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溫度是表征被測(cè)對(duì)象冷熱程度的物理量，它在水泥生產(chǎn)工藝控制中是一個(gè)極為重要的參數(shù)。溫度的自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制已成為水泥廠生產(chǎn)高質(zhì)量水泥的重要條件之一，也是水泥廠進(jìn)行安全生產(chǎn)和減少損失采取的重要措施之一。采用傳統(tǒng)的有線信號(hào)傳輸施工復(fù)雜，布線效率低，不便于管理。發(fā)生故障時(shí)，耗費(fèi)大量的人力物力排查和重新鋪設(shè)電纜，且長(zhǎng)距離傳輸時(shí)易受電磁干擾。因而溫度信號(hào)的無(wú)線傳輸和在線遙測(cè)顯得越來(lái)越重要。本文論述的該套無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，采用先進(jìn)傳感技術(shù)、抗電磁干擾設(shè)計(jì)，可對(duì)多種惡劣環(huán)境條件下的溫度實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程智能化在線監(jiān)測(cè)和預(yù)警。
1、系統(tǒng)要求
水泥廠的溫度采集主要分為兩類(lèi)：（1）高溫段溫度采集，如窯尾預(yù)分解系統(tǒng)的混合室中部溫度和出口溫度、窯尾三次風(fēng)溫度等，溫度通常在 500℃以上，主要應(yīng)用熱電偶作為檢測(cè)元件進(jìn)行溫度測(cè)量；（2）低溫段溫度采集，如煤粉收塵器出口入口溫度等，溫度通常在 150℃以下，主要應(yīng)用熱電阻作為檢測(cè)元件進(jìn)行溫度測(cè)量。
（1）為了使用的普遍性，要求該套系統(tǒng)對(duì)于高溫段、低溫段都能進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度測(cè)量和無(wú)線傳輸以及遠(yuǎn)程報(bào)警。
（2）為了提高系統(tǒng)的可靠性，要求采用先進(jìn)的數(shù)字化及無(wú)線傳輸技術(shù)。
（3）為了方便擴(kuò)展與其他系統(tǒng)互連，要求系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。
（4）在保證使用距離的情況下，要求采用超低功耗設(shè)計(jì)，傳感器電池供電時(shí)間應(yīng)保證在 4 年以上，且電池可更換。
（5）為了確保系統(tǒng)能安全、可靠運(yùn)行且準(zhǔn)確性高，要求該套系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力。
2、系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)主要由無(wú)線溫度傳感器、無(wú)線測(cè)溫通信終端（溫度顯示儀）、溫度監(jiān)測(cè)報(bào)警子系統(tǒng)三部分組成。
（1）無(wú)線溫度傳感器由控制單元、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸和溫度測(cè)量三部分組成。一體化熱電偶和一體化熱電阻均可以直接輸出 4～20mA 標(biāo)準(zhǔn)毫安電流信號(hào)，所以溫度測(cè)量單元主要是通過(guò)與測(cè)溫傳感器的配套使用，負(fù)責(zé)將熱電偶或熱電阻變送輸出的毫安信號(hào)通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字信號(hào)，最后通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸單元將信號(hào)傳送給無(wú)線測(cè)溫通信終端?？刂茊卧梢钥刂茢?shù)據(jù)發(fā)送的間隔時(shí)間，通過(guò)控制單元的控制，傳感器可以每隔一定的時(shí)間自動(dòng)地發(fā)送溫度信號(hào)。無(wú)線通信采用 433- 470MHz 開(kāi)放免費(fèi)頻段，傳輸距離為 100 米至 700 米，最遠(yuǎn)可達(dá) 800 米，數(shù)據(jù)傳輸速率為 9600bps，發(fā)射電流為 20mA，工作電壓為 2.7- 3.6V，最大發(fā)射功率可達(dá)+13dBm。每個(gè)無(wú)線溫度傳感器均具有唯一的 ID 編號(hào)。在實(shí)際安裝使用時(shí)，傳感器將記錄的每個(gè)數(shù)據(jù)及其編號(hào)一起存入溫度監(jiān)測(cè)工作站的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)中。傳感器每隔一定時(shí)間（可以事先設(shè)定）自動(dòng)發(fā)射一次監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)，測(cè)量時(shí)間間隔可由遠(yuǎn)程軟件調(diào)節(jié)時(shí)間間隙，測(cè)量時(shí)間間隔內(nèi)溫度超過(guò)閥值可主動(dòng)啟動(dòng)發(fā)射上傳，溫度發(fā)現(xiàn)異常立即報(bào)警，可不受發(fā)送周期限制。報(bào)警溫度設(shè)定也可由遠(yuǎn)程軟件對(duì)傳感器設(shè)定，任意調(diào)節(jié)。
（2）無(wú)線測(cè)溫通信終端（溫度顯示儀）安裝在控制室內(nèi)，負(fù)責(zé)接收各無(wú)線溫度傳感器發(fā)送來(lái)的溫度數(shù)據(jù)，并通過(guò)總線連接，把數(shù)據(jù)上傳到中控室管理計(jì)算機(jī)并響應(yīng)管理軟件的各種命令。溫度顯示采用 2.5 英寸液晶顯示屏，顯示精度0.5，因?yàn)椴煌砍痰臒犭娕己蜔犭娮璧南嗤涟残盘?hào)所對(duì)應(yīng)的溫度值是不同的，所以該顯示儀配有智能菜單，可對(duì)測(cè)溫傳感器的量程等進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。
（3）溫度監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)從測(cè)溫通訊終端采集各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的運(yùn)行溫度數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫(kù)中做長(zhǎng)期保存，實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫度變化曲線，并進(jìn)行分析，一旦發(fā)現(xiàn)溫度過(guò)熱或急劇升溫到設(shè)置報(bào)警溫度立即報(bào)警。
3、系統(tǒng)軟件要求
顯示實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)和最高溫度數(shù)據(jù)的功能，也可查詢(xún)某個(gè)時(shí)間段的歷史數(shù)據(jù)，并繪制曲線，以圖形化的方式反映狀態(tài)量的變化情況。通過(guò) WINCC 可以很容易組態(tài)出相應(yīng)的溫度記錄圖表。可通過(guò)軟件調(diào)節(jié)下位機(jī)和溫度傳感器的溫度報(bào)警閥值和測(cè)量時(shí)間?？煞奖愕亟尤刖W(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行 web 發(fā)布。
采用傳統(tǒng)的溫度信號(hào)傳輸方式需采用屏蔽軟電纜穿管敷設(shè)，對(duì)于諸如窯尾混合室中部溫度，窯頭收塵器進(jìn)口和出口溫度等，測(cè)量位置較高且布線困難，而無(wú)線溫度測(cè)量正好避免了因?yàn)椴季€難度大所帶來(lái)的困擾，大大提高了施工效率。因?yàn)闊o(wú)需電纜傳輸，所以可以節(jié)省一筆很可觀的電纜投資，且由于采用了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，在發(fā)生故障時(shí)，模塊更換簡(jiǎn)單易行，無(wú)需重新敷設(shè)電纜。
