CN103866069B - 一种多座高炉环境煤气集中在线监测系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多座高炉环境煤气集中在线监测系统及其控制方法，所述在线监测系统包括若干个高炉主控室监测子系统，所述任一高炉主控室监测子系统通过若干级光纤收发器与交换机相连，所述交换机分别与安全科监测子系统和厂调度室监测子系统相连；所述任一高炉主控室监测子系统包括监控电脑、PLC单元和若干个与PLC相连的现场检测单元，所述任一与PLC相连的现场检测单元包括煤气报警器和隔离变送器。本发明加长了监测的距离，使各座高炉的煤气量能够集中显示，并能够实现声音报警，使安全监督人员做到集中监控，重点关注，防止人身伤亡和设备事故的出现。
Description
技术领域
本发明属于高炉生产安全监测领域，具体地，本发明涉及一种多座高炉环境煤气集中在线监测系统及其控制方法。
背景技术
在高炉冶炼生产中，由于高炉内高压操作和高炉密封的原因，造成高炉炉体、炉前、炉顶等各个区域环境中存在较大的煤气量，人们在作业过程中，存在潜在的危险。并且正常情况下，高炉各部分是无人看守，有可能造成炉体等各处的严重泄漏情况，造成人身伤亡事故和重大的设备事故。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多座高炉环境煤气集中在线监测系统，该监测系统能让安全管理人员了解整个炼铁厂范围内的各座高炉的煤气区域环境煤气含量情况，对煤气大的区域进行监督监察，避免出现作业人员煤气中毒事故和重大的设备事故。
为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种多座高炉环境煤气集中在线监测系统，所述在线监测系统包括若干个高炉主控室监测子系统，所述任一高炉主控室监测子系统通过若干级光纤收发器与交换机相连，所述交换机分别与安全科监测子系统和厂调度室监测子系统相连；
所述任一高炉主控室监测子系统包括监控电脑、PLC单元和若干个与PLC相连的现场检测单元，所述任一与PLC相连的现场检测单元包括煤气报警器和隔离变送器；
所述任一高炉主控室监测子系统内设对应于任一与PLC相连的现场检测单元的煤气量报警值，并能够实现声音报警；
所述监控电脑用于显示煤气报警器检测到的煤气含量。
优选地，所述PLC单元采用西门子S7-300型，并且配装电源模块、CPU模块、模拟量输入模块和以太网模块，检测画面制作采用WINCC软件。
优选地，所述高炉主控室监控子系统配有CP5611通讯卡，CP5611通讯卡与PLC通过PROFIBUS电缆线直接与PLC的CPU模块PROFIBUS-DP接口直接连接，实现PROFIBUS总线通讯。
优选地，所述的煤气报警器采用固定式煤气报警器，并且该煤气报警器具有4-20mA模拟量输出功能。
优选地，所述若干级光纤收发器，采用光缆传输，增加了监测的传输距离，实现了集中检测。
本发明所述的若干个高炉主控室监测子系统可以为两个高炉，也可以是根据实际情况为四个高炉等。
本发明所述的若干级光纤收发器，可以为一级，该一级光纤收发器为成对使用，发送和接收采用一个型号，保证收发的可靠性。同时为了增加监测的传输距离，可以采用更多级别的光纤收发器，比如二级、三级等。
本发明所述的现场检测单元可以采用5个，任一现场检测单元中可以包括一个煤气报警器和一个隔离变送器。根据需要本领域技术人员可以选择其他数量的现场检测单元，比如8个、10个等。
本发明还提供了一种基于上述多座高炉环境煤气集中在线监测系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
1）在高炉的炉前、炉顶、炉体、炉底、热风炉安装煤气报警器，煤气报警器将检测到的环境煤气含量变换成4-20mA电流信号通过电缆引入隔离变送器输入端；
2）再通过隔离变送器发送到PLC，PLC通过CPU模块运算将煤气含量显示在高炉主控室监测子系统的监控电脑上；
3）隔离变送器将4-20mA电流信号发送到PLC的同时，通过PLC的以太网模块，将该信号通过光纤收发器、光缆、光纤收发器，再通过交换机将信号分别送至安全科监测子系统和厂调度室监测子系统。
本发明能做到对每座高炉作业环境进行集中监控。令安全监督人员有的放矢，做到重点区域管控，避免出现煤气中毒安全事故。同时当出现煤气量非常大的时候，可以初步判断高炉出现某点泄漏的可能，能够提醒职工做进一步检查，防止大的设备事故出现。
本发明相对于现有技术，具有以下优点：
1）能够远程监测，实时了解各高炉现场环境的煤气量，做到集中监控，重点关注。
2）采用光缆传输，增加了监测的传输距离。
3）各高炉主控室配有监控电脑，能够对本座高炉各个区域的煤气量进行实时监控。
4）监测环境点可以增加，扩展能力比较强。
5）通过PLC编程可以直观的显示各区域环境的煤气量。
6）通过软件可以对每个监测点分别设置不同的报警值，环境煤气量达到设定值时通过监控电脑音箱发出报警。
附图说明
图1是本发明集中在线监测系统的结构图。
具体实施方式
下面以附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，一种多座高炉环境煤气集中在线监测系统，所述在线监测系统包括若干个高炉主控室监测子系统，所述任一高炉主控室监测子系统通过若干级光纤收发器与交换机相连，所述交换机分别与安全科监测子系统和厂调度室监测子系统相连；
