CN103487249A - 连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统及判定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统及判定方法，判定系统包括：无线测温节点、无线传感器网关及上位机。无线测温节点设置在连铸扇形段喷嘴附近，用于采集连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息。无线传感器接收无线测温节点采集的即时温度信息，并将接收的即时温度信息发送至上位机。上位机比较每个喷嘴的即时温度信息，判断喷嘴是否出现了堵塞。本发明提供的连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统，可以避免人工操作，节省了大量的人力和物力，提高了检测结果的准确性；同时还提高了对喷嘴堵塞情况检测的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统及判定方法。
背景技术
炼钢连铸是钢水由液态向固态转化的重要工序，其中扇形段冷却技术是确保产品质量的重要保证，每个扇形段上分布着很多喷嘴，喷嘴是否堵塞直接关系到铸坯的冷却效果，铸坯冷却不均匀会造成铸坯表面质量缺陷从而影响产品质量。扇形段上的喷嘴在冷却铸坯过程中由于水质影响和高温结垢等因素容易造成堵塞，目前国内外钢厂检测喷嘴堵塞的方法都是传统人工模式，只能在停浇后通过现场人眼结合手电筒的方式查看喷嘴状况，采用这种方法不仅工人的劳动强度大，而且需要的时间长，并且无法保证检查的准确性，因此不适合现代化先进的大型钢厂快节奏、高品质生产的管理要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实时在线判定连铸扇形段喷嘴是否发生堵塞的连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统及判定方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统，包括：无线测温节点、无线传感器网关及上位机；所述无线测温节点设置在所述连铸扇形段喷嘴附近，用于采集所述连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息；所述无线传感器接收所述无线测温节点采集的所述即时温度信息，并将接收的所述即时温度信息发送至所述上位机；所述上位机对采集的所述即时温度信息进行比较，判断所述喷嘴是否出现了堵塞。
进一步地，所述上位机包括：数据接收单元，用于接收所述无线传感器网关发来的所述连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息；数据存储单元，用于存储所述数据接收单元接收的所述即时温度信息；数据分析单元，用于从所述数据存储单元获取所述即时温度信息；通过比较每个所述喷嘴的即时温度信息，判断所述喷嘴是否发生了堵塞；报警显示单元，用于从所述数据分析单元获取判断结果及所述连铸扇形段每个所述喷嘴的即时温度信息，当所述喷嘴堵塞时发出报警信号，并显示即时温度信息的变化趋势。
进一步地，所述无线测温节点包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、测温元件、仪表放大器、单片机及无线模块；所述第一电阻R1的一端依次通过所述第二电阻R2及第三电阻R3接地；所述第一电阻R1的另一端通过所述测温元件接地；所述仪表放大器的正相输入端连接在所述第一电阻R1与所述测温元件之间，所述仪表放大器的反相输入端连接在所述第二电阻R2与第三电阻R3之间；所述仪表放大器的输出端通过所述单片机与所述无线模块连接。
进一步地，所述无线测温节点与所述无线传感器网关通过ZigBee通信协议实现所述连铸扇形段喷嘴的即时温度信息的接收与发送。
本发明还提供了一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统的判定方法，包括：获取并存储所述连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息；将连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度进行比较，判断所述喷嘴是否发生了堵塞。
进一步地，所述将连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度进行比较，判断所述喷嘴是否发生了堵塞包括：当其中一个所述喷嘴的温度比其它所述喷嘴的温度高50度或更多，则说明所述喷嘴发生了堵塞；否则，所述喷嘴未发生堵塞。
进一步地，还包括：当所述连铸扇形段喷嘴堵塞时发出报警信号，并显示所述连铸扇形段喷嘴的即时温度信息的变化趋势。
