权利要求3所述的焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，其特征在于，所述上位机的数据综合管理模块还包括区域计划温度计算模块，所述区域计划温度计算模块与所述区域温度处理模块连接，区域计划温度计算模块中预设有烘炉时间、火道计划温度和区域温度比例参数。
5.如权利要求4所述的焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，其特征在于，所述上位机的数据综合管理模块还包括均值温度计算模块，所述均值温度计算模块连接所述区域温度处理模块，均值温度计算模块根据温度值分布情况、温度点位置信息，剔除明显偏离正常值的特殊温度数据后，计算出区域平均温度并发送给区域温度处理模块。
6.如权利要求5所述的焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，其特征在于，所述均值温度计算模块计算出区域平均温度的方法为：首先计算该区域所有温度数据几何平均值，将该值作为标准，找到与几何平均值偏差较大的特殊温度，从而剔除特殊温度，再对排除了特殊温度的数据求算术平均值，即为区域平均温度。
7.如权利要求6所述的焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，其特征在于，所述区域温度处理模块预设有温度报警参数，所述温度报警参数是根据所述热电偶在不同温度段测量误差不同，确定不同温度段温度值偏离正常值的范围，作为报警临界点，使用该范围作为当前温度下的报警参数。
8.如权利要求7所述的焦炉烘炉多点温度自动检测分析系统，其特征在于，所述区域温度处理模块接收到区域计划温度计算模块计算出的区域计划温度参数、均值温度计算模块计算出的区域平均温度，以及温度报警参数时，通过下述方法进行处理：
区域温度处理模块将区域平均温度作为标准值，剔除与该值偏差较大的特殊温度数据，使用剔除值周围的数据的平均值替代剔除值，重新计算区域所有温度数据的算术平均值，作为区域综合温度；再将该区域综合温度与计划温度比较，如果偏差太大，则输出区域综合温度值报警，如果偏差在一定范围内则不输出区域综合温度值报警；然后使用温度报警参数逐一筛查温度数据，对超过报警范围的数值按照报警级别进行报警。
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