【摘要】：近年來,鋁材制品已被廣泛應(yīng)用于軍事工業(yè)和各種民用工業(yè)中。鋁供應(yīng)量的持續(xù)增長離不開電解設(shè)備及鋁熔煉設(shè)備的安全運行,而電解熔鋁爐、保溫爐是設(shè)備的核心所在。在熔煉系統(tǒng)中,設(shè)備長久運行于高負荷環(huán)境下,容易造成電解槽底部腐蝕,進而造成受熱不均,如果不能及時發(fā)現(xiàn),會造成漏槽等安全事故。因此,對熔爐的溫度測量是現(xiàn)代熔煉系統(tǒng)中一個重要的安全保障措施。由于爐底存在大電流、強磁場以及極強的電磁干擾,傳統(tǒng)溫度傳感器無法正常使用,且人工測溫困難。分布式光纖溫度傳感技術(shù)的發(fā)展為爐底溫度的監(jiān)測提供了可能。本課題來源于山東兗礦輕合金有限公司的光纖熔鋁爐、保溫爐溫度監(jiān)測系統(tǒng)研制項目。光纖具有體積小、耐腐蝕、防燃、抗電磁干擾等優(yōu)點,且分布式光纖溫度傳感器可實現(xiàn)溫度場的分布式測量,空間分辨率高,誤差小。本文利用分布式光纖傳感技術(shù)能夠連續(xù)測量光纖沿線處的溫度的特點,將12臺熔鋁爐、保溫爐的爐底進行區(qū)域劃分,每3m光纖繞成一圈,實現(xiàn)一個分區(qū)的溫度監(jiān)測,進而判斷整個爐底的健康狀況。軟件系統(tǒng)需實現(xiàn)測點溫度的實時監(jiān)測,測點溫度的預(yù)警、報警,溫度實時曲線顯示,歷史數(shù)據(jù)查詢,報表打印等功能。本文利用高速數(shù)據(jù)采集卡實現(xiàn)溫度解調(diào),底層數(shù)據(jù)采集模塊將采集后的溫度數(shù)據(jù)保存到SQL Server數(shù)據(jù)庫�，F(xiàn)場監(jiān)測層首先從SQL Server數(shù)據(jù)庫獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù),然后進行數(shù)據(jù)處理。本文深入研究了分布式光纖傳感技術(shù),重點對拉曼散射和光時域反射技術(shù)進行了理論分析。在此基礎(chǔ)上確定了山東兗礦輕合金有限公司的光纖熔鋁爐、保溫爐溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案,其中系統(tǒng)硬件主要有工控機、光開關(guān)、光纖溫度傳感器。在軟件方面,重點從功能性和非功能性角度進行了詳細的需求分析,確定系統(tǒng)架構(gòu)為C/S體系。軟件用C++語言編寫,開發(fā)平臺為Visual Studio 2010,綜合了Socket通信、多線程、數(shù)據(jù)庫等多種技術(shù)手段。系統(tǒng)分為客戶端和服務(wù)器兩部分,服務(wù)器系統(tǒng)安裝在鋁熔煉系統(tǒng)控制室,與采集卡通信后進行數(shù)據(jù)采集,驅(qū)動程序?qū)⒎植际焦饫w解調(diào)系統(tǒng)采集的溫度信息存入SQL Server數(shù)據(jù)庫,與此同時,系統(tǒng)的另一進程則會不停地讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),并在服務(wù)器進行必要的溫度信息、報警信息顯示等�？蛻舳讼到y(tǒng)安裝在網(wǎng)內(nèi)用戶計算機上,通過路由實現(xiàn)對服務(wù)器的訪問。此外,重點對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進行了建模,設(shè)計了概念數(shù)據(jù)模型和物理數(shù)據(jù)模型,并重點對通道信息表、報警記錄表等表格進行了介紹。最后,重點介紹了系統(tǒng)的實現(xiàn),主要包括溫度數(shù)據(jù)采集模塊、實時曲線顯示模塊、歷史數(shù)據(jù)查詢模塊、歷史曲線顯示模塊、報警模塊、報警記錄查詢及打印模塊等。目前,該監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)投入使用,運行狀況良好。本系統(tǒng)較好地滿足了實際生產(chǎn)的需要,實現(xiàn)了爐底溫度的監(jiān)測及預(yù)警,并可提前預(yù)知安全事故,對鋁工業(yè)的安全生產(chǎn)具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。
【圖文】：

逑Ｉ邋ＲＳ２３２／４８５、ＣＡＮ、邐｜數(shù)始處理、信號分逡逑＾邋Ｅｔｆｉｅｍｅｔ、繼電器等邋￣氣析、顯示及報答等逡逑圖２－６傳感系統(tǒng)框圖逡逑如圖，系統(tǒng)中有高頻脈沖激光光源、光電探測器及放大器、高速信號處理器逡逑１８逡逑

要采用開放式分層分布系統(tǒng)，由主站、光纖解調(diào)設(shè)備及現(xiàn)場光纖測溫傳感器組成，逡逑采用光栟聯(lián)接。由于系統(tǒng)要求實現(xiàn)信息的巧享，為此，系統(tǒng)采用Ｃ／Ｓ架構(gòu)，其設(shè)逡逑計如圖３－４所示。逡逑１邐ｆ邋巧：逡逑暴邐科邐－逡逑Qg晈監(jiān)邐內(nèi)篇監(jiān)Wｒ邐，服務(wù)器逡逑控產(chǎn)備邐控砰備邐？邐．ｊ服分謊逡逑ＳＱＬ邋Ｓｅｒｖｅｒ邐＾逡逑—１—邐找巧X楀義希卞危蓿殼懾義希懾五五逭煎義下罰掌麇畏繬B墻逡逑Ｂ邐外網(wǎng)ＰＣ逡逑ＤＴＳ監(jiān)控設(shè)備逡逑圖３－４軟件系統(tǒng)架構(gòu)圖逡逑系統(tǒng)設(shè)計采用可擴展、離性能的ＳＱＬ邋Ｓｅｒｖｅｒ數(shù)據(jù)庫開發(fā)。為保證系統(tǒng)的穩(wěn)逡逑定、高效、安全運行，，我們采用單獨的一臺計算機作為ＳＱＬ邋Ｓｅｒｖｅｒ服務(wù)器。而逡逑裝有ＰＣＩ數(shù)據(jù)采集卡的ＤＴＳ測溫系統(tǒng)作為Ｃ／Ｓ架構(gòu)中的服務(wù)器，其上位機程序逡逑負責(zé)與ＰＣＩ數(shù)據(jù)采集卡直接交互，完成濕度數(shù)據(jù)的采集，并上傳到ＳＱＬ邋Ｓｅｒｖｅｒ逡逑數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲。同時，實現(xiàn)對整個光纖感濕光纜的各個分區(qū)溫度情況逡逑Ｗ實時曲線的形式顯示，并實現(xiàn)系統(tǒng)的基本配置等功能。內(nèi)網(wǎng)監(jiān)控設(shè)備，是指安逡逑裝有系統(tǒng)客戶端的ＰＣ，其上位機程序負責(zé)與ＤＴＳ測溫系統(tǒng)進行Ｓｏｃｋｅｔ網(wǎng)絡(luò)通信，逡逑二者建立連接后
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TF351;TP274

【參考文獻】

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本文編號：2616063