高炉管系无线监测系统

炼铁的主要设备是高炉及送风系统。高炉部分的冶炼温度一般在1520℃左右，而送风系统的温度根据高炉不同有较大差别，目前送风温度在1300℃左右，预热送风温度600℃左右。高炉又上不的皮带机输送炼铁原料，由下部的送风系统输入高温热风，然后再输入煤气继续燃烧达到相应的冶炼温度。

   由于高炉和送风管系的工作温度较高，一旦发生问题后其果十分的严重，若用有线的方式布置各种传感器将给现场带来巨大的麻烦，且现场也不允许。本系统主要针对高炉体、围管和送风管系的一些关键部位的炉体与管路表面温度和送风管路中波纹补偿器的伸缩位移和两个径向位移量进行实时监测，然后将监测的数据通过无线传输系统传输到上位机进行相应的处理，以备以后的事故和工艺分析查用。

   现场温度和位移无线传感器终端用一节AA型电池可以工作5-10年。电池与无线传感器终端等寿命，没有必要更换电池，给使用带来极大方便。中继器根据安装位置不同（是现场情况）可以考虑采用220V市电供电或者太阳能供电两种方式，现场数据采集器可以采用220V市电供电方式，也可以考虑采用太阳能供电方式，网络采集器在计算机附件或者具有网口的工作间，一般都用220V市电供电。

系统构成说明：

1、        在高炉部分，由于管道密集、管道分支多，需要观测的危险部位也比较多，因此需要安排较多的无线传感器节点对温度进行监测。这部分的特点是相邻的无线传感器节点的距离可能很近。

2、       在热风炉和热风输送管路部分，相对于高炉部分其无线传感器终端节点的布置距离较远，离散性也较大。

3、        对于较大的无线网络系统，为简化数据传输参数的属性，送风管路的位移监测与相应的温度监测需要使用不同的无线传感器网络。这样可以使系统参数单一化，减少数据传输时间，也便于数据的管理。而对于较小的网络系统，位移和温度也可以安排在同一无线网络系统。

4、        由于没有导线的连接，无线传感器网络的布局实际上是一个空间概念，布局上可以近可以远，可以集中也可以分散，可以交叉也可以独立，因此在布局上比较灵活。另外根据系统的大小，可以实现单一系统布局，也可以实现系统网络和自网络的多重联合布局。

对于高炉无线控制系统而言，一般具有较多的测量参数，通常建议使用主、子网路联合布局结构。可以根据系统的大小实现不同的组态方式。由于工业监测系统的不同，被监测系统的参数数量也不同。在无线传感器数量上，本无线传感器网络可以实现几个到几千个无线传感器的组态结构。在传输距离上可以实现几米到几千米的数据传输。在传输结构上可以实现无线传感器终端——中继器——现场数据采集器——网络数据采集器的不同组合。可以满足各种工业现场数据采集的要求。

主要的参数

无线频率：ISM_433MHz（无需申请频率）    终端电池寿命：5年（理论值）

无线通信距离：无阻挡400米（可延长）      中继器中继能力：85个/每个中继器

位移测量范围：0-100mm（可修改）          中继器的数量：每子系统4-5个中继器

温度测量范围：0-400℃（可修改）           子系统数量：每系统3-4个子系统

测量终端数量：几十到几千个（基本参数）    每台监控计算机可以支持2-3个监测系统

系统操作与菜单介绍

由于无线监控系统没有繁多的导线连接，在形式上各个部件都是相互独立的。因此监控计算机可以放在一个合适的操作和管理位置而无需考虑布线问题。本无线监控计算机采用LCD大屏显系统，具有显示清晰，操作方便等特点。工控软件可以工作于WSNDOWS XP和WINDOWS2000等操作系统。

在正常情况下，对计算机的主要操作是各种监控画面的切换和各类数据信息的查阅等。

本系统的操作均已菜单方式，主要有系统菜单、位移监控菜单、温度监控菜单和电压监控菜单。其中位移监控菜单、温度监控菜单和电压监控菜单都具有相应的多个子菜单。监控系统可以实现二个以上的高炉参数同时监控，每个高路系统可以实现位移、温度和工作电压的实时监控。

   显示方式可以是形象直观的监控画面，也可以是一目了然的数据列表，还可以是具有变化对比的实时与历史曲线。

 1、系统菜单选择画面    

2、位移菜单选择画面

3、温度菜单选择画面      

4、电压菜单选择画面

工作界面的查看

操作者只要按照主画面介绍的菜单，用鼠标点击要查看的主菜单和相应的子菜单就可以快速方便的查看到各个无线终端对的测量参数和工作状态。主要可以查看的工作界面如下所示。

1、位移实时数据报表画面     

1、位移部分电压实时报表

2、位移报警指示画面

3、历史趋势曲线画面

4、温度实时报表画面

5、管系温度电压实时表表

无线传感器

1、无线表面温度传感器

无线表面温度传感器采用高精密铂面传感器元件，并增加不锈钢外壳。温度测量量程根据用户要求一般在0~400度，测量范围也可以不受此限制。

2、无线表面位移传感器

无线表面位移传感器采用高精密线性传感器元件，并增加不锈钢外壳套。

位移测量量程根据用户要求一般在50~100mm，测量范围也可以不受此限制。

3、无线传输终端                       

      无线传输终端将传感器信号进行采集和预处理，并通过无线方式进行数据通信，无线终端采用低功耗设计，用一节AA电池可以工作5年。

4、无线传输中继器

  无线传输中继器主要完成无线终端和采集器的数据交换。无线传输中继器可以采用太阳能或交流市电进行供电，数据传输为无线方式。

1、无线现场采集器

无线现场采集器接收来自无线传输终端的数据信息，并将计算机的命令信息发送给无线传输中继器。无线现场采集器是一个无线子网络的。每个无线子网络需要一个现场采集器。

2、无线网络采集器

      无线网络采集器与监控计算机之间采用RJ45连接，接受来自无线现场采集器的数据信息，并将计算机的命令信息发送给其它子网络采集器。每个无线系统需要一个网络采集器。

3、无线数据信息综合分析仪

无线数据信息综合分析仪，用于无线数据的测量和分析，可以实现自无线终端到无线网络采集器之间的所有信息接收。

该无线数据信息综合分析仪，对分析系统的工作状态十分便利。特别适用于系统安装调试和故障查找