基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，包括多个监控终端和监控主机，监控终端包括ATmega单片机模块、第一数据存储电路模块、RS-485通信电路模块、炉体温度传感器、桥管温度传感器、热环总管温度传感器、煤仓上限位传感器、煤仓下限位传感器、信号预处理电路模块、集气管压力传感器、回炉空气流量传感器、空气总管压力传感器、回炉煤气流量传感器、回炉煤气压力传感器、煤气单炉总管流量传感器、变频器速度传感器LCD显示屏、红色LED灯、绿色LED灯和语音提示电路模块；监控主机包括ARM微控制器模块、第二数据存储电路模块和触摸式液晶显示屏。本发明专利技术监控精度高，工作可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于兰炭生产监控
，具体涉及一种基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统。
技术介绍
兰炭是利用神府、榆林、东胜煤田盛产的优质侏罗精煤块烧制而成的，具有固定碳含量高、比电阻率高、化学活性高、含灰分低、铝低、硫低、磷低的特性，被广泛运用于电石、铁合金、硅铁、碳化硅等产品，成为一种不可替代的碳素材料。上世纪70年代末，传统工艺生产的兰炭都是利用块煤在平地堆积，用明火点燃，等烧透后用水熄灭而制成。由于其工艺简单，不能收集利用块煤燃烧产生的煤焦油和煤气，极其浪费资源，而且严重污染环境，于上世纪末开始逐渐停产。目前鄂尔多斯地区在SJ-Ⅶ型低温干馏方炉技术的基础上开发了大型兰炭生产系统进行兰炭生产，克服了传统工艺的缺陷，在生产过程中收集利用兰炭生产时所产生煤气和煤焦油，同时通过改进生产设备和生产工艺，提高了兰炭和焦油的生产率，提高了兰炭生产在煤气方面的利用率，节约了生产用水，减少了污水、烟尘的排放，具有典型的示范作用。但是，现有技术还没有实现对兰炭生产过程中工艺参数的实时监控与优化控制，兰炭生产过程的自动化生产管理水平还比较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其结构简单，设计合理，实现方便，使用操作便捷，监控精度高，功能完备，实现了兰炭生产过程中各个生产工艺参数的实时监控，工作可靠性高，可维护性好，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：包括多个分别对多个区域中兰炭生产工艺参数进行实时采集控制的监控终端和与多个监控终端通过ZigBee无线通信网络进行无线连接并通信的监控主机，所述ZigBee无线通信网络包括多个分别对应与多个监控终端相接的ZigBee无线通信终端和与监控主机相接的ZigBee无线通信协调器，多个ZigBee无线通信终端均与ZigBee无线通信协调器无线连接并通信；所述监控终端包括ATmega单片机模块和为所述监控终端中各用电模块供电的第一供电电源，以及与所述ATmega单片机模块相接的第一晶振电路模块、第一复位电路模块、用于数据存储的第一数据存储电路模块和用于与变频器进行通信的RS-485通信电路模块，所述变频器为具有RS-485总线通信接口的变频器，所述变频器的RS-485总线通信接口通过RS-485总线与RS-485通信电路模块相接，所述ZigBee无线通信终端与ATmega单片机模块接，所述ATmega单片机模块的数字量输入端接有用于参数设置的按键操作电路模块、用于对炉体温度检测的炉体温度传感器、用于对桥管温度进行检测的桥管温度传感器、用于对热环总管温度进行检测的热环总管温度传感器、用于对煤仓到达上限位置进行检测的煤仓上限位传感器和用于对煤仓到达下限位置进行检测的煤仓下限位传感器，所述ATmega单片机模块的模拟量输入端接有用于对信号进行放大和滤波处理的信号预处理电路模块，所述信号预处理电路模块的输入端接有用于对集气管压力进行检测的集气管压力传感器、用于对回炉空气流量进行检测的回炉空气流量传感器、用于对空气总管压力进行检测的空气总管压力传感器、用于对回炉煤气流量进行检测的回炉煤气流量传感器、用于对回炉煤气压力进行检测的回炉煤气压力传感器、用于对煤气单炉总管流量进行检测的煤气单炉总管流量传感器和用于对变频器速度进行检测的变频器速度传感器，所述ATmega单片机模块的输出端接有用于显示的LCD显示屏、用于在煤仓到达上限位置时点亮的红色LED灯和用于在煤仓到达下限位置时点亮的绿色LED灯，以及用于在煤仓到达上限位置时和煤仓到达下限位置时发出语音提示信号的语音提示电路模块；所述监控主机包括ARM微控制器模块和为所述监控终端中各用电模块供电的第二供电电源，以及与所述ARM微控制器模块相接的第二晶振电路模块、第二复位电路模块、用于数据存储的第二数据存储电路模块和用于人机交互的触摸式液晶显示屏，所述ZigBee无线通信协调器与所述ARM微控制器模块相接。