转炉风管阀门远程控制系统、方法、介质及终端与流程

1.本发明涉及风管阀门远程控制领域，尤其涉及一种转炉风管阀门远程控制系统、方法、介质及终端。


背景技术：

2.随着工业自动化的不断发展，远程控制技术在有色金属冶炼行业得到快速发展，以某有色金属冶炼企业为例，生产工艺的其中之一是将电炉冰铜吹炼成粗铜(含铜≥98.5％)的生产任务。根据转炉生产特点，纵观转炉吹炼整个生产过程，透平风是转炉生产不可缺少的重要生产条件之一，透平风的供给由能源供给部门负责，能源供给部门的转炉风管阀门系统由大型电动蝶阀和风管阀门控制器电气回路组成，主要用于调整管网通道对多个转炉的供风。由于转炉风管阀门分散，每台风管阀门独立控制，转炉生产期间，转炉供风管网风管阀门操作需现场确认，且风管阀门倒转时间较长，易误操作造成停吹，影响生产。
3.因此，现有技术还有待改进和发展。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种转炉风管阀门远程控制系统、方法、介质及终端，旨在解决现有有色金属冶炼企业转炉风管阀门系统无法实现全站远程集中监控和控制、现场手动倒转风管阀门时间长的问题。
5.为解决上述技术问题，本技术实施例第一方面提供了一种转炉风管阀门远程控制系统，包括上位机、若干个风管阀门、用于根据预设控制程序或上位机指令控制风管阀门启闭的plc可编程控制器、用于采集风管阀门的工作状态的传感器组和用于驱动风管阀门动作的智能驱动装置，所述上位机与所述plc可编程控制器信号连接，所述plc可编程控制器与所述智能驱动装置信号连接，所述传感器组与所述plc可编程控制器信号连接，所述传感器组设置在所述风管阀门上或管道上，所述管道与所述风管阀门相连，所述智能驱动装置与所述风管阀门相连接。
6.作为进一步改进技术方案，所述上位机安装于控制中心，所述上位机为工控pc机。
7.作为进一步改进技术方案，所述plc可编程控制器安装于风管阀门站，所述plc可编程控制器通过半双工轮询方式与上位机相连。
8.作为进一步改进技术方案，所述传感器组包括压力传感器和流量传感器，所述压力传感器安装在所述风管阀门上或所述管道上，所述流量传感器安装在所述风管阀门上或所述管道上。
9.作为进一步改进技术方案，所述传感器组通过a/d转换模块与所述plc可编程控制器信号连接。
10.作为进一步改进技术方案，所述智能驱动装置采用多回转型风管阀门电动装置，所述上位机上设有风管阀门监控系统和风管阀门控制系统。
11.本技术实施例第二方面提供了一种转炉风管阀门远程控制方法，应用于一种转炉风管阀门远程控制系统，包括：
12.接收到更换操作模式指令后，将操作模式更换为手动操作模式或自动操作模式；
13.接收到改变工作状态的风管阀门信息或吹炼风机及转炉的信息后，执行改变相应风管阀门工作状态的程序，远程改变风管阀门的工作状态；
14.对所述风管阀门或供给线路进行检测，基于检测结果判断风管阀门或供给线路的工作状态。
15.作为进一步改进技术方案，若更换的所述操作模式为手动操作模式，接收到改变工作状态的风管阀门信息后，基于所述风管阀门信息，执行改变相应风管阀门工作状态的程序，检测相应风管阀门的工作状态，若所述风管阀门工作状态在预设时间内没有发生改变，则判定风管阀门发生故障，若所述风管阀门工作状态在预设时间内发生改变，则判定风管阀门运行正常；
16.若更换的操作模式为自动操作模式，接收到吹炼风机及转炉的信息后，基于所述吹炼风机及转炉的信息计算供给线路，根据计算得到的供给线路信息显示预估供给线路图像，接收到确认线路的指令后，根据供给线路信息确定要改变工作状态的风管阀门，执行改变相应风管阀门工作状态的程序，检测供给线路的工作状态，若所述供给线路工作状态在预设时间内没有发生改变，则判定供给线路发生故障，若所述供给线路工作状态在预设时间内发生改变，则判定供给线路运行正常。
17.本技术实施例第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上任一所述的转炉风管阀门远程控制方法中的步骤。
