目前水泥廠(chǎng)旋轉窯中常見(jiàn)的生產(chǎn)數據測量與采集的方式為滑環(huán)接觸式測量及信號采集。該接觸采集系統結構并不復雜,可對回轉窯內的原料溫度和環(huán)境同時(shí)測量,但其本身也存在有不足之處:
1.窯體工作時(shí)有一定的振動(dòng),滑環(huán)與碳刷則會(huì )有一定頻率的跳躍,這樣就會(huì )造成信號的斷續;導致出現采集信號缺失的現象;
2.若窯體上使用熱電偶傳感器,熱電偶產(chǎn)生的熱電勢信號較小,但滑環(huán)的阻抗較大,這樣就降低了測量的精度;
3.無(wú)氧銅環(huán)及碳刷成本較高,更換維護成本巨大;安裝維護不方便;
針對這些不足,可以引入了無(wú)線(xiàn)數據傳輸裝置予以解決。無(wú)線(xiàn)數傳裝置實(shí)物內部圖片如下:

無(wú)線(xiàn)數據傳輸裝置技術(shù)指標:
輸入電源:AC220V
功耗:10毫瓦-20瓦
ISM頻段工作頻率:無(wú)需申請頻點(diǎn),中心頻率433MHz
接口方式:Rs232/ Rs485標準接口及TTL電平接口
通訊協(xié)議:較為成熟,能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)通信
傳輸距離:能夠進(jìn)行長(cháng)距離數據傳送,天線(xiàn)高度大于2米時(shí),空款環(huán)境下通信距離可達10KM以上
無(wú)線(xiàn)數傳裝置設計布局:

實(shí)施方案:
水泥廠(chǎng)主要是由窯尾把生料粉加入回轉窯,由于窯簡(jiǎn)體與水平呈一夾角安裝在托輪上(尾高,頭低),簡(jiǎn)體在傳動(dòng)裝置驅動(dòng)下旋轉時(shí),生料在簡(jiǎn)體內沿周向翻滾的同時(shí),沿軸線(xiàn)由窯尾向窯頭移動(dòng);在窯頭有燃燒器將燃油或煤粉噴人已點(diǎn)燃的窯內,所形成的火焰或熱氣向窯尾流動(dòng),這樣使沿周向翻滾且沿軸線(xiàn)由窯尾向窯頭移動(dòng)的生料粉在移動(dòng)的過(guò)程中被加熱煅燒,生料粉在加熱和煅燒過(guò)程中發(fā)生物理和化學(xué)反應,終煅燒成熟料由窯頭卸出;在回轉窯工作的過(guò)程中需要將所有的數據傳送到控制室進(jìn)行數據監控分析,保證安全生產(chǎn)。在環(huán)境復雜的廠(chǎng)區內,架設有幾條回轉窯及各種建筑物,這時(shí)需要將所有的數據鋪設電纜傳送到控制室其施工難度是比較大的, 而無(wú)線(xiàn)傳輸裝置則在此顯現出較大的優(yōu)勢。
如下圖所示:

1,2號回轉窯的數據要實(shí)時(shí)傳送到控制室內,回轉窯距控制室較遠;每處各安裝一套DTD433MEY無(wú)線(xiàn)數據傳輸裝置后即可實(shí)現無(wú)線(xiàn)雙向數據傳輸;經(jīng)上述改造后施工難度、施工工作量及系統維護成本大大降低。
結論
設備采用無(wú)線(xiàn)的方式進(jìn)行數據傳輸,使用較為成熟的無(wú)線(xiàn)通信裝置可以有效的避免信號的干擾,增加了數據傳輸的安全性,靈活性。硬件抗干擾技術(shù)減少了數據發(fā)送過(guò)程中的出錯幾率,保證了設備在惡劣環(huán)境下的正常運行。設備安裝方便靈活,在不影響正常生產(chǎn)的情況下快速改造。
相關(guān)應用補充:
余熱發(fā)電系統熱風(fēng)閥及鍋爐液位無(wú)線(xiàn)監控
在余熱發(fā)電系統中,控制室DCS系統需要對鍋爐以及子系統設備的溫度和壓強等數據進(jìn)行實(shí)時(shí)監測,并通過(guò)無(wú)線(xiàn)方式遠程控制水泥線(xiàn)熱風(fēng)閥閥位開(kāi)關(guān)。由于需要采集的傳感器數據位置分散,且距離遠近不一,采用無(wú)線(xiàn)傳輸改造較為容易?梢圆捎脽o(wú)線(xiàn)模擬量傳輸器DTD110FC來(lái)實(shí)現熱力發(fā)電系統中鍋爐溫度、壓力傳感器信號的無(wú)線(xiàn)采集傳輸;在DCS系統安裝無(wú)線(xiàn)混合信號傳輸器DTD120FHC,將采集到的模擬量數據傳輸給DCS系統,DCS系統在對數據進(jìn)行處理后,輸出對于熱風(fēng)閥閥位開(kāi)關(guān)的控制信號;熱風(fēng)閥閥位開(kāi)關(guān)處采用無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)量傳輸器DTD110HC接收遠程開(kāi)/關(guān)指令。
無(wú)線(xiàn)通訊方案示意圖 ▼

中控室觸摸屏無(wú)線(xiàn)監控熱風(fēng)爐爐溫及壓力數據
在活性炭的炭化工藝中,熱風(fēng)爐扮演著(zhù)重要的角色。目前熱風(fēng)爐常見(jiàn)的測量方式為滑環(huán)接觸式測量及信號采集,此方式中使用到的無(wú)氧銅環(huán)及碳刷成本較高,更換維護成本巨大,窯體工作時(shí)有一定的振動(dòng),滑環(huán)與碳刷則會(huì )有一定頻率的跳躍,這樣就會(huì )造成信號的斷續,導致出現采集信號缺失的現象。
針對這一不足,可以采用無(wú)線(xiàn)的方式,完成熱風(fēng)爐與控制室觸摸屏之間的信號傳輸?梢栽谛D爐上的6個(gè)PLC柜中各安裝一塊歐美系PLC專(zhuān)用無(wú)線(xiàn)通訊終端DTD434MC作為Modbus RTU 的從站;控制室觸摸屏上安裝 1 塊 DTD434MC,作為 ModbusRTU 的主站。熱風(fēng)爐的溫度壓力等數據信號由西門(mén)子 S7-200Smart PLC 進(jìn)行采集,所有數據通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸到 50 米外控制室的觸摸屏上,并且觸摸屏可以遠程對熱風(fēng)爐進(jìn)行點(diǎn)火操作。
無(wú)線(xiàn)通訊方案示意圖 ▼