連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統及判定方法
【專利摘要】本發明涉及冶金【技術領域】，特別涉及一種連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統及判定方法，判定系統包括：無線測溫節點、無線傳感器網關及上位機。無線測溫節點設置在連鑄扇形段噴嘴附近，用于采集連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息。無線傳感器接收無線測溫節點采集的即時溫度信息，并將接收的即時溫度信息發送至上位機。上位機比較每個噴嘴的即時溫度信息，判斷噴嘴是否出現了堵塞。本發明提供的連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統，可以避免人工操作，節省了大量的人力和物力，提高了檢測結果的準確性；同時還提高了對噴嘴堵塞情況檢測的工作效率。
【專利說明】連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統及判定方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金【技術領域】，特別涉及一種連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統及判定方法。
【背景技術】
[0002]煉鋼連鑄是鋼水由液態向固態轉化的重要工序，其中扇形段冷卻技術是確保產品質量的重要保證，每個扇形段上分布著很多噴嘴，噴嘴是否堵塞直接關系到鑄坯的冷卻效果，鑄坯冷卻不均勻會造成鑄坯表面質量缺陷從而影響產品質量。扇形段上的噴嘴在冷卻鑄坯過程中由于水質影響和高溫結垢等因素容易造成堵塞，目前國內外鋼廠檢測噴嘴堵塞的方法都是傳統人工模式，只能在停澆后通過現場人眼結合手電筒的方式查看噴嘴狀況，采用這種方法不僅工人的勞動強度大，而且需要的時間長，并且無法保證檢查的準確性，因此不適合現代化先進的大型鋼廠快節奏、高品質生產的管理要求。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠實時在線判定連鑄扇形段噴嘴是否發生堵塞的連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統及判定方法。
[0004]為解決上述技術問題，本發明提供了一種連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統，包括:無線測溫節點、無線傳感器網關及上位機；所述無線測溫節點設置在所述連鑄扇形段噴嘴附近，用于采集所述連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息；所述無線傳感器接收所述無線測溫節點采集的所述即時溫度信息，并將接收的所述即時溫度信息發送至所述上位機；所述上位機對采集的所述即時溫度信息進行比較，判斷所述噴嘴是否出現了堵塞。
[0005]進一步地，所述上位機包括:數據接收單元，用于接收所述無線傳感器網關發來的所述連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息；數據存儲單元，用于存儲所述數據接收單元接收的所述即時溫度信息；數據分析單元，用于從所述數據存儲單元獲取所述即時溫度信息；通過比較每個所述噴嘴的即時溫度信息，判斷所述噴嘴是否發生了堵塞；報警顯示單元，用于從所述數據分析單元獲取判斷結果及所述連鑄扇形段每個所述噴嘴的即時溫度信息，當所述噴嘴堵塞時發出報警信號，并顯示即時溫度信息的變化趨勢。
[0006]進一步地，所述無線測溫節點包括:第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、測溫元件、儀表放大器、單片機及無線模塊；所述第一電阻Rl的一端依次通過所述第二電阻R2及第三電阻R3接地；所述第一電阻Rl的另一端通過所述測溫元件接地；所述儀表放大器的正相輸入端連接在所述第一電阻Rl與所述測溫元件之間，所述儀表放大器的反相輸入端連接在所述第二電阻R2與第三電阻R3之間；所述儀表放大器的輸出端通過所述單片機與所述無線模塊連接。
[0007]進一步地，所述無線測溫節點與所述無線傳感器網關通過ZigBee通信協議實現所述連鑄扇形段噴嘴的即時溫度信息的接收與發送。
[0008]本發明還提供了一種連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統的判定方法，包括:獲取并存儲所述連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息；將連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度進行比較，判斷所述噴嘴是否發生了堵塞。
[0009]進一步地，所述將連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度進行比較，判斷所述噴嘴是否發生了堵塞包括:當其中一個所述噴嘴的溫度比其它所述噴嘴的溫度高50度或更多，則說明所述噴嘴發生了堵塞；否則，所述噴嘴未發生堵塞。
[0010]進一步地，還包括:當所述連鑄扇形段噴嘴堵塞時發出報警信號，并顯示所述連鑄扇形段噴嘴的即時溫度信息的變化趨勢。
