一种基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制方法技术

本发明专利技术属于高炉技术领域，公开了一种基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制方法，包括：太阳能供电模块、高炉参数配置模块、主控模块、进料模块、通风模块、加热模块、铸铁模块、残渣处理模块、显示模块、外接电源供电模块、传感器模块。本发明专利技术在光能不充足时可使用外接电源供电模块继续工作，传感器模块和主控模块可实现对对温度的智能控制；同时本发明专利技术通过残渣处理模块对熔融状态的高炉渣进行保温处理，使得高炉渣中金属铁得以充分沉降，金属铁提前富集到渣罐车底部，由于降低了高炉渣中的金属铁含量，可简化生产工序，降低生产能耗；而第二渣坑的高炉渣中的金属铁含量较高，可方便的应用于制取品位较高的渣铁。

A closed loop temperature control method for blast furnace top gear box based on Internet of things

The invention belongs to the technical field of blast furnace, and discloses a closed-loop temperature control method for the top gear box of blast furnace based on Internet of Things, which comprises a solar power supply module, a blast furnace parameter configuration module, a main control module, a feeding module, a ventilation module, a heating module, a cast iron module, a residue treatment module, a display module and an external power supply module. Source power supply module and sensor module. When the light energy is insufficient, the invention can continue to work by using the external power supply module, and the sensor module and the main control module can realize the intelligent control of the temperature; meanwhile, the invention can insulate the molten blast furnace slag through the residue treatment module, so that the metal iron in the blast furnace slag can fully settle and the metal iron can advance. Enriched to the bottom of the slag tank truck, because of the reduction of iron content in blast furnace slag, it can simplify the production process and reduce production energy consumption; and the second slag pit of blast furnace slag with high iron content, can be easily used to produce high grade slag iron.

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制方法
本专利技术属于高炉
，尤其涉及一种基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制方法。
技术介绍
高炉是用钢板作炉壳，壳内砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸5部分。由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产效率高，能耗低等优点，故这种方法生产的铁占世界铁总产量的绝大部分。高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。在高温下焦炭(有的高炉也喷吹煤粉、重油、天然气等辅助燃料)中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳和氢气，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。炼出的铁水从铁口放出。铁矿石中未还原的杂质和石灰石等熔剂结合生成炉渣，从渣口排出。产生的煤气从炉顶排出，经除尘后，作为热风炉、加热炉、焦炉、锅炉等的燃料。高炉冶炼的主要产品是生铁，还有副产高炉渣和高炉煤气。然而，现有高炉通过传统方式供电，耗费电能；同时对炼铁之后的尾渣在处理获得高炉渣品质低，且不能实现自动化的控制。