CN104807321B - 基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统及方法，所述系统包括：现场控制单元，用于现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，本地服务器，用于接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控，云服务器，用于根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行，所述现场控制单元与所述本地服务器连接，所述本地服务器与所述云服务器连接，解决了电熔镁炉生产过程总能耗高、产量低、质量差的问题。

Description

基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统及方法

技术领域：

本发明涉及电熔镁炉运行过程监控系统领域，尤其涉及一种基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统及方法。

背景技术：

电熔镁砂是一种结构致密、耐高温、抗氧化性强的优质耐火材料。广泛应用于冶金、航空航天、军事等领域。目前我国的电熔镁砂的生产方式主要是采用电熔法，生产设备主要是臂式三相电弧炉。如图1所示，其基本结构主要包括，炉体：炉体是电熔镁炉熔炼过程的关键设备，用来盛放熔化的物料完成熔炼过程中各种物理化学反应；电极：石墨电极，在熔炼过程中作为电流导体，传导大电能熔化物料；电极夹持器：臂式电熔镁炉采用弹簧式液压夹持器。弹簧式液压夹持器可方便地调整电极夹持的位置，并通过夹持器将工作电流传输到电极上；电极升降装置：电极升降装置是灵活调节电极动作的关键设备。在生产过程中，随着物料熔池上升以及电极的自损耗，需要随时升降电极以调整电弧长度；自动加料装置：自动加料装置主要由给料仓、电振给料机、给料套管等几部分组成。自动加料时，电振给料机振动给料仓，使物料顺给料套管流到三个电极附近；转炉装置：转炉装置由齿轮传动设备、异步电动机、转炉变频器和变速器等设备组成，增加转炉的目的是为增大电弧接触物料的范围，改善系统的熔炼工艺；供电系统：主供电电路指外部输电电路到连接电极之间的电路，是电熔镁炉供电的主要部分。

现有的电熔镁砂生产企业通常采用传统的自动化技术对厂区的单台电熔镁炉运行过程进行本地的监控，这属于现场级别的监控。由于电熔镁砂的生产企业大多规模小，生产厂区分散，生产时间集中在夜间，生产工人技术水平有限，因此管理者和难以有效的对控制系统的运行过程进行有效的监控分析指导生产。这样就造成了电熔镁砂生产的问题：能耗高，产量低，质量差。

发明内容：

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统及方法，可解决电熔镁砂生产过程总能耗高、产量低、质量差的问题。

本发明提供一种基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统，包括：

现场控制单元，用于现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，所述实时状态信息包括电熔镁炉电极的电流和电压、通入电熔镁炉的冷却水流量；

本地服务器，用于接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控；

云服务器，用于根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行，所述参数包括电熔镁炉运行过程电极升降频率、转炉转动频率、电熔镁炉生产功率、给料时间和冷却水流量警戒值；

所述现场控制单元与所述本地服务器连接，所述本地服务器与所述云服务器连接。

可选地，所述现场控制单元，包括：传感器单元、冷却水流量计、冷却水流量调节装置、变频器单元、以太网交换机单元、下位机；

所述传感器单元包括：多个传感器，分别用于现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，将所述实时状态信息传送至下位机；

所述冷却水流量计，用于采集冷却水流量信息；

所述冷却水流量调节装置，用于根据控制指令调节通入电熔镁炉中的冷却水流量；

所述变频器单元包括：多个变频器，分别用于控制现场所用电机的运行；

所述以太网交换机单元包括：多个以太网交换机，分别用于将各车间的下位机连接起来组成总线型以太网；

所述下位机，用于控制传感器单元的数据采集过程，将从所述传感器单元接收的数据通过以太网传送至所述本地服务器，同时向所述变频器和所述冷却水流量调节装置发送控制指令，控制变频器调节现场所用电机的运行及控制冷却水流量调节装置对冷却水流量进行调节；

所述传感器单元的输出端、所述冷却水流量计的输出端与所述下位机的输入端连接，所述下位机的输出端与所述变频器单元、所述冷却水流量调节装置连接，所述以太网交换机单元与所述下位机连接，用于实现与所述本地服务器通信。

