高爐爐缸多維侵蝕監(jiān)測(cè)智能分析專家系統(tǒng)

?  系統(tǒng)技術(shù)來源

大連國業(yè)與東北大學(xué)聯(lián)合，成立高爐爐缸多維侵蝕模型研究中心，研究的多維冗余數(shù)學(xué)模型，依據(jù)高爐內(nèi)部傳熱特性，利用多種熱工參數(shù)，綜合判斷高爐安全長壽運(yùn)行狀態(tài)，確保高爐安全穩(wěn)定運(yùn)行。

?  系統(tǒng)技術(shù)六大創(chuàng)新

1高精度數(shù)字傳感器

2新型高爐侵蝕模型

3無線傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

4高爐運(yùn)行在線埋偶

5遠(yuǎn)程大數(shù)據(jù)監(jiān)控中心實(shí)時(shí)監(jiān)控

6手機(jī)APP實(shí)時(shí)監(jiān)控

高爐多方位侵蝕監(jiān)測(cè)示意圖

?  功能概述

自動(dòng)監(jiān)測(cè)爐缸爐底耐材熱電偶溫度數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)和顯示；爐缸異常診斷知識(shí)庫的建立；不同縱剖面（橫截面）溫度場(chǎng)、等溫線、溫度云圖、耐材厚度、侵蝕內(nèi)型、繪制、存儲(chǔ)、顯示和歷史查詢；爐缸爐底任意坐標(biāo)點(diǎn)溫度、材質(zhì)、厚度等信息可隨光標(biāo)自動(dòng)顯示；

自動(dòng)診斷爐缸狀態(tài)的智能診斷；

自動(dòng)預(yù)警爐缸異常侵蝕、預(yù)警查詢、預(yù)警確認(rèn)、預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定

統(tǒng)計(jì)報(bào)表自動(dòng)生成班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表等各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表；

輸出打印數(shù)據(jù)、圖像、報(bào)表的導(dǎo)出和打印；

設(shè)備維護(hù)設(shè)備狀態(tài)查詢、診斷和故障查詢等；

賬戶管理新建賬戶、手機(jī)APP實(shí)時(shí)權(quán)限管理及操作記錄查詢；

協(xié)助支持用戶使用手冊(cè)、培訓(xùn)，24*7小時(shí)在線技術(shù)支持、熱線等。

系統(tǒng)組織架構(gòu)及數(shù)據(jù)庫的建立

根據(jù)爐缸侵蝕模型的需求，專家系統(tǒng)通過交換機(jī)與高爐一級(jí)系統(tǒng)對(duì)接，通過MODBUS TCP或OPC協(xié)議實(shí)時(shí)讀取爐缸熱電偶的數(shù)據(jù)，建立爐底爐缸熱電偶溫度數(shù)據(jù)庫。

?  產(chǎn)品特點(diǎn)

高爐專用電偶（有線型、無線型）：

重慶川儀十七廠定制高爐專用熱電偶（有線型、無線型），量程0-1100℃，短時(shí)間內(nèi)可承受1200℃的高溫，可長期穩(wěn)定工作于1100℃以下具有耐高溫、耐腐蝕、耐還原、抗氧化、抗氮化、抗?jié)B碳等性能，并具有良好的機(jī)械性能。

電偶優(yōu)化布置：

根據(jù)爐缸結(jié)構(gòu)，依據(jù)冶金傳輸原理和傳熱計(jì)算，對(duì)熱電偶（有線型、無線型）的數(shù)量和位置進(jìn)行優(yōu)化布置，在滿足數(shù)學(xué)模型要求的同時(shí)，盡量減少熱電偶的數(shù)量。

的在線埋偶技術(shù)：

通常一支熱電偶（有線型、無線型）需要約40分鐘（休風(fēng)情況下）安裝完畢。線埋偶（有線型、無線型）先依據(jù)冷卻壁圖紙確認(rèn)爐殼開孔位置，再用磁力鉆（空間不滿足用氣割槍）開孔，然后用沖擊鉆打孔到碳磚冷面（打孔深度根據(jù)圖紙與開孔手感確定），根據(jù)碳磚冷面溫度確認(rèn)是否對(duì)碳磚鉆孔，并每深入50mm再次溫度測(cè)量，如果超出溫度安全界限，停止鉆孔，插入深度不超過150mm。

