F.L.S AGEMA THP 6LT紅外線窯胴體掃描儀改造

■陳毅朋，任 瑞

■1.山西職業技術學院，山西 太原 030000;2.烏蘭察布中聯水泥有限公司，內蒙古 集寧 012400

引 言

在新型干法水泥生產中，實時監測熟料回轉窯內煅燒情況已變的日益重要。這是由于水泥回轉窯的煅燒情況不僅直接關系到水泥熟料的產量、質量、原燃材料消耗和成本。而且過高的煅燒溫度和過大的熱振蕩會使能源消耗增大，甚至有可能對窯襯造成損害，導致“紅窯”。嚴重時將傷及回轉窯筒體，造成筒體剛度下降、橢圓度變形。因此對窯筒體溫度的實時監測就變的十分重要，在新建的熟料生產線上都配備了窯胴體紅外掃描儀。

1 存在的問題

中國聯合水泥某公司1#窯原設計引進加拿大F.L.S AGEMA THP 6LT的紅外線窯胴體掃描儀。它通過掃描頭對窯胴體每秒掃描8條線，每條線310個測點。下位機控制掃描頭工作，并將掃描頭輸出的模擬信號進行A/D轉換，以圖形方式顯示給窯操作員的中控操作畫面，從而實現對窯胴體的連續掃描監測。具體系統框圖如圖1。

圖1 掃描儀系統框圖

由于該機上位機程序裝在磁帶機中，震蕩損壞，已無法正常讀出，導致上位機不能工作，失去其應有的作用。為此，我們對該系統進行了技術改造。

2 技術方法

通過電氣技術人員的研究，決定原下位機控制部分不再使用，只利用其電源部分和掃描頭。

(1)制造一塊單片機控制板，對原掃描頭輸出溫度信號進行A/D轉換，轉換后的數據通過RS232上傳到上位機。

(2)上為機采用VB6.0編寫實時數據采集程序，采集到的數據經過過濾、換算后，形成一幅與窯胴體表面溫度相對應的彩色圖像。該程序可提供給操作員窯筒體任意點的溫度值、窯周向溫度曲線、軸向溫度曲線、二維展開圖及任意截面的剖面圖。操作員可以知道窯內窯皮薄厚情況和窯磚燒蝕情況，從而作出綜合判斷，指導操作，及時的發現紅窯和結圈等情況，做到心中有數，有的放矢，有效的延長窯的安全運轉周期，保障窯系統的精益穩定運行。

(3)新制作的下位單片機為210×90(mm2)的雙面板，CPU1采用AT89C52、CPU2采用AT89C51。其中CPU1負責控制掃描頭及A/D轉換工作，將轉換后的數據存放在Memory(628128)中，CPU2將Memory中的數據取出，送RS232向上為傳送。由于系統數據采集量大(每秒37000個點)，A/D轉換采用高速轉換芯片 MAX310，RS232采用MAX232芯片。具體改造后的下位機系統框圖見圖2。

圖2 下位機系統框圖

(4)單片機的主要結構:其中CPU1(AT89C52)是系統的主控制器，此芯片內具有8KB可編程程序存儲器，可取消外部程序存儲器，提高系統可靠性。它主要完成掃描頭的控制、高速數據采集，并擴展了128KB的RAM。CPU2(AT89C51)是系統的另一控制器，主要完成向上為機傳送數據。并且在系統中須實現兩個單片機芯片的通訊，由CPU1控制CPU2的工作。另外，為提高系統的可靠性，CPU1為CPU2的“看門狗”，CPU1為CPU2的“看門狗”，在其中一個單片機“跑飛”或死機時由另一個單片機來提供復位，以此保證系統正常運行。

(5)信號轉換:系統中輸入量由紅外線溫度傳感器轉換為電信號，經掃描頭放大板變為標準電信號(VIDOE，INV VIDOE為反相信號)，通過A/D轉換器送給CPU1。根據系統對轉換范圍及精度度要求，在實現對被測傳感器的測試數據的A/D轉換時，采用12位并行傳輸的MAX310芯片。該芯片的轉換速度和精度能滿足系統的要求。

(6)數據傳輸:由于轉換數據量大，因此擴展一片128KB的靜態RAM存儲器，便于儲存現場采集到原始數據。RS232的傳輸距離只有15米，無法滿足現場實際情況。因此增加了一對RS232/RS485轉換接頭，完成上、下位機RS232信號進行轉換，利用RS485傳輸方式可實現最長1200米的數據傳輸。

3 改造效果

通過此項技術改造，目前該紅外線窯胴體掃描儀已恢復正常工作。此技術改造項目花小錢辦大事兒，值得同行業借鑒。