可选地，所述本地服务器中设置有本地监控单元，所述本地监控单元包括：本地数据采集模块、关系型数据库、本地数据交互模块、本地人机交互模块、本地控制模块；

所述本地数据采集模块，用于通过OPC通信协议接收所述现场控制单元采集到的实时状态信息，发送所述实时状态信息至所述本地数据交互模块；

所述关系型数据库，用于存储电熔镁炉电极的实时状态信息；

所述本地数据交互模块，用于将所述实时状态信息存储至所述关系型数据库，实现与所述本地人机交互模块、所述本地控制模块、所述云服务器进行数据交互；

所述本地人机交互模块，用于显示电熔镁炉电极的实时状态信息和报警信息，对电熔镁炉运行过程的参数进行设定，将所述参数发送至所述本地控制模块、所述云服务器，所述报警信息包括电熔镁炉冷却水流量报警信息和电熔镁炉功率报警信息；

所述本地控制模块，用于计算电熔镁炉电极的实时功率，根据所述实时功率，调节电熔镁炉电极的电流，根据检测各台电熔镁炉的冷却水流量报警信息，调节所述冷却水流量调节装置的水流量；

所述本地数据采集模块与所述本地数据交互模块连接，所述本地数据交互模块分别与所述关系型数据库、所述本地人机交互模块、所述本地控制模块连接，所述本地人机交互模块与所述本地控制模块连接。

可选地，所述云服务器中设置有远程监控单元，所述远程监控单元包括：分布式数据库、远程数据交互模块、远程人机交互模块、远程控制模块；

所述分布式数据库，用于存储电熔镁炉电极的实时状态信息；

所述远程数据交互模块，用于将所述实时状态信息存储至所述分布式数据库，实现与所述远程人机交互模块、所述远程控制模块进行数据交互；

所述远程人机交互模块，用于显示电熔镁炉电极的实时状态信息；

所述远程控制模块，用于根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，将所述优化后的参数发送至所述本地服务器供本地工作人员参考；

所述远程数据交互模块分别与所述分布式数据库、所述远程人机交互模块、所述远程控制模块连接。

另一方面，本发明提供一种基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控方法，其特征在于，包括：

现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，所述实时状态信息包括电熔镁炉电极的电流和电压、通入电熔镁炉的冷却水流量；

接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控；

根据所述实时状态信息电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行，所述参数包括电熔镁炉运行过程电极升降频率、转炉转动频率、电熔镁炉生产功率、给料时间和冷却水流量警戒值。

可选地，采用多个传感器现场采集所述电熔镁炉电极的实时状态信息，将所述实时状态信息传送至下位机，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节。

可选地，所述接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控，具体为：

将采集的电熔镁炉电极的实时状态信息分别传送至本地服务器和云服务器进行储存和显示，根据所述实时状态信息，本地工作人员在本地服务器对电熔镁炉运行过程的参数进行设定；

计算电熔镁炉电极的实时功率，根据所述实时功率，调节电熔镁炉电极的电流，根据检测的各台电熔镁炉的冷却水流量报警信息，调节所述冷却水流量调节装置的水流量；

分别将电熔镁炉的实时功率与电熔镁炉的生产功率设定值进行比较、实时冷却水流量与冷却水流量警戒值进行比较，当电熔镁炉的实时功率高于电熔镁炉的生产功率设定值时，显示电熔镁炉功率报警信息并传至云服务器进行显示，当冷却水流量低于冷却水流量警戒值时，显示冷却水流量报警信息并传至云服务器进行显示；

根据电熔镁炉功率报警信息或者冷却水流量报警信息，本地服务器通过下位机发送控制指令，控制相应的变频器调节电熔镁炉电极的升降，直至电熔镁炉的实时功率低于电熔镁炉的生产功率设定值，或者本地服务器通过下位机发送控制指令，控制流量调节装置使冷却水流量增加。

由上述技术方案可知，本发明的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统及方法，所述系统包括：现场控制单元，用于现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，本地服务器，用于接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控，云服务器，用于根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行，所述现场控制单元与所述本地服务器连接，所述本地服务器与所述云服务器连接，解决了电熔镁炉生产过程总能耗高、产量低、质量差的问题。