综上所述，现有技术存在的问题是：现有高炉通过传统方式供电，耗费电能；同时对炼铁之后的尾渣在处理获得高炉渣品质低，且不能实现自动化的控制。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制方法。本专利技术是这样实现的，一种基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制系统包括：太阳能供电模块，与主控模块连接，用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能给高炉进行持久供电；外接电源供电模块，在光能不充足时可使用外接电源供电模块继续工作；传感器模块，传感器模块和主控模块可实现对对温度的智能控制；所述传感器模块能量检测的信号检测方法的具体步骤为：对于已知的射频或中频调制信号的中心频率和可能接收到的信号的带宽Bc：第一步，利用混频器将射频或者中频信号与单频混频获得信号x1；第二步，利用低通滤波器A去除信号x1的高频分量，低通滤波器A的3dB带宽大于分析带宽Bs，获得信号x2，此时x2是零中频的信号，并且带宽为Bs的信号受到滤波器A的影响很小，可忽略不计；第三步，由于x2已经是零中频信号了，故Fo＝0，对信号x2进行NFFT点数的FFT运算，然后求模，并将前NFFT/2个点存入VectorF中，VectorF中保存了信号x2的幅度谱；第四步，将分析带宽Bs分为N块相等的Block，N＝3，4，.....，每一个Block要进行运算的带宽为Bs/N，设要分析带宽Bs的最低频率为FL，FL＝0，则nBlock块，n＝1...N，所对应的频率区间范围分别是[FL+(n-1)Bs/N，FL+(n)Bs/N]，将VectorF中对应的频段的频率点分配给每个block，其中nBlock分得的VectorF点范围是[Sn,Sn+kn]，其中表示每段分得的频率点的个数，而表示的是起始点，fs是信号采样频率，round(*)表示四舍五入运算；第五步，对每个Block求其频谱的能量Σ||2，得到E(n)，n＝1...N；第六步，对向量E求平均值第七步，求得向量E的方差和第八步，更新标志位flag，flag＝0，表示前一次检测结果为无信号，此种条件下，只有当σsum>B2时判定为当前检测到信号，flag变为1；当flag＝1，表示前一次检测结果为有信号，此种条件下，只有当σsum<B1时判定为当前未检测到信号，flag变为0，B1和B2为门限值，由理论仿真配合经验值给出，B2>B1；第九步，根据标志位控制后续解调线程等是否开启：flag＝1，开启后续解调线程等，否则关闭后续解调线程；高炉参数配置模块，与主控模块连接，用于对高炉炼铁时的参数进行配置；主控模块，与太阳能供电模块、高炉参数配置模块、进料模块、通风模块、加热模块、铸铁模块、残渣处理模块、显示模块连接，用于调度各个模块正常工作；所述主控模块的信号检测方法包括以下步骤：第一步，利用混频器将射频或者中频信号与单频混频获得信号x1；第二步，利用低通滤波器A去除信号x1的高频分量，低通滤波器A的3dB带宽大于分析带宽Bs，获得信号x2，此时x2是零中频的信号，并且带宽为Bs的信号受到滤波器A的影响很小，可忽略不计；第三步，将信号x2同时进行二步处理：先将x2通过低通滤波器B，通频带为0--PBs，P<1，获得信号的低频时域信号x2L带宽为PBs；再将x2通过高通滤波器，通频带为PBs－Bs，获得信号的高频时域信号x2H带宽为(1-P)Bs；第四步，利用时域累计，即时域信号的模的平方和，求出信号x2L的能量值EL，以及信号x2H的能量值EH；第五步，求得比值R＝EL/EH；第六步，门限标定，首先对有信号和无信号的数据进行多次求R值，通过统计概率获得门限C1和C2，C2>C1，C2值的大小主要影响漏检概率，C1的大小主要影响误警概率，所选择的门限应保证以上两种不利因数可能的小；第七步，标志位flag的更新，flag＝0，表示前一次检测结果为无信号，此种条件下，只有当R>C2时判定为当前检测到信号，flag变为1；当flag＝1，表示前一次检测结果为有信号，此种条件下，只有当R<C1时判定为当前未检测到信号，flag变为0；第八步，根据标志位控制后续解调线程等是否开启：flag＝1，开启后续解调线程等，否则关闭后续解调线程；进料模块，与主控模块连接，用于向高炉运送炼铁原料；通风模块，与主控模块连接，用于对高炉进行通风供氧；加热模块，与主控模块连接，用于对高炉内的原料进行高温加热；铸铁模块，与主控模块连接，用于对高炉融合的铁水进行浇注成型；残渣处理模块，与主控模块连接，用于对高炉生产后的残渣进行处理；显示模块，与主控模块连接，用于显示控制信息；所述显示模块的图像水印嵌入的载体图像预处理具体包括：第一步，对彩色图像三个颜色通道的像素进行水印预处理，调整像素值等于边界值0或255的像素点到合理范围内；第二步，构造相对应的三个位图分别记录三个颜色通道中被修改的像素位置，被修改过的为图中标记为1，没有被修改过的标为0，无损压缩三个位图；第三步，清空彩色图像R通道的第一行像素，为使用LSB算法嵌入三个参数：预测误差组的临界值ρ，压缩后的位图尺寸和水印消息大小，制造空间，被替换的LSBs和压缩后的位图作为负载的一部分；所述显示模块的图像水印嵌入的第一层水印嵌入具体包括：第一步，在嵌入失真小于等于2的映射中嵌入水印，舍弃嵌入失真大于2的映射(0,0,0)→(1,1,1)，重建(1,1,1)的新映射；第二步，对于符合要求的映射进行分类，分为5类，B类为预测误差组(1,1,1)的新建映射：A类B类：C类：D类：E类：(N1,N2,N3){(N1+1,N2+1,N3+1)第三步，最后将预测误差组中的每个成员和它预测值相加得到处理后的像素值。