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水泥厂无线测温方案
       温度是表征被测对象冷热程度的物理量,它在水泥生产工艺控制中是一个极为重要的参数。温度的自动监测和控制已成为水泥厂生产高质量水泥的重要条件之一,也是水泥厂进行安全生产和减少损失采取的重要措施之一。采用传统的有线信号传输施工复杂,布线效率低,不便于管理。发生故障时,耗费大量的人力物力排查和重新铺设电缆,且长距离传输时易受电磁干扰。因而温度信号的无线传输和在线遥测显得越来越重要。本文论述的该套无线测温系统设计方案,采用先进传感技术、抗电磁干扰设计,可对多种恶劣环境条件下的温度实现现场和远程智能化在线监测和预警。

1、系统要求

       水泥厂的温度采集主要分为两类:(1)高温段温度采集,如窑尾预分解系统的混合室中部温度和出口温度、窑尾三次风温度等,温度通常在 500℃以上,主要应用热电偶作为检测元件进行温度测量;(2)低温段温度采集,如煤粉收尘器出口入口温度等,温度通常在 150℃以下,主要应用热电阻作为检测元件进行温度测量。
(1)为了使用的普遍性,要求该套系统对于高温段、低温段都能进行准确的温度测量和无线传输以及远程报警。
(2)为了提高系统的可靠性,要求采用先进的数字化及无线传输技术。
(3)为了方便扩展与其他系统互连,要求系统采用标准化设计。
(4)在保证使用距离的情况下,要求采用超低功耗设计,传感器电池供电时间应保证在 4 年以上,且电池可更换。
(5)为了确保系统能安全、可靠运行且准确性高,要求该套系统具有很强的抗电磁干扰能力。

2、系统硬件结构

       系统主要由无线温度传感器、无线测温通信终端(温度显示仪)、温度监测报警子系统三部分组成。

(1)无线温度传感器由控制单元、无线数据传输和温度测量三部分组成。一体化热电偶和一体化热电阻均可以直接输出 4~20mA 标准毫安电流信号,所以温度测量单元主要是通过与测温传感器的配套使用,负责将热电偶或热电阻变送输出的毫安信号通过模数转换,变成数字信号,最后通过无线数据传输单元将信号传送给无线测温通信终端。控制单元可以控制数据发送的间隔时间,通过控制单元的控制,传感器可以每隔一定的时间自动地发送温度信号。无线通信采用 433- 470MHz 开放免费频段,传输距离为 100 米至 700 米,最远可达 800 米,数据传输速率为 9600bps,发射电流为 20mA,工作电压为 2.7- 3.6V,最大发射功率可达+13dBm。每个无线温度传感器均具有唯一的 ID 编号。在实际安装使用时,传感器将记录的每个数据及其编号一起存入温度监测工作站的计算机数据库中。传感器每隔一定时间(可以事先设定)自动发射一次监测点的温度数据,测量时间间隔可由远程软件调节时间间隙,测量时间间隔内温度超过阀值可主动启动发射上传,温度发现异常立即报警,可不受发送周期限制。报警温度设定也可由远程软件对传感器设定,任意调节。

(2)无线测温通信终端(温度显示仪)安装在控制室内,负责接收各无线温度传感器发送来的温度数据,并通过总线连接,把数据上传到中控室管理计算机并响应管理软件的各种命令。温度显示采用 2.5 英寸液晶显示屏,显示精度0.5,因为不同量程的热电偶和热电阻的相同毫安信号所对应的温度值是不同的,所以该显示仪配有智能菜单,可对测温传感器的量程等进行相应的设置。

(3)温度监测计算机从测温通讯终端采集各监测点的运行温度数据,在数据库中做长期保存,实时显示监测点的温度变化曲线,并进行分析,一旦发现温度过热或急剧升温到设置报警温度立即报警。

3、系统软件要求

       显示实时温度数据和最高温度数据的功能,也可查询某个时间段的历史数据,并绘制曲线,以图形化的方式反映状态量的变化情况。通过 WINCC 可以很容易组态出相应的温度记录图表。可通过软件调节下位机和温度传感器的温度报警阀值和测量时间。可方便地接入网络,进行 web 发布。
 
       采用传统的温度信号传输方式需采用屏蔽软电缆穿管敷设,对于诸如窑尾混合室中部温度,窑头收尘器进口和出口温度等,测量位置较高且布线困难,而无线温度测量正好避免了因为布线难度大所带来的困扰,大大提高了施工效率。因为无需电缆传输,所以可以节省一笔很可观的电缆投资,且由于采用了标准化设计,在发生故障时,模块更换简单易行,无需重新敷设电缆。
 


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