附图说明：

图1为本发明现有技术提供的臂式三相电弧炉结构示意图，其中，1-变压器，2-互感器3-短网，4-异步电动机，5-变速器，6-齿轮、齿条，7-冷却水管，8-导轨，9-电极夹持臂，10-电极夹持器，11-炉壳，12-电极，13-可移动小车，14-转炉装置，15-给料电振机，16-给料仓，17-给料套管；

图2为本发明第一实施例提供的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的电熔镁炉运行过程的实时功率优化前后对比曲线图；

图4为本发明第一实施例提供的电熔镁炉运行过程的实时电流监控曲线图；

图5为本发明第二实施例提供的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控方法流程示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图2示出了为本发明第一实施例提供的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统结构示意图，如图2所示，本实施例的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统，包括：

现场控制单元，用于现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，所述实时状态信息包括电熔镁炉电极的电流和电压、通入电熔镁炉的冷却水流量；

本地服务器，用于接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控；

云服务器，用于根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行，所述参数包括电熔镁炉运行过程电极升降频率、转炉转动频率、电熔镁炉生产功率、给料时间和冷却水流量警戒值；

所述现场控制单元与所述本地服务器连接，所述本地服务器与所述云服务器连接。

本实施例的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统，对五个车间共十台电熔镁炉进行运行过程监控，其中每个车间各有两台电熔镁炉。

进一步地，所述现场控制单元，包括：传感器单元、冷却水流量计、冷却水流量调节装置、变频器单元、以太网交换机单元、下位机；

所述传感器单元包括：多个传感器，分别用于现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，将所述实时状态信息传送至下位机；

所述冷却水流量计，用于采集冷却水流量信息；

所述冷却水流量调节装置，用于根据控制指令调节通入电熔镁炉中的冷却水流量；

所述变频器单元包括：多个变频器，分别用于控制现场所用电机的运行；

所述以太网交换机单元包括：多个以太网交换机，分别用于将各车间的下位机连接起来组成总线型以太网；

所述下位机，用于控制传感器单元的数据采集过程，将从所述传感器单元接收的数据通过以太网传送至所述本地服务器，同时向所述变频器和所述冷却水流量调节装置发送控制指令，控制变频器调节现场所用电机的运行及控制冷却水流量调节装置对冷却水流量进行调节；

所述传感器单元的输出端、所述冷却水流量计的输出端与所述下位机的输入端连接，所述下位机的输出端与所述变频器单元的输入端、所述冷却水流量调节装置连接，所述以太网交换机单元与所述下位机连接，用于实现与所述本地服务器通信。

举例来说，本实施例的每台电熔镁炉的现场控制单元中，下位机为一台西门子300PLC，传感器单元包括三套电流型互感器和电流测量仪表、一套电压互感器和电压测量仪表，三套水流量计及水流量调节阀装置，四个用于控制电极提升电极和转炉电极的四个西门子变频器；其中，电流测量仪表、电压测量仪表和水流量计为下位机数据的采集终端，变频器及水流量调节阀为下位机输出装置，每个车间有一台西门子X-300EEC型交换机用于连接各车间组成总线型网络。

另外，本实施例中的本地服务器中设置有本地监控单元，本地服务器采用的是一台工控机，具体地，所述本地监控单元，包括：本地数据采集模块、关系型数据库、本地数据交互模块、本地人机交互模块、本地控制模块；

所述本地数据采集模块，用于通过OPC通信协议接收所述现场控制单元采集到的实时状态信息，发送所述实时状态信息至所述本地数据交互模块；

所述关系型数据库，用于存储电熔镁炉电极的实时状态信息；

所述本地数据交互模块，用于将所述实时状态信息存储至所述关系型数据库，实现与所述本地人机交互模块、所述本地控制模块、所述云服务器进行数据交互；

所述本地人机交互模块，用于显示电熔镁炉电极的实时状态信息和报警信息，对电熔镁炉运行过程的参数进行设定，将所述参数发送至所述本地控制模块、所述云服务器，所述报警信息包括电熔镁炉冷却水流量报警信息和电熔镁炉功率报警信息；