所述任一高炉主控室监测子系统包括监控电脑、PLC单元和若干个与PLC相连的现场检测单元，所述任一与PLC相连的现场检测单元包括煤气报警器和隔离变送器；
所述任一高炉主控室监测子系统内设对应于任一与PLC相连的现场检测单元的煤气量报警值，并能够实现声音报警；
所述监控电脑用于显示煤气报警器检测到的煤气含量。
煤气报警器采用固定式煤气报警器，有显示屏，能够显示即时煤气量，并且有煤气量4-20mA信号的输出。
在高炉的炉前各处、炉顶、炉体、炉底、热风炉等关键位置安装煤气报警器，通过电缆将各个煤气报警器的煤气模拟量信号引入配电柜的隔离变送器输入端。
配置安装PLC配电柜，柜内安装交流220V变直流24V电源，供隔离变送器做电源；PLC单元采用西门子S7-300型，配装电源模块、CPU模块、以太网通讯模块和模拟量输入模块，并且根据现场煤气报警器的个数来配置模拟量输入模块的数量。8个煤气报警器可配置一个以太网通讯模块。
在主控室安装监控电脑一台，由于主控室和配电柜的距离较近，故通讯方式采用PROFIBUS总线通讯，主控室监控电脑安装CP5611通讯卡，通过PROFIBUS电缆与PLC的CPU连接。
以太网通讯模块通过双绞线与光纤收发器相连，光纤收发器安装于配电柜内部。
光纤收发器之间用光缆连接，增大了通讯的距离。
综合楼端安装各个高炉配套的光纤收发器，光纤收发器通过五类双绞线与交换机相连。
在安全科和厂调度室安装监控电脑，监控电脑内配置以太网卡，通过交换机用五类双绞线与监控电脑的网卡相连，实现以太网通讯。
监控画面制作采用WINCC系统。
在监控电脑上分别设置煤气量报警值，报警发出后，可以根据实际情况进行重点监控。
如果出现煤气量非常大的现象，可以及时判断高炉系统是否出项严重泄漏情况，能够提醒职工对设备做进一步检查，防止大的设备事故出现。
本实施例所述的若干个高炉主控室监测子系统可以为两个高炉，也可以是根据实际情况为四个高炉等。
本实施例所述的若干级光纤收发器，可以为一级，该一级光纤收发器为成对使用，发送和接收采用一个型号，保证收发的可靠性。同时为了增加监测的传输距离，可以采用更多级别的光纤收发器，比如二级、三级等。
本实施例所述的现场检测单元可以采用5个，任一现场检测单元中可以包括一个煤气报警器和一个隔离变送器。根据需要本领域技术人员可以选择其他数量的现场检测单元，比如8个、10个等。
一种基于上述多座高炉环境煤气集中在线监测系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
1）在高炉的炉前、炉顶、炉体、炉底、热风炉安装煤气报警器，煤气报警器将检测到的环境煤气含量变换成4-20mA电流信号通过电缆引入隔离变送器输入端；
2）再通过隔离变送器发送到PLC，PLC通过CPU模块运算将煤气含量显示在高炉主控室监测子系统的监控电脑上；
3）隔离变送器将4-20mA电流信号发送到PLC的同时，通过PLC的以太网模块，将该信号通过光纤收发器、光缆、光纤收发器，再通过交换机将信号分别送至安全科监测子系统和厂调度室监测子系统。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都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 (2)
1.一种多座高炉环境煤气集中在线监测系统，其特征在于，所述在线监测系统包括若干个高炉主控室监测子系统，所述任一高炉主控室监测子系统通过若干级光纤收发器与交换机相连，所述交换机分别与安全科监测子系统和厂调度室监测子系统相连；
所述任一高炉主控室监测子系统包括监控电脑、PLC单元和若干个与PLC相连的现场检测单元，所述任一与PLC相连的现场检测单元包括煤气报警器和隔离变送器；
所述任一高炉主控室监测子系统内设对应于任一与PLC相连的现场检测单元的煤气量报警值，并能够实现声音报警；
所述监控电脑用于显示煤气报警器检测到的煤气含量；
所述PLC单元采用西门子S7-300型，并且配装电源模块、CPU模块、模拟量输入模块和以太网模块，检测画面制作采用WINCC软件；
所述高炉主控室监测子系统配有CP5611通讯卡，CP5611通讯卡与PLC通过PROFIBUS电缆线直接与PLC的CPU模块PROFIBUS-DP接口直接连接，实现PROFIBUS总线通讯；
所述的煤气报警器采用固定式煤气报警器，并且该煤气报警器具有4-20mA模拟量输出功能；
所述多级光纤收发器，采用光缆传输，增加了监测的传输距离，实现了集中监测。
2.一种基于权利要求1所述的多座高炉环境煤气集中在线监测系统的控制方法，所述方法包括以下步骤：
1)在高炉的炉前、炉顶、炉体、炉底、热风炉安装煤气报警器，煤气报警器将检测到的环境煤气含量变换成4-20mA电流信号通过电缆引入隔离变送器输入端；
2)再通过隔离变送器发送到PLC，PLC通过CPU模块运算将煤气含量显示在高炉主控室监测子系统的监控电脑上；
3)隔离变送器将4-20mA电流信号发送到PLC的同时，通过PLC的以太网模块，将该信号通过光纤收发器、光缆、光纤收发器，再通过交换机将信号分别送至安全科监测子系统和厂调度室监测子系统。
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