上述的基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述ATmega单片机模块为ATmega单片机芯片ATmega64。上述的基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述RS-485通信电路模块主要由芯片MAX485构成。上述的基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述按键操作电路模块为4×4键盘。上述的基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述炉体温度传感器、桥管温度传感器和热环总管温度传感器均为热电偶温度传感器。上述的基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述语音提示电路模块主要由语音芯片ISD1420构成。上述的基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：所述ZigBee无线通信终端和ZigBee无线通信协调器均主要由芯片CC2430组成。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术的结构简单，设计合理，实现方便。2、本专利技术使用操作便捷，实现了兰炭生产过程中各个生产工艺参数的实时监控，能够对参数进行实时显示，方便操作人员查看并采取相应的控制措施，提高了兰炭生产的自动化水平。3、本专利技术的监控精度高，功能完备，在兰炭生产的过程中，当有一些典型故障突发时，本专利技术还能够提示操作人员，提高了系统的可靠性和可维护性。4、本专利技术的实用性强，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本专利技术结构简单，设计合理，实现方便，使用操作便捷，监控精度高，功能完备，实现了兰炭生产过程中各个生产工艺参数的实时监控，工作可靠性高，可维护性好，实用性强，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的电路原理框图。附图标记说明:1—ATMEGA单片机模块；2—第一供电电源；3—第一数据存储电路模块；4—第二供电电源；5—变频器；6—RS-485通信电路模块；7—按键操作电路模块；8—炉体温度传感器；9—桥管温度传感器；10—热环总管温度传感器；11—煤仓上限位传感器；12—煤仓下限位传感器；13—信号预处理电路模块；14—集气管压力传感器；15—绿色LED灯；16本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：包括多个分别对多个区域中兰炭生产工艺参数进行实时采集控制的监控终端和与多个监控终端通过ZigBee无线通信网络进行无线连接并通信的监控主机，所述ZigBee无线通信网络包括多个分别对应与多个监控终端相接的ZigBee无线通信终端(31)和与监控主机相接的ZigBee无线通信协调器(32)，多个ZigBee无线通信终端(31)均与ZigBee无线通信协调器(32)无线连接并通信；所述监控终端包括ATmega单片机模块(1)和为所述监控终端中各用电模块供电的第一供电电源(2)，以及与所述ATmega单片机模块(1)相接的第一晶振电路模块(25)、第一复位电路模块(26)、用于数据存储的第一数据存储电路模块(3)和用于与变频器(5)进行通信的RS‑485通信电路模块(6)，所述变频器(5)为具有RS‑485总线通信接口的变频器，所述变频器(5)的RS‑485总线通信接口通过RS‑485总线与RS‑485通信电路模块(6)相接，所述ZigBee