所述本地控制模块，用于计算电熔镁炉电极的实时功率，根据所述实时功率，调节电熔镁炉电极的电流，根据检测各台电熔镁炉的冷却水流量报警信息，调节所述冷却水流量调节装置的水流量；

具体地，所述本地控制模块根据接收的电熔镁炉电极的实时电流值、实时电压值计算实时电极功率，即电熔镁炉的实时功率，将电熔镁炉的实时功率与电熔镁炉的生产功率设定值进行比较，当电熔镁炉的实时功率高于电熔镁炉的生产功率设定值时，产生电熔镁炉功率报警信息，同时经过本地数据交互模块和本地数据采集模块通过OPC通讯协议向下位机发送控制指令，通过下位机控制相应的变频器调节电熔镁炉电极的升降，从而降低电极功率；同时将接收的实时冷却水流量与冷却水流量警戒值进行比较，当冷却水流量低于冷却水流量警戒值时，产生冷却水流量报警信息，同时本地数据交互模块和本地数据采集模块通过OPC通讯协议向下位机发送控制指令，通过下位机控制冷却水流量调节装置使冷却水流量增加，直至冷却水流量高于冷却水流量警戒值；最后可将电熔镁炉功率报警信息和冷却水流量报警信息传至本地服务器，同时通过本地数据交互模块和本地人机交互模块传至云服务器；

所述本地数据采集模块与所述本地数据交互模块连接，所述本地数据交互模块分别与所述关系型数据库、所述本地人机交互模块、所述本地控制模块连接，所述本地人机交互模块与所述本地控制模块连接。

进一步地，本实施例中的本地监控单元的本地控制模块及本地人机交互模块的具体控制过程如下：

通过本地人机交互模块在本地控制模块中设置好相应的工作电流电压设定值、打料时间值、三相电极电机及转炉电机转动频率值、冷却水流量报警值，其中，电熔镁炉运行过程的参数设置如下表1所示，电熔镁炉运行过程的报警统计信息如下表2所示，

表1 电熔镁炉运行过程的参数设置表

运行过程参数设置	当前生产状态
		设定功率3800KW	实时电流13450A
打料时间60s	实时电压195V
		转炉频率18HZ	实时功率2622.75KW
电极频率20HZ	水流量值50M3/H
		流量警戒35M3/H	超功率报警次数7
	水流量报警次数5

表2 电熔镁炉运行过程的报警统计信息表

编号	开始时间	消息
			12	2015/3/9 21:11:47	一号炉超功率 二号炉水温报警
13	2015/3/9 21:12:41	二号炉超功率
			14	2015/3/9 21:16:12	三号炉超功率
15	2015/3/9 21:20:08	二号炉水温报警
			16	2015/3/9 21:21:55	五号炉超功率
17	2015/3/9 21:30:01	二号炉超功率

上述本地控制模块接收到采集到的实时电流值和相应的设定值进行比较，但电流过大时，控制系统将通过本地数据交互模块向下位机发送控制指令，通过提升电极来使电极的电流降低到合适值，本地控制模块中接收到采集到的冷却水流量信息与设定值进行比较，当流量低于报警值时就会发送报警信息，然后下位机发送控制指令对水流量进行调节从而解除报警信息。

应说明的是，所述本地数据采集模块采用C#语言编写，所述本地数据交互模块中安装有支持高级消息队列的RabbitMQ软件以及C#语言开发的相应的数据交互程序，所述本地人机交互模块是基于B/S构架的WEB浏览器，所述本地控制模块采用C#语言开发的控制程序，所述本地的关系型数据库采用的是SQL Serever2012数据库；