[0011]本發明提供的連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統及判定方法，設置有無線測溫節點、無線傳感器網關及上位機，能夠通過無線測溫節點采集連鑄扇形段噴嘴的溫度，并將采集的噴嘴即時溫度信息經無線傳感器網關傳送至上位機進行分析處理，判斷出連鑄扇形段噴嘴是否發生了堵塞事故，因此可以避免人工操作，節省了大量的人力和物力，提高了檢測結果的準確性；同時還提高了對噴嘴堵塞情況檢測的工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本發明實施例提供的連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統結構示意圖。
[0013]圖2為本發明實施例提供的上位機內部軟件結構示意圖。
[0014]圖3為本發明實施例提供的無線測溫節點結構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]參見圖1-圖3，本發明實施例提供了一種連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統，包括:無線測溫節點、無線傳感器網關及上位機。無線測溫節點設置在連鑄扇形段噴嘴附近，用于采集連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息(連鑄扇形段噴嘴的即時溫度信息是指實時測量的連鑄扇形段噴嘴的溫度，扇形段上的噴嘴由若干排構成，每排根據需要設置有4-6個噴嘴，本實施例涉及的噴嘴屬于同一排)。無線傳感器接收無線測溫節點采集的即時溫度信息，并將接收的即時溫度信息發送至上位機。上位機比較每個噴嘴的即時溫度信息，判斷連鑄扇形段噴嘴是否出現了堵塞。參見圖3，無線測溫節點包括:第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、測溫元件、儀表放大器、單片機及無線模塊。第一電阻Rl的一端依次通過第二電阻R2及第三電阻R3接地；第一電阻Rl的另一端通過測溫元件接地。儀表放大器由多級運算放大電路組成，儀表放大器的正相輸入端連接在第一電阻Rl與所述測溫元件之間，儀表放大器的反相輸入端連接在第二電阻R2與第三電阻R3之間；儀表放大器的輸出端通過單片機與無線模塊連接。本發明實施例中，單片機為超低功耗MSP單片機，無線模塊為超低功耗433M無線模塊。無線測溫節點與無線傳感器網關通過ZigBee通信協議實現連鑄扇形段噴嘴的即時溫度信息的接收與發送。無線測溫節點的電源可采用工業耐高溫鋰電池。
[0016]參見圖2，上位機包括:數據接收單元，用于接收無線傳感器網關發來的連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息。數據存儲單元，用于存儲從數據接收單元獲取的連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息。數據分析單元，用于從數據存儲單元獲取連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息；比較每個噴嘴的即時溫度信息，判斷連鑄扇形段噴嘴是否發生了堵塞。報警顯示單元，用于從數據分析單元獲取判斷結果及連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息，當某個噴嘴堵塞時發出報警信號，并顯示即時溫度信息的變化趨勢。
[0017]本發明實施例還提供了一種連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統的判定方法，包括:步驟10:獲取并存儲連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息。步驟20:將連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度進行比較，判斷所述噴嘴是否發生了堵塞。具體為:當其中一個噴嘴的溫度比其它噴嘴的溫度高50度或更多(如50度、200度或500度)，則說明該噴嘴發生了堵塞；否則，噴嘴未發生堵塞。步驟30:當連鑄扇形段噴嘴堵塞時發出報警信號，并顯示連鑄扇形段噴嘴的即時溫度信息的變化趨勢。例如，構建即時溫度隨時間的變化曲線，直觀的對連鑄扇形段的即時溫度予以顯示。
[0018]下面對本發明實施例提供的連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統的工作原理進行說明:無線測溫節點分布在連鑄扇形段同一排所有噴嘴的附近，要求無線測溫節點能夠靈敏的探測連鑄扇形段同一排所有噴嘴的溫度變