无线通信终端(31)与ATmega单片机模块(1)相接，所述ATmega单片机模块(1)的数字量输入端接有用于参数设置的按键操作电路模块(7)、用于对炉体温度检测的炉体温度传感器(8)、用于对桥管温度进行检测的桥管温度传感器(9)、用于对热环总管温度进行检测的热环总管温度传感器(10)、用于对煤仓到达上限位置进行检测的煤仓上限位传感器(11)和用于对煤仓到达下限位置进行检测的煤仓下限位传感器(12)，所述ATmega单片机模块(1)的模拟量输入端接有用于对信号进行放大和滤波处理的信号预处理电路模块(13)，所述信号预处理电路模块(13)的输入端接有用于对集气管压力进行检测的集气管压力传感器(14)、用于对回炉空气流量进行检测的回炉空气流量传感器(16)、用于对空气总管压力进行检测的空气总管压力传感器(17)、用于对回炉煤气流量进行检测的回炉煤气流量传感器(18)、用于对回炉煤气压力进行检测的回炉煤气压力传感器(19)、用于对煤气单炉总管流量进行检测的煤气单炉总管流量传感器(20)和用于对变频器速度进行检测的变频器速度传感器(21)，所述ATmega单片机模块(1)的输出端接有用于显示的LCD显示屏(22)、用于在煤仓到达上限位置时点亮的红色LED灯(23)和用于在煤仓到达下限位置时点亮的绿色LED灯(15)，以及用于在煤仓到达上限位置时和煤仓到达下限位置时发出语音提示信号的语音提示电路模块(24)；所述监控主机包括ARM微控制器模块(33)和为所述监控终端中各用电模块供电的第二供电电源(4)，以及与所述ARM微控制器模块(33)相接的第二晶振电路模块(27)、第二复位电路模块(28)、用于数据存储的第二数据存储电路模块(29)和用于人机交互的触摸式液晶显示屏(30)，所述ZigBee无线通信协调器(32)与所述ARM微控制器模块(33)相接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee无线通信的兰炭生产过程监控系统，其特征在于：
包括多个分别对多个区域中兰炭生产工艺参数进行实时采集控制的监控
终端和与多个监控终端通过ZigBee无线通信网络进行无线连接并通信的
监控主机，所述ZigBee无线通信网络包括多个分别对应与多个监控终端
相接的ZigBee无线通信终端(31)和与监控主机相接的ZigBee无线通信
协调器(32)，多个ZigBee无线通信终端(31)均与ZigBee无线通信协
调器(32)无线连接并通信；所述监控终端包括ATmega单片机模块(1)
和为所述监控终端中各用电模块供电的第一供电电源(2)，以及与所述
ATmega单片机模块(1)相接的第一晶振电路模块(25)、第一复位电路
模块(26)、用于数据存储的第一数据存储电路模块(3)和用于与变频
器(5)进行通信的RS-485通信电路模块(6)，所述变频器(5)为具有
RS-485总线通信接口的变频器，所述变频器(5)的RS-485总线通信接口
通过RS-485总线与RS-485通信电路模块(6)相接，所述ZigBee无线通
信终端(31)与ATmega单片机模块(1)相接，所述ATmega单片机模块
(1)的数字量输入端接有用于参数设置的按键操作电路模块(7)、用于
对炉体温度检测的炉体温度传感器(8)、用于对桥管温度进行检测的桥
管温度传感器(9)、用于对热环总管温度进行检测的热环总管温度传感
器(10)、用于对煤仓到达上限位置进行检测的煤仓上限位传感器(11)
和用于对煤仓到达下限位置进行检测的煤仓下限位传感器(12)，所述
ATmega单片机模块(1)的模拟量输入端接有用于对信号进行放大和滤波
处理的信号预处理电路模块(13)，所述信号预处理电路模块(13)的输
入端接有用于对集气管压力进行检测的集气管压力传感器(14)、用于对
回炉空气流量进行检测的回炉空气流量传感器(16)、用于对空气总管压
力进行检测的空气总管压力传感器(17)、用于对回炉煤气流量进行检测
的回炉煤气流量传感器(18)、用于对回炉煤气压力进行检测的回炉煤气
压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯鹏，
申请(专利权)人：西安众智惠泽光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61