另外，本实施例中的云服务器中设置有远程监控单元，具体的，所述远程监控单元，包括：分布式数据库、远程数据交互模块、远程人机交互模块、远程控制模块；

所述分布式数据库，用于存储电熔镁炉电极的实时状态信息；

所述远程数据交互模块，用于将所述实时状态信息存储至所述分布式数据库，实现与所述远程人机交互模块、所述远程控制模块进行数据交互；

所述远程人机交互模块，用于显示电熔镁炉电极的实时状态信息；

所述远程控制模块，用于根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，将所述优化后的参数发送至所述本地监控单元供本地工作人员参考；

所述远程数据交互模块分别与所述分布式数据库、所述远程人机交互模块、所述远程控制模块连接。

应说明的是，所述远程数据交互模块中安装有zookeeper集群和C#语言开发的远程数据交互程序，所述远程人机交互模块与所述本地人机交互模块都是基于B/S构架的WEB浏览器，可以实现相应IE浏览器的访问，所述远程控制模块中可以加入研究人员开发的用于优化本电流设定值的不同的优化算法对本地监控单元生产进行远程指导，该算法同样采用C#语言实现，图2中的远程分布式系统存储数据库采用的是非关系型的分布式HBase数据库；

具体地，上述远程监控单元中的远程控制模块接收到所述本地监控单元传递过来的实时状态信息，通过远程控制模块中的优化算法对电流电压的设定值进行优化，然后通过远程数据交互模块向本地数据交互模块中发送数据，本地数据交互模块在将数据传递至本地控制模块中，进而对电熔镁炉生产的工作电流电压进行重新设定。

图3示出了发明第一实施例提供的电熔镁炉运行过程的实时功率优化前后对比曲线图，如图3所示，该图是针对一台电熔镁炉运行时的实时功率进行监控，两条曲线分别是科研人员在云服务器中所执行的优化前的功率值和优化后的功率值，如图3所示，标号1的曲线为优化前的功率曲线，标号2的曲线为优化后的功率曲线，从图中可观察到优化后的功率值波动明显小于优化前的功率波动。

本实施例的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统，包括：现场控制单元，用于现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，本地服务器，用于接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控，云服务器，用于根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行，所述现场控制单元与所述本地服务器连接，所述本地服务器与所述云服务器连接，解决了电熔镁炉生产过程总能耗高、产量低、质量差的问题。

本发明在具体应用中，传感器单元采集每台电熔镁炉三相电极的电流电压信息需要三个电流互感器和一个电压互感器，由于三个电极的电压信息是相同的所以只需采集一相的电压信息即可，互感器将三相电极的实际电流电压转换为4-20mA的电信号通过带屏蔽层的通讯线传递至西门子300PLC控制器的A/D转换模块的接口上，通过控制器将模拟信号转换为所需的数字信号，图4示出了本发明第一实施例提供的电熔镁炉运行过程的实时电流监控曲线图，用来监控电熔镁炉的实时电流。三个冷却水流量计分别检测通往三个电极夹持臂的冷却水流量，流量计能够将水流量转换为4-20mA的电流信号，该信号通过带屏蔽层的信号线传给300PLC控制器的A/D转换模块的接口上，也同样通过控制器转换为数字信号，作为报警信息提供给控制器。

上述控制器将采集到的电熔镁炉电极的实时状态信息通过以太交换机单元的网络接口通过网线连接到西门子X-300EEC型交换机上，本地监控单元的本地数据采集模块通过网络从交换机上接收采集的实时状态信息并进行序列化处理然后传至本地数据交互模块中的RabbitMQ消息队列软件中，然后通过开发的本地数据交互模块的交互程序存入SQL Server数据库中进行存储，另一方面传至本地人机交互模块中及本地控制模块中，另一方面传至远程监控单元的远程数据交互模块中的zookeeper群集中，C#语言开发的远程数据交互程序不断的从zookeeper集群中提取数据，将数据传递至远程人机交互模块和远程控制模块，最后将数据传至远程非关系型的分布式HBase数据库中。

图5示出了本发明第二实施例提供的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控方法流程示意图，如图5所示，本实施例的方法如下所述。

501、现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，所述实时状态信息包括电熔镁炉电极的电流和电压、通入电熔镁炉的冷却水流量。

本步骤中，采用多个传感器现场采集所述电熔镁炉电极的实时状态信息，将所述实时状态信息传送至下位机，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节。

