PDF《烧结过程温度状况显示系统的设计》

收稿日期 :2007 -

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20 联系人 :王付其(410007) 湖南省长沙市劳动中路

1 号 烧结过程温度状况显示系统的设计 王付其 杨长兴 (中南大学信息科学与工程学院) 摘要为解决烧结过程实时温度状况的直观显示问题 ,提出了在烧结过程控制系统的 基础上 ,设计一套三维温度仿真系统.

本文重点介绍了该系统的基本构成、 功能以及相关实 现方法. 关键词 烧结过程 风箱温度 OpenGL API 接口 温度场 三维仿真

1 前言在烧结生产中 ,正确掌握烧结过程状态是 非常重要的 ,尤其是烧结过程的温度分布.操 作工通过风箱温度可以正确判断烧结过程状 态 ,及时调整原料配比、 添加水量、 烧结上料量、 点火温度、 烧结负压等参数 ,使烧结机处于最佳 运行状态 ,以达到节能和提高烧结矿产质量的 目的. 以往 ,国内烧结机大多是通过设置在两侧 风箱的温度检测系统来了解烧结过程状态 ,由 于其设置的温度检测点少 ,很难全面反映烧结 过程的温度分布.有些烧结机即便在风箱上设 置了多组温度检测点 ,但由于没有专门的软件 , 也很难做到直观显示.针对这一情况 ,我们设 计出了一套完整的软件系统 ,来直观显示烧结 过程的温度状态分布.基于烧结过程风箱温度 多点监测 ,系统采用二次抛物拟合插值算法 ,生 成光滑的三维温度曲面数据 ,再利用三维图像 技术将烧结温度曲面数据直观地显示出来.当 过程检测系统中烧结风箱温度数据变化时 ,三 维图形也相应自动刷新.另外 ,在显示图形中 , 系统根据不同的温度区段采用不同的颜色加以 区分.根据该图形 ,操作工就可以很好地掌握 烧结过程状况 ,做到高效生产. 另外 ,为确保操作人员能够对烧结过程历 史状态进行了解与分析 ,系统还设计了历史回 放功能 ,可将历史数据库中选定时段的历史数 据以图形形式动态播放出来.

2 软件系统分析及设计

211 系统方案设计 在工业过程控制领域 ,基本的过程控制系 统以其结构特点大致可分为 : 操作站、 工业网 络、 控制站(OS 站) 、 控制总线、 I/ O 站等.通常 , 过程控制系统中只有控制站和操作站具有编程 功能.其中 ,控制站虽具备编程功能 ,但一般只 能满足工业控制编程语言 IEC 标准 (支持 IL 指 令清单语言、 ST 结构化文本语言、 LD 梯形图语 言、 FDB 功能块图语言、 SFC 顺序功能图等) ,其 本身不具备输出界面.而操作站大多采用标准 的计算机 ,它可以操作、 监视和管理整个过程控 制系统 ,且通常采用 Windows 操作系统 ,其上位 监控软件 ( HMI 软件) 一般具有开放的编程接 口 ,这给开发外挂系统提供了相当的便利.烧 结控制系统也同样如此. 为了很好地实现本系统软件与烧结控制系 统的融合 ,节约成本 ,我们利用控制系统中的 OS 站作为硬件平台 ,以操作站的系统软件、 上 位监控软件 ( HMI) 为基础 ,开发出一套独立的 外挂软件系统 ,来完成对烧结过程温度状况的 显示.并通过专门的数据通信接口来实现烧结 监控系统与外挂系统的数据交换. 具体的软件系统结构如图

1 所示. 由图

1 可知 ,烧结温度过程检测数据是通 过数据API接口引入软件系统中 ,经二次抛物

9 1 第32 卷第6期2007 年12 月烧结球团Sintering and Pelletizing 图1系统的模型结构原理 拟合插值处理后形成曲面数据 ,保存在内存缓 冲区中.当选择二维图形显示时 , 系统通过 OpenGL 技术把曲面数据转化成二维图形 ,显示 在屏幕上 ,同时也可输出成磁盘文件 ;