18.本技术实施例第四方面提供了一种终端设备，其包括：处理器、存储器及通信总线；所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机可读程序；
19.所述通信总线实现处理器和存储器之间的连接通信；
20.所述处理器执行所述计算机可读程序时实现如上任一所述的转炉风管阀门远程控制方法中的步骤。
21.有益效果：相较于现有技术本发明的转炉风管阀门远程控制系统包括上位机、若干个风管阀门、用于根据预设控制程序或上位机指令控制风管阀门启闭的plc可编程控制器、用于采集风管阀门的工作状态的传感器组和用于驱动风管阀门动作的智能驱动装置，所述上位机与所述plc可编程控制器信号连接，所述plc可编程控制器与所述智能驱动装置信号连接，所述传感器组与所述plc可编程控制器信号连接，所述传感器组设置在所述风管阀门上或管道上，所述管道与所述风管阀门相连，所述智能驱动装置与所述风管阀门相连接；本发明采用上述系统后有效监控有色金属冶炼企业转炉吹炼线路，操作风管阀门时只需在上位机内输入吹炼风机和转炉信息，可自动生成满足吹炼要求的风管阀门操作方案，避免误操作，可以减少值班人员长时间处于高噪声的环境中，有利于职工身体健康，减轻工人劳动强度，消除操作、巡检风管阀门存在的安全隐患，改变操作方式，提高送风时率，增加经济效益。
附图说明
22.图1是本发明的转炉风管阀门远程控制系统结构框图。
23.图2是本发明提供的终端设备的结构原理图。
24.图3是本发明提供的方法流程图。
25.图4是本发明提供的方法系统操作流程图。
26.图5是本发明提供的方法手动操作模式操作界面图。
27.图6是本发明提供的方法自动操作模式操作界面图。
28.附图标记说明：
29.1、风管阀门，2、a/d转换模块，3、传感器组，4、智能驱动装置，5、plc可编程控制器，6、风管阀门监控系统，7、上位机，8、风管阀门控制系统。
30.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
31.为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施方式。但是，本技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本技术的公开内容理解的更加透彻全面。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。
33.发明人经过研究发现，现有技术存在以下问题：
34.(1)随着工业自动化的不断发展，远程控制技术在有色金属冶炼行业得到快速发展，以某有色金属冶炼企业为例，生产工艺的其中之一是将电炉冰铜吹炼成粗铜(含铜≥98.5％)的生产任务。根据转炉生产特点，纵观转炉吹炼整个生产过程，透平风是转炉生产不可缺少的重要生产条件之一，透平风的供给由能源供给部门负责，能源供给部门的转炉风管阀门系统由大型电动蝶阀和风管阀门控制器电气回路组成，主要用于调整管网通道对多个转炉的供风。由于转炉风管阀门分散，每台风管阀门独立控制，转炉生产期间，转炉供风管网风管阀门操作需现场确认，且风管阀门倒转时间较长，易误操作造成停吹，影响生产。
35.为了解决上述问题，下面结合附图，详细说明本技术的各种非限制性实施方式。
36.如图1所示，本技术实施例提供的一种转炉风管阀门远程控制系统，包括上位机7、若干个风管阀门1、用于根据预设控制程序或上位机7指令控制风管阀门1启闭的plc可编程控制器5、用于采集风管阀门1的工作状态的传感器组3和用于驱动风管阀门1动作的智能驱动装置4，所述上位机7与所述plc可编程控制器5信号连接，所述plc可编程控制器5与所述智能驱动装置4信号连接，所述传感器组3与所述plc可编程控制器5信号连接，所述传感器组3设置在所述风管阀门1上或管道上，所述管道与所述风管阀门1相连，所述智能驱动装置4与所述风管阀门1相连接。
37.使用时，若干个风管阀门1连接在有色金属冶炼企业转炉工艺管道上，并且根据有色金属冶炼企业转炉工艺管道确定风管阀门1的数量，以plc可编程控制器5作为远程控制