502、接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控。

本步骤中，具体为：

将步骤501所采集的电熔镁炉电极的实时状态信息分别传送至本地服务器和云服务器进行储存和显示，根据所述实时状态信息，本地工作人员在本地服务器对电熔镁炉运行过程的参数进行设定，所述参数包括电熔镁炉运行过程电极升降频率、转炉转动频率、电熔镁炉生产功率、给料时间和冷却水流量警戒值；

计算电熔镁炉电极的功率，根据所述功率值，调节电熔镁炉电极的电流，根据检测的各台电熔镁炉的冷却水流量报警信息，调节所述冷却水流量调节装置的水流量，具体地，根据电熔镁炉电极的实时电流值和实时电压值，本地服务器计算实时电极功率，即电熔镁炉的实时功率；

分别将电熔镁炉的实时功率与电熔镁炉生产功率设定值进行比较、实时冷却水流量与冷却水流量警戒值进行比较，当电熔镁炉的实时功率高于电熔镁炉生产功率设定值时，显示电熔镁炉功率报警信息，同时传至云服务器进行显示或者当冷却水流量低于冷却水流量警戒值时，显示冷却水流量报警信息并传至云服务器进行显示；

根据电熔镁炉功率报警信息或者冷却水流量报警信息，本地服务器通过下位机发送控制指令，控制相应的变频器调节对应的电机调节三相电极的升降，直至电熔镁炉的实时功率低于电熔镁炉生产功率设定值，或者本地服务器通过下位机发送控制指令，控制控制流量调节装置使冷却水流量增加，直至冷却水流量高于冷却水流量警戒值。

503、根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行。

本步骤中，具体包括：

远程工作人员参考电熔镁炉功率报警信息和冷却水流量报警信息，根据电熔镁炉的运行过程数据对参数设定值进行优化，得到优化参数设定值并传至本地服务器；

本地工作人员根据优化参数设定值，对电熔镁炉运行过程所需参数进行设定或者不进行设定，进而对电熔镁炉运行过程进行监控。

本实施例的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控方法，包括：现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，所述实时状态信息包括电熔镁炉电极的电流和电压、通入电熔镁炉的冷却水流量，接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控，根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行，进而解决了电熔镁砂生产过程总能耗高、产量低、质量差的问题。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (3)

1.一种基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统，其特征在于，包括：

现场控制单元，用于现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，所述实时状态信息包括电熔镁炉电极的电流和电压、通入电熔镁炉的冷却水流量；

本地服务器，用于接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控；

云服务器，用于根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行，所述参数包括电熔镁炉运行过程电极升降频率、转炉转动频率、电熔镁炉生产功率、给料时间和冷却水流量警戒值；

所述现场控制单元与所述本地服务器连接，所述本地服务器与所述云服务器连接；

所述现场控制单元，包括：传感器单元、冷却水流量计、冷却水流量调节装置、变频器单元、以太网交换机单元、下位机；

所述传感器单元包括：多个传感器，分别用于现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，将所述实时状态信息传送至下位机；

所述冷却水流量计，用于采集冷却水流量信息；

所述冷却水流量调节装置，用于根据控制指令调节通入电熔镁炉中的冷却水流量；

所述变频器单元包括：多个变频器，分别用于控制现场所用电机的运行；

所述以太网交换机单元包括：多个以太网交换机，分别用于将各车间的下位机连接起来组成总线型以太网；

所述下位机，用于控制传感器单元的数据采集过程，将从所述传感器单元接收的数据通过以太网传送至所述本地服务器，同时向所述变频器和所述冷却水流量调节装置发送控制指令，控制变频器调节现场所用电机的运行及控制冷却水流量调节装置对冷却水流量进行调节；

所述传感器单元的输出端、所述冷却水流量计的输出端与所述下位机的输入端连接，所述下位机的输出端与所述变频器单元、所述冷却水流量调节装置连接，所述以太网交换机单元与所述下位机连接，用于实现与所述本地服务器通信；