本发明提供的连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统及判定方法，设置有无线测温节点、无线传感器网关及上位机，能够通过无线测温节点采集连铸扇形段喷嘴的温度，并将采集的喷嘴即时温度信息经无线传感器网关传送至上位机进行分析处理，判断出连铸扇形段喷嘴是否发生了堵塞事故，因此可以避免人工操作，节省了大量的人力和物力，提高了检测结果的准确性；同时还提高了对喷嘴堵塞情况检测的工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统结构示意图。
图2为本发明实施例提供的上位机内部软件结构示意图。
图3为本发明实施例提供的无线测温节点结构示意图。
具体实施方式
参见图1-图3，本发明实施例提供了一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统，包括：无线测温节点、无线传感器网关及上位机。无线测温节点设置在连铸扇形段喷嘴附近，用于采集连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息（连铸扇形段喷嘴的即时温度信息是指实时测量的连铸扇形段喷嘴的温度，扇形段上的喷嘴由若干排构成，每排根据需要设置有4-6个喷嘴，本实施例涉及的喷嘴属于同一排）。无线传感器接收无线测温节点采集的即时温度信息，并将接收的即时温度信息发送至上位机。上位机比较每个喷嘴的即时温度信息，判断连铸扇形段喷嘴是否出现了堵塞。参见图3，无线测温节点包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、测温元件、仪表放大器、单片机及无线模块。第一电阻R1的一端依次通过第二电阻R2及第三电阻R3接地；第一电阻R1的另一端通过测温元件接地。仪表放大器由多级运算放大电路组成，仪表放大器的正相输入端连接在第一电阻R1与所述测温元件之间，仪表放大器的反相输入端连接在第二电阻R2与第三电阻R3之间；仪表放大器的输出端通过单片机与无线模块连接。本发明实施例中，单片机为超低功耗MSP单片机，无线模块为超低功耗433M无线模块。无线测温节点与无线传感器网关通过ZigBee通信协议实现连铸扇形段喷嘴的即时温度信息的接收与发送。无线测温节点的电源可采用工业耐高温锂电池。
参见图2，上位机包括：数据接收单元，用于接收无线传感器网关发来的连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息。数据存储单元，用于存储从数据接收单元获取的连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息。数据分析单元，用于从数据存储单元获取连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息；比较每个喷嘴的即时温度信息，判断连铸扇形段喷嘴是否发生了堵塞。报警显示单元，用于从数据分析单元获取判断结果及连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息，当某个喷嘴堵塞时发出报警信号，并显示即时温度信息的变化趋势。
本发明实施例还提供了一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统的判定方法，包括：步骤10：获取并存储连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息。步骤20：将连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度进行比较，判断所述喷嘴是否发生了堵塞。具体为：当其中一个喷嘴的温度比其它喷嘴的温度高50度或更多（如50度、200度或500度），则说明该喷嘴发生了堵塞；否则，喷嘴未发生堵塞。步骤30：当连铸扇形段喷嘴堵塞时发出报警信号，并显示连铸扇形段喷嘴的即时温度信息的变化趋势。例如，构建即时温度随时间的变化曲线，直观的对连铸扇形段的即时温度予以显示。
下面对本发明实施例提供的连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统的工作原理进行说明：无线测温节点分布在连铸扇形段同一排所有喷嘴的附近，要求无线测温节点能够灵敏的探测连铸扇形段同一排所有喷嘴的温度变