终端，a/d转换模块2、传感器组3、智能驱动装置4作为输出端和输入端均受plc可编程控制器5的控制，plc可编程控制器5可以有多个，多个plc可编程控制器5分别与上位机7信号连接，plc可编程控制器5与智能驱动装置4信号连接，智能驱动装置4与风管阀门1相连，传感器组3设置在风管阀门1上或管道上，用户通过向上位机7发送想要开启或关闭的风管阀门1指令信息，风管阀门1指令信息可以是风管阀门1的编号以及需要风管阀门1开启或关闭的指令，上位机7即可向plc可编程控制器5发送指令，plc可编程控制器5接收到指令后向指定的智能驱动装置4发送开启或关闭指令，智能驱动装置4驱动风管阀门1开启或关闭，从而实现了远程自动操控风管阀门1的目的，同时用户也可向上位机7发送需要启动的吹炼风机及需要供给透平风的转炉信息，需要启动的吹炼风机信息可以是吹炼风机的编号，需要供给透平风的转炉信息可以是转炉编号，上位机7接收到需要启动的吹炼风机及需要供给透平风的转炉信息后，根据预设程序自动计算供给线路，根据计算得到的供给线路信息形成预估供给线路图像，用户查看预估供给线路图像，若预估供给线路图像正确，向上位机7发送确认线路的指令，上位机7接收到指令后根据供给线路信息确定要改变工作状态的风管阀门1，执行改变相应风管阀门1工作状态的程序，上位机7即可向plc可编程控制器5发送指令，plc可编程控制器5接收到指令后向指定的智能驱动装置4发送开启或关闭指令，智能驱动装置4驱动风管阀门1开启或关闭，从而实现了远程自动操控风管阀门1的目的。
38.进一步的，所述上位机7安装于控制中心，所述上位机7为工控pc机。
39.具体的，以工控pc机作为上位机7的主从式一点对多点的远程无线监控网络，采用串行异步通讯协议。
40.进一步的，所述plc可编程控制器5安装于风管阀门1站，所述plc可编程控制器5通过半双工轮询方式与上位机7相连。
41.具体的，上位机7安装于控制中心，以半双工轮询方式同各风管阀门1站plc可编程控制器5通讯，以此形成scada(数据采集与监控)系统，下位机plc可编程控制器5安装在各风管阀门1站，根据上位机7的指令或自身的控制程序控制风管阀门1的开启或关闭，并配置各种传感器等辅助设备，组成数据采集和控制系统。
42.进一步的，所述传感器组3包括压力传感器和流量传感器，所述压力传感器安装在所述风管阀门1上或所述管道上，所述流量传感器安装在所述风管阀门1上或所述管道上。
43.具体的，压力传感器和流量传感器用于采集风管阀门1和供给线路管道的工作状态，具体的，压力传感器用于采集风管阀门1和供给线路管道内的压力，流量传感器用于采集风管阀门1和供给线路管道内气体的流量，参数信号经传感器变送后分别转换模块独立通道相连，经a/d转换模块2a/d转换后放到相应的plc可编程控制器5的数据寄存器中，供plc可编程控制器5程序定时读取，压力传感器和流量传感器用于检测相应风管阀门1的工作状态，若所述风管阀门1工作状态在预设时间内没有发生改变，则上位机7可以判定风管阀门1发生故障，若所述风管阀门1工作状态在预设时间内发生改变，则上位机7可以判定风管阀门1运行正常；
44.压力传感器和流量传感器用于检测供给线路的工作状态，若所述供给线路工作状态在预设时间内没有发生改变，则上位机7可以判定供给线路发生故障，若所述供给线路工作状态在预设时间内发生改变，则上位机7可以可以判定供给线路运行正常。
45.进一步的，所述传感器组3通过a/d转换模块2与所述plc可编程控制器5信号连接。
46.a/d转换模块2可将传感器组3发送的信号进行a/d转换后发送给plc可编程控制器5信号；a/d转换模块2选用与plc可编程控制器5本体配套的相关卡件，保证每个通道可选择为电流型或电压型信号输入。
47.进一步的，所述智能驱动装置4采用多回转型风管阀门1电动装置，所述上位机7上设有风管阀门监控系统6和风管阀门控制系统8。
48.所述智能驱动装置4采用多回转型风管阀门1电动装置，多回转型风管阀门1电动装置可以单台控制，也可集中控制，可现场操作，也可远程控制，除能驱动风管阀门1动作外同时还能将自身的状态以标准信号的方式送出供plc可编程控制器5进行状态检测；多回转型风管阀门1电动装置分别由交流接触器的通断来驱动阀芯顺、逆时针转动实现风管阀门1的开启或关闭；