所述本地服务器中设置有本地监控单元，所述本地监控单元包括：本地数据采集模块、关系型数据库、本地数据交互模块、本地人机交互模块、本地控制模块；

所述本地数据采集模块，用于通过OPC通信协议接收所述现场控制单元采集到的实时状态信息，发送所述实时状态信息至所述本地数据交互模块；

所述关系型数据库，用于存储电熔镁炉电极的实时状态信息；

所述本地数据交互模块，用于将所述实时状态信息存储至所述关系型数据库，实现与所 述本地人机交互模块、所述本地控制模块、所述云服务器进行数据交互；

所述本地人机交互模块，用于显示电熔镁炉电极的实时状态信息和报警信息，对电熔镁炉运行过程的参数进行设定，将所述参数发送至所述本地控制模块、所述云服务器，所述报警信息包括电熔镁炉冷却水流量报警信息和电熔镁炉功率报警信息；

所述本地控制模块，用于计算电熔镁炉电极的实时功率，根据所述实时功率，调节电熔镁炉电极的电流，根据检测各台电熔镁炉的冷却水流量报警信息，调节所述冷却水流量调节装置的水流量；

所述本地数据采集模块与所述本地数据交互模块连接，所述本地数据交互模块分别与所述关系型数据库、所述本地人机交互模块、所述本地控制模块连接，所述本地人机交互模块与所述本地控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控系统，其特征在于，所述云服务器中设置有远程监控单元，所述远程监控单元包括：分布式数据库、远程数据交互模块、远程人机交互模块、远程控制模块；

所述分布式数据库，用于存储电熔镁炉电极的实时状态信息；

所述远程数据交互模块，用于将所述实时状态信息存储至所述分布式数据库，实现与所述远程人机交互模块、所述远程控制模块进行数据交互；

所述远程人机交互模块，用于显示电熔镁炉电极的实时状态信息；

所述远程控制模块，用于根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，将所述优化后的参数发送至所述本地服务器供本地工作人员参考；

所述远程数据交互模块分别与所述分布式数据库、所述远程人机交互模块、所述远程控制模块连接。

3.一种基于云计算技术的电熔镁炉运行过程监控方法，其特征在于，包括：

现场采集电熔镁炉电极的实时状态信息，根据所述实时状态信息控制现场所用电机的运行，控制冷却水流量调节装置对冷却水的流量进行调节，所述实时状态信息包括电熔镁炉电极的电流和电压、通入电熔镁炉的冷却水流量；

接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控；

根据所述实时状态信息对电熔镁炉运行过程的参数进行优化，指导本地工作人员监控电熔镁炉的运行，所述参数包括电熔镁炉运行过程电极升降频率、转炉转动频率、电熔镁炉生产功率、给料时间和冷却水流量警戒值；

所述接收所述电熔镁炉电极的实时状态信息至本地服务器进行显示和存储，并将所述实 时状态信息发送至云服务器为远程工作人员进行监控，具体为：

将采集的电熔镁炉电极的实时状态信息分别传送至本地服务器和云服务器进行储存和显示，根据所述实时状态信息，本地工作人员在本地服务器对电熔镁炉运行过程的参数进行设定；

计算电熔镁炉电极的实时功率，根据所述实时功率，调节电熔镁炉电极的电流，根据检测的各台电熔镁炉的冷却水流量报警信息，调节所述冷却水流量调节装置的水流量；

分别将电熔镁炉的实时功率与电熔镁炉的生产功率设定值进行比较、实时冷却水流量与冷却水流量警戒值进行比较，当电熔镁炉的实时功率高于电熔镁炉的生产功率设定值时，显示电熔镁炉功率报警信息并传至云服务器进行显示，当冷却水流量低于冷却水流量警戒值时，显示冷却水流量报警信息并传至云服务器进行显示；

根据电熔镁炉功率报警信息或者冷却水流量报警信息，本地服务器通过下位机发送控制指令，控制相应的变频器调节电熔镁炉电极的升降，直至电熔镁炉的实时功率低于电熔镁炉的生产功率设定值，或者本地服务器通过下位机发送控制指令，控制流量调节装置使冷却水流量增加。