測(cè)溫精度高：采用進(jìn)口高精度軍轉(zhuǎn)民用測(cè)溫芯片，在0-80℃范圍內(nèi)，測(cè)溫精度優(yōu)于±0.02℃（遼寧檢定），出廠產(chǎn)品經(jīng)過統(tǒng)一標(biāo)定，符合上述精度。測(cè)溫原理是測(cè)溫元件在不同溫度下輸出不同的震蕩頻率，震蕩頻率在傳輸過程中不因外界環(huán)境的影響而改變，因此數(shù)字測(cè)溫元件的精度不會(huì)受采集電路和外界環(huán)境影響而發(fā)生漂移。

一致性好：傳感器逐個(gè)專業(yè)標(biāo)定，一致性好，通用性強(qiáng)，具有良好的互換性；

一次采集儀表（水溫差傳感器、爐殼傳感器）采用無線傳輸：無線傳輸采用DSSS（直接序列展頻技術(shù)） 技術(shù)，直接序列擴(kuò)頻技術(shù)在軍事通信和機(jī)密工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，是一種可靠安全的工業(yè)應(yīng)用方案。具有抗干擾能力強(qiáng)，傳輸距離遠(yuǎn)，穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)。內(nèi)置載波偵聽功能，可有效避免多個(gè)節(jié)點(diǎn)通信沖突，數(shù)百個(gè)節(jié)點(diǎn)共存通信不受影響；相對(duì)于傳統(tǒng)有線連接方式，安裝靈活方便，節(jié)省線纜、橋架、穿線管等材料及安裝施工費(fèi)用，以及基本沒有后期維修費(fèi)用。

防護(hù)等級(jí)高：水溫差傳感器、爐殼傳感器防護(hù)等級(jí)≥IP68，防水，防塵，耐腐蝕，能夠適應(yīng)高爐復(fù)雜的工況；

設(shè)備壽命長：：水溫差傳感器、爐殼傳感器電源管理電路設(shè)計(jì)合理，設(shè)計(jì)的發(fā)送電流尖峰抑制電路可有效延長電池的使用壽命。每秒一次采樣的情況下，整機(jī)平均功耗<130uA, 理論工作時(shí)間10年。

拆裝方便：水溫差傳感器、爐殼傳感器傳感器沒有線纜，傳感器安裝、更換就像擰燈泡一樣簡(jiǎn)單；增加阻隔器后，傳感器可帶水帶壓安裝及更換。

穩(wěn)定性強(qiáng)：水溫差傳感器、爐殼傳感器傳感器采用數(shù)字測(cè)溫芯片，整套系統(tǒng)采用全數(shù)字通信方式和糾錯(cuò)技術(shù)，系統(tǒng)抗干擾能力和穩(wěn)定性強(qiáng)。

手機(jī)APP： 我司針對(duì)高爐專家系統(tǒng)，開發(fā)專用手機(jī)APP，該APP基于運(yùn)維平臺(tái),集數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、報(bào)警分析、設(shè)備巡檢、報(bào)表查詢等功能一體，可實(shí)現(xiàn)完整的移動(dòng)智能運(yùn)維體驗(yàn)。通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、Internet/3G/4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等多種通訊方式，把運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)統(tǒng)一上傳至云端服務(wù)器存儲(chǔ)，由云端轉(zhuǎn)發(fā)至遠(yuǎn)程診斷中心，通過遠(yuǎn)程診斷中心專家診斷模塊對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析、判斷，生成相關(guān)診斷報(bào)告，及時(shí)反饋至用戶客戶端、移動(dòng)設(shè)備（PC、平板電腦、手機(jī)等），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、協(xié)同工作、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程診斷的目的。

 大數(shù)據(jù)分析：為了保障高爐的生產(chǎn)安全，提高對(duì)現(xiàn)場(chǎng)異常情況的反應(yīng)效率，我公司利用信息化智能化、大數(shù)據(jù)技術(shù)建設(shè)高爐安全運(yùn)維大型數(shù)據(jù)分析中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)高爐現(xiàn)場(chǎng)軟硬件設(shè)備數(shù)據(jù)的全面實(shí)時(shí)采集、清洗分析，使產(chǎn)品故障診斷與預(yù)測(cè)智能化、設(shè)備海量數(shù)據(jù)展示可視化，利用采集的數(shù)據(jù)，采用多維冗余算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐爐缸爐底碳磚余摩的遠(yuǎn)程診斷與分析，根據(jù)診斷結(jié)果，提供可供參考的操作建議，以延長高爐使用壽命，達(dá)到增產(chǎn)、增效、高爐安全停爐等技術(shù)目標(biāo)。