[0019]化。當某個噴嘴堵塞時，該噴嘴無法噴出水對高溫鑄坯進行冷卻，因此高溫鑄坯的溫度無法下降，導致高溫鑄坯的溫度傳遞到與之對應的噴嘴上，使該噴嘴的溫度急劇升高。無線測溫節點探測到噴嘴的即時溫度信息，無線傳感器網關與無線測溫節點之間建立ZigBee通信協議，無線通信網關通過ZigBee獲取無線測溫節點采集的噴嘴的即時溫度信息，并將獲取的即時溫度信息傳送至上位機。上位機中的數據接收單元接收從無限傳感器網管傳來的連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息，并將其臨時保存。臨時保存的連鑄扇形段噴嘴的即時溫度信息傳送至數據存儲單元進行存儲。數據分析單元將連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度進行對比，判斷所述噴嘴是否發生了堵塞。具體為:當其中一個噴嘴的溫度比其它噴嘴的溫度高50度或更多(如50度、200度或500度)，則說明該噴嘴發生了堵塞；否則，噴嘴未發生堵塞。數據分析單元發送判斷結果給報警顯示單元，當噴嘴發生堵塞時，報警顯示單元發出報警信號；同時，數據分析單元將連鑄扇形段的即時溫度信息發送至報警顯示單元，使報警顯示單元顯示連鑄扇形段噴嘴的即時溫度的變化趨勢(如以波形圖的形式進行顯示)，便于工作人員進行觀察。在實際應用中連鑄扇形段噴嘴的數量較多，可分別對其進行編號，在報警顯示單元報警時，顯示堵塞的連鑄扇形段噴嘴的編號，這樣可以方便工作人員很快的查詢到該連鑄扇形段噴嘴的位置。
[0020]本發明實施例具有以下有益效果:
[0021]設置有無線測溫節點、無線傳感器網關及上位機，能夠通過無線測溫節點采集連鑄扇形段噴嘴的溫度，并將采集的噴嘴即時溫度信息經無線傳感器網關傳送至上位機進行分析處理，判斷出連鑄扇形段噴嘴是否發生了堵塞事故，因此可以避免人工操作，節省了大量的人力和物力，提高了檢測結果的準確性；同時還提高了對噴嘴堵塞情況檢測的工作效率。此外，本發明實施例提供的連鑄扇形段工作狀態判定系統結構簡單、成本較低，便于在工業上廣泛實施。
[0022]最后所應說明的是，以上【具體實施方式】僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統，其特征在于，包括:無線測溫節點、無線傳感器網關及上位機；所述無線測溫節點設置在所述連鑄扇形段噴嘴附近，用于采集所述連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息；所述無線傳感器接收所述無線測溫節點采集的所述即時溫度信息，并將接收的所述即時溫度信息發送至所述上位機；所述上位機對采集的所述即時溫度信息進行比較，判斷所述噴嘴是否出現了堵塞。
2.根據權利要求1所述的連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統，其特征在于，所述上位機包括:數據接收單元，用于接收所述無線傳感器網關發來的所述連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息；數據存儲單元，用于存儲所述數據接收單元接收的所述即時溫度信息；數據分析單元，用于從所述數據存儲單元獲取所述即時溫度信息；通過比較每個所述噴嘴的即時溫度信息，判斷所述噴嘴是否發生了堵塞；報警顯示單元，用于從所述數據分析單元獲取判斷結果及所述連鑄扇形段每個所述噴嘴的即時溫度信息，當所述噴嘴堵塞時發出報警信號，并顯示即時溫度信息的變化趨勢。
3.根據權利要求2所述的連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統，其特征在于，所述無線測溫節點包括:第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、測溫元件、儀表放大器、單片機及無線模塊；所述第一電阻Rl的一端依次通過所述第二電阻R2及第三電阻R3接地；所述第一電阻Rl的另一端通過所述測溫元件接地；所述儀表放大器的正相輸入端連接在所述第一電阻Rl與所述測溫元件之間，所述儀表放大器的反相輸入端連接在所述第二電阻R2與第三電阻R3之間；所述儀表放大器的輸出端通過所述單片機與所述無線模塊連接。
4.根據權利要求2所述的連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統，其特征在于，所述無線測溫節點與所述無線傳感器網關通過ZigBee通信協議實現所述連鑄扇形段噴嘴的即時溫度信息的接收與發送。
5.一種連鑄扇形段噴嘴工作狀態判定系統的判定方法，其特征在于，包括:獲取并存儲所述連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度信息；將連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度進行比較，判斷所述噴嘴是否發生了堵塞。
6.根據權利要求5所述的判定方法，其特征在于，所述將連鑄扇形段同一排所有噴嘴的即時溫度進行比較，判斷所述噴嘴是否發生了堵塞包括:當其中一個所述噴嘴的溫度比其它所述噴嘴的溫度高50度或更多，則說明所述噴嘴發生了堵塞；否則，所述噴嘴未發生堵塞。
7.根據權利要求5所述的判定方法，其特征在于，還包括:當所述連鑄扇形段噴嘴堵塞時發出報警信號，并顯示所述連鑄扇形段噴嘴的即時溫度信息的變化趨勢。
【文檔編號】G01K7/00GK103487249SQ201310464089
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月8日 優先權日:2013年10月8日
【發明者】彭國仲, 田志紅, 蘇震霆, 馬軍紅, 王勝東, 白健, 楊紅遠, 楊曉山 申請人:首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司