49.所述风管阀门监控系统6和风管阀门控制系统8均在上位机7运行，是基于simatic wincc编写的，能充分利用windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，以动画图形方式显示控制设备的状态，具有数据库odbc接口、dde功能、可便利地生成各种曲线和用户报表，也可将数据以excel格式输出；用户通过wincc监控画面可随时清楚了解网内各风管阀门1站的状态参数与风管阀门1状态，对风管阀门1实施远程控制，对所监测的各种参数均设有上、下限值，具有越限报警、紧急处理功能，系统将历史数据以多种方式保存，便于管理者进行风管阀门1站运行数据的分析统计和故障分析。
50.综上，上位机7与plc可编程控制器5之间采用profibus-dp现场总线通讯；上位机7安装于风机房控制中心，以半双工轮询方式同各风管阀门1站plc可编程控制器5通讯，以此形成scada(数据采集与监控)系统。数据传输采用有线和无线数传电台两种方式，无线只起数据传输作用，整个网络数据收发采用同一频率，通讯时，站点的识别是通过plc可编程控制器5的不同地址编号来实现的。
51.基于上述转炉风管阀门远程控制系统，本实施例提供了一种转炉风管阀门远程控制方法，包括：
52.s1，接收到更换操作模式指令后，将操作模式更换为手动操作模式或自动操作模式；
53.s2，接收到改变工作状态的风管阀门1信息或吹炼风机及转炉的信息后，执行改变相应风管阀门1工作状态的程序，远程改变风管阀门1的工作状态；
54.s3，对所述风管阀门1或供给线路进行检测，基于检测结果判断风管阀门1或供给线路的工作状态。
55.具体的，上位机7接收到用户发送的更换操作模式指令后，将操作模式更换为手动操作模式或自动操作模式，上位机7接收到用户发送的改变工作状态的风管阀门1信息或吹炼风机及转炉的信息后，执行改变相应风管阀门1工作状态的程序，远程改变风管阀门1的工作状态，上位机7向plc可编程控制器5发送相应指令，上位机7通过传感器组3持续对所述风管阀门1或供给线路进行检测，基于检测结果判断风管阀门1或供给线路的工作状态，若风管阀门1或供给线路发生故障，则用户可对该风管阀门1或供给线路及时进行检修。
56.进一步的，若更换的所述操作模式为手动操作模式，接收到改变工作状态的风管阀门1信息后，基于所述风管阀门1信息，执行改变相应风管阀门1工作状态的程序，检测相应风管阀门1的工作状态，若所述风管阀门1工作状态在预设时间内没有发生改变，则判定
风管阀门1发生故障，若所述风管阀门1工作状态在预设时间内发生改变，则判定风管阀门1运行正常；
57.若更换的操作模式为自动操作模式，接收到吹炼风机及转炉的信息后，基于所述吹炼风机及转炉的信息计算供给线路，根据计算得到的供给线路信息显示预估供给线路图像，接收到确认线路的指令后，根据供给线路信息确定要改变工作状态的风管阀门1，执行改变相应风管阀门1工作状态的程序，检测供给线路的工作状态，若所述供给线路工作状态在预设时间内没有发生改变，则判定供给线路发生故障，若所述供给线路工作状态在预设时间内发生改变，则判定供给线路运行正常。
58.用户具体操作时，手动操作模式包括如下步骤：
59.1、用户点击上位机7操作界面右上角的手动按钮切换到手动操作模式；
60.2、用户点击上位机7操作界面中需要开启或关闭的风管阀门1；
61.3、在风管阀门1开到位或关到位的过程中，风管阀门1显示为蓝色，开到位后显示为绿色，关到位后显示为灰色，若风管阀门1超过规定时长一直未开到位或关到位，则在风管阀门1显示变为红色，即风管阀门1故障；
62.自动操作模式包括如下步骤：
63.1.用户点击上位机7操作界面右上角自动按钮切换到自动操作模式；
64.2.用户在上位机7操作界面右上角方框内选择a组或b组进行操作(单组操作时只能操作a组，同时需把b组选项选择为“未选定”)；
65.3.用户选择需要启动的吹炼风机及到达的转炉；
66.4.选择后在上位机7操作界面右下角线路预览中对预估供给线路进行确认；
67.5.用户确认供给线路没有错的情况下，点击卸载确认按钮；