本专利技术的另一目的在于提供一种基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制方法包括以下步骤：步骤一，通过太阳能供电模块将太阳能转化为电能给高炉进行持久供电；通过外接电源供电模块，在光能不充足时可使用外接电源供电模块继续工作；通过高炉参数配置模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制系统，其特征在于，所述基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制系统包括：太阳能供电模块，与主控模块连接，用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能给高炉进行持久供电；外接电源供电模块，在光能不充足时可使用外接电源供电模块继续工作；传感器模块，传感器模块和主控模块可实现对对温度的智能控制；所述传感器模块能量检测的信号检测方法的具体步骤为：对于已知的射频或中频调制信号的中心频率和可能接收到的信号的带宽Bc：第一步，利用混频器将射频或者中频信号与单频混频获得信号x1；第二步，利用低通滤波器A去除信号x1的高频分量，低通滤波器A的3dB带宽大于分析带宽Bs，获得信号x2，此时x2是零中频的信号，并且带宽为Bs的信号受到滤波器A的影响很小，可忽略不计；第三步，由于x2已经是零中频信号了，故Fo＝0，对信号x2进行NFFT点数的FFT运算，然后求模，并将前NFFT/2个点存入VectorF中，VectorF中保存了信号x2的幅度谱；第四步，将分析带宽Bs分为N块相等的Block，N＝3，4，.....，每一个Block要进行运算的带宽为Bs/N，设要分析带宽Bs的最低频率为FL，FL＝0，则nBlock块，n＝1...N，所对应的频率区间范围分别是[FL+(n‑1)Bs/N，FL+(n)Bs/N]，将VectorF中对应的频段的频率点分配给每个block，其中nBlock分得的VectorF点范围是[Sn,Sn+kn]，其中...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制系统，其特征在于，所述基于物联网的高炉炉顶齿轮箱温度闭环控制系统包括：太阳能供电模块，与主控模块连接，用于通过太阳能电池板将太阳能转化为电能给高炉进行持久供电；外接电源供电模块，在光能不充足时可使用外接电源供电模块继续工作；传感器模块，传感器模块和主控模块可实现对对温度的智能控制；所述传感器模块能量检测的信号检测方法的具体步骤为：对于已知的射频或中频调制信号的中心频率和可能接收到的信号的带宽Bc：第一步，利用混频器将射频或者中频信号与单频混频获得信号x1；第二步，利用低通滤波器A去除信号x1的高频分量，低通滤波器A的3dB带宽大于分析带宽Bs，获得信号x2，此时x2是零中频的信号，并且带宽为Bs的信号受到滤波器A的影响很小，可忽略不计；第三步，由于x2已经是零中频信号了，故Fo＝0，对信号x2进行NFFT点数的FFT运算，然后求模，并将前NFFT/2个点存入VectorF中，VectorF中保存了信号x2的幅度谱；第四步，将分析带宽Bs分为N块相等的Block，N＝3，4，.....，每一个Block要进行运算的带宽为Bs/N，设要分析带宽Bs的最低频率为FL，FL＝0，则nBlock块，n＝1...N，所对应的频率区间范围分别是[FL+(n-1)Bs/N，FL+(n)Bs/N]，将VectorF中对应的频段的频率点分配给每个block，其中nBlock分得的VectorF点范围是[Sn,Sn+kn]，其中表示每段分得的频率点的个数，而表示的是起始点，fs是信号采样频率，round(*)表示四舍五入运算；第五步，对每个Block求其频谱的能量Σ||2，得到E(n)，n＝1...N；第六步，对向量E求平均值第七步，求得向量E的方差和第八步，更新标志位flag，flag＝0，表示前一次检测结果为无信号，此种条件下，只有当σsum>B2时判定为当前检测到信号，flag变为1；当flag＝1，表示前一次检测结果为有信号，此种条件下，只有当σsum<B1时判定为当前未检测到信号，flag变为0，B1和B2为门限值，由理论仿真配合经验值给出，B2>B1；第九步，根据标志位控制后续解调线程等是否开启：flag＝1，开启后续解调线程等，否则关闭后续解调线程；高炉参数配置模块，与主控模块连接，用于对高炉炼铁时的参数进行配置；主控模块，与太阳能供电模块、高炉参数配置模块、进料模块、通风模块、加热模块、铸铁模块、残渣处理模块、显示模块连接，用于调度各个模块正常工作；所述主控模块的信号检测方法包括以下步骤：第一步，利用混频器将射频或者中频信号与单频混频获得信号x1；第二步，利用低通滤波器A去除信号x1的高频分量，低通滤波器A的3dB带宽大于分析带宽Bs，获得信号x2，此时x2是零中频的信号，并且带宽为Bs的信号受到滤波器A的影响很小，可忽略不计；第三步，将信号x2同时进行二步处理：先将x2通过低通滤波器B，通频带为0--PBs，P<1，获得信号的低频时域信号x2L带宽为PBs；再将x2通过高通滤波器，通频带为PBs－Bs，获得信号的高频时域信号x2H带宽为(1-P)Bs；第四步，利用时域累计，即时域信号的模的平方和，求出信号x2L的能量值EL，以及信号x2H的能量值EH；第五步，求得比值R＝EL/EH；第六步，门限标定，首先对有信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京京大律业知识产权代理有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11