化。当某个喷嘴堵塞时，该喷嘴无法喷出水对高温铸坯进行冷却，因此高温铸坯的温度无法下降，导致高温铸坯的温度传递到与之对应的喷嘴上，使该喷嘴的温度急剧升高。无线测温节点探测到喷嘴的即时温度信息，无线传感器网关与无线测温节点之间建立ZigBee通信协议，无线通信网关通过ZigBee获取无线测温节点采集的喷嘴的即时温度信息，并将获取的即时温度信息传送至上位机。上位机中的数据接收单元接收从无限传感器网管传来的连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息，并将其临时保存。临时保存的连铸扇形段喷嘴的即时温度信息传送至数据存储单元进行存储。数据分析单元将连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度进行对比，判断所述喷嘴是否发生了堵塞。具体为：当其中一个喷嘴的温度比其它喷嘴的温度高50度或更多（如50度、200度或500度），则说明该喷嘴发生了堵塞；否则，喷嘴未发生堵塞。数据分析单元发送判断结果给报警显示单元，当喷嘴发生堵塞时，报警显示单元发出报警信号；同时，数据分析单元将连铸扇形段的即时温度信息发送至报警显示单元，使报警显示单元显示连铸扇形段喷嘴的即时温度的变化趋势（如以波形图的形式进行显示），便于工作人员进行观察。在实际应用中连铸扇形段喷嘴的数量较多，可分别对其进行编号，在报警显示单元报警时，显示堵塞的连铸扇形段喷嘴的编号，这样可以方便工作人员很快的查询到该连铸扇形段喷嘴的位置。
本发明实施例具有以下有益效果：
设置有无线测温节点、无线传感器网关及上位机，能够通过无线测温节点采集连铸扇形段喷嘴的温度，并将采集的喷嘴即时温度信息经无线传感器网关传送至上位机进行分析处理，判断出连铸扇形段喷嘴是否发生了堵塞事故，因此可以避免人工操作，节省了大量的人力和物力，提高了检测结果的准确性；同时还提高了对喷嘴堵塞情况检测的工作效率。此外，本发明实施例提供的连铸扇形段工作状态判定系统结构简单、成本较低，便于在工业上广泛实施。
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 (7)
1.一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统，其特征在于，包括：无线测温节点、无线传感器网关及上位机；所述无线测温节点设置在所述连铸扇形段喷嘴附近，用于采集所述连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息；所述无线传感器接收所述无线测温节点采集的所述即时温度信息，并将接收的所述即时温度信息发送至所述上位机；所述上位机对采集的所述即时温度信息进行比较，判断所述喷嘴是否出现了堵塞。
2.根据权利要求1所述的连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统，其特征在于，所述上位机包括：数据接收单元，用于接收所述无线传感器网关发来的所述连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息；数据存储单元，用于存储所述数据接收单元接收的所述即时温度信息；数据分析单元，用于从所述数据存储单元获取所述即时温度信息；通过比较每个所述喷嘴的即时温度信息，判断所述喷嘴是否发生了堵塞；报警显示单元，用于从所述数据分析单元获取判断结果及所述连铸扇形段每个所述喷嘴的即时温度信息，当所述喷嘴堵塞时发出报警信号，并显示即时温度信息的变化趋势。
3.根据权利要求2所述的连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统，其特征在于，所述无线测温节点包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、测温元件、仪表放大器、单片机及无线模块；所述第一电阻R1的一端依次通过所述第二电阻R2及第三电阻R3接地；所述第一电阻R1的另一端通过所述测温元件接地；所述仪表放大器的正相输入端连接在所述第一电阻R1与所述测温元件之间，所述仪表放大器的反相输入端连接在所述第二电阻R2与第三电阻R3之间；所述仪表放大器的输出端通过所述单片机与所述无线模块连接。
4.根据权利要求2所述的连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统，其特征在于，所述无线测温节点与所述无线传感器网关通过ZigBee通信协议实现所述连铸扇形段喷嘴的即时温度信息的接收与发送。
5.一种连铸扇形段喷嘴工作状态判定系统的判定方法，其特征在于，包括：获取并存储所述连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度信息；将连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度进行比较，判断所述喷嘴是否发生了堵塞。
6.根据权利要求5所述的判定方法，其特征在于，所述将连铸扇形段同一排所有喷嘴的即时温度进行比较，判断所述喷嘴是否发生了堵塞包括：当其中一个所述喷嘴的温度比其它所述喷嘴的温度高50度或更多，则说明所述喷嘴发生了堵塞；否则，所述喷嘴未发生堵塞。
7.根据权利要求5所述的判定方法，其特征在于，还包括：当所述连铸扇形段喷嘴堵塞时发出报警信号，并显示所述连铸扇形段喷嘴的即时温度信息的变化趋势。
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