68.6.卸载确认按钮显示为绿色后，再点击启动按钮，输入操作密码；
69.7.正常启动后该线路变成绿色，同时相关所有风管阀门1将自动开启或关闭(风管阀门1显示方式与手动一致)。
70.基于上述转炉风管阀门远程控制系统，本实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上述实施例所述的转炉风管阀门远程控制方法中的步骤。
71.如图2所示，基于上述转炉风管阀门远程控制方法，本技术还提供了一种终端设备，其包括至少一个处理器(processor)20；显示屏21；以及存储器(memory)22，还可以包括通信接口(communications interface)23和总线24。其中，处理器20、显示屏21、存储器22和通信接口23可以通过总线24完成相互间的通信。显示屏21设置为显示初始设置模式中预设的用户引导界面。通信接口23可以传输信息。处理器20可以调用存储器22中的逻辑指令，以执行上述实施例中的方法。
72.此外，上述的存储器22中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
73.存储器22作为一种计算机可读存储介质，可设置为存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令或模块。处理器20通过运行存储在存储器22中的软件程序、指令或模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的方法。
74.存储器22可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。例如，u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。
75.相较于现有技术本发明的转炉风管阀门远程控制系统包括上位机7、若干个风管阀门1、用于根据预设控制程序或上位机7指令控制风管阀门1开启或关闭的plc可编程控制器5、用于采集风管阀门1的工作状态的传感器组3和用于驱动风管阀门1动作的智能驱动装置4，所述上位机7与所述plc可编程控制器5信号连接，所述plc可编程控制器5与所述智能驱动装置4信号连接，所述传感器组3与所述plc可编程控制器5信号连接，所述传感器组3设置在所述风管阀门1上或管道上，所述管道与所述风管阀门1相连，所述智能驱动装置4与所述风管阀门1相连接；本发明采用上述系统后有效监控有色金属冶炼企业转炉吹炼线路，操作风管阀门1时只需在上位机7内输入吹炼风机和转炉信息，可自动生成满足吹炼要求的风管阀门1操作方案，避免误操作，可以减少值班人员长时间处于高噪声的环境中，有利于职工身体健康，减轻工人劳动强度，消除操作、巡检风管阀门1存在的安全隐患，改变操作方式，提高送风时率，增加经济效益。
76.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
77.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
78.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
79.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
80.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
81.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另
一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
82.当然，本发明上述实施例的描述较为细致，但不能因此而理解为对本发明的保护范围的限制，本发明还可有其它多种实施方式，基于本实施方式，本领域的普通技术人员在没有做出任何创造性劳动的前提下所获得其他实施方式，都属于本发明所保护的范围，本发明的保护范围以所附权利要求书为准。