紅外回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉 童 張 倩 李國麗 王群京 徐 勇

(1.安徽大學(xué) a.電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院；b.教育部電能質(zhì)量工程研究中心；c.工業(yè)節(jié)電與電能質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心；d.高節(jié)能電機(jī)及控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室；2.合肥金星機(jī)電科技發(fā)展有限公司)

紅外回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉 童1a，1b張 倩1a，1c李國麗1a，1d王群京1a，2徐 勇2

(1.安徽大學(xué) a.電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院；b.教育部電能質(zhì)量工程研究中心；c.工業(yè)節(jié)電與電能質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心；d.高節(jié)能電機(jī)及控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室；2.合肥金星機(jī)電科技發(fā)展有限公司)

采用紅外掃描系統(tǒng)對(duì)回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的周期較長，所得溫度場數(shù)據(jù)量很大，直接進(jìn)行傳輸，效率較低且易出錯(cuò)。為此設(shè)計(jì)紅外回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)，介紹系統(tǒng)的構(gòu)成和原理；采用基于LZ77數(shù)據(jù)壓縮算法的程序?qū)剞D(zhuǎn)窯溫度場數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并使解壓后的數(shù)據(jù)與原始溫度場數(shù)據(jù)保持一致；同時(shí)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)窯爐燃燒過程的監(jiān)測界面，包括燃燒過程中各種氣體濃度、溫度場數(shù)據(jù)等信息。實(shí)踐證明：該系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

胴體溫度監(jiān)測 回轉(zhuǎn)窯 紅外掃描 LZ77數(shù)據(jù)壓縮算法 監(jiān)測界面

回轉(zhuǎn)窯是工業(yè)窯爐燃燒過程中的關(guān)鍵工藝設(shè)備，對(duì)回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度進(jìn)行監(jiān)測的常用方法有：人工看火測溫、全輻射高溫計(jì)及熱電偶監(jiān)測等。采用這些方法得到的測量值波動(dòng)較大且快，不能精確反映回轉(zhuǎn)窯胴體溫度。隨著生產(chǎn)和科技的不斷發(fā)展，回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測技術(shù)也在不斷進(jìn)步。紅外成像技術(shù)第1次運(yùn)用到回轉(zhuǎn)窯溫度監(jiān)測系統(tǒng)是在瑞典，此后國內(nèi)紅外測溫技術(shù)也得到較快發(fā)展，應(yīng)用也比較廣泛。紅外測溫技術(shù)作為回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)的一部分，它在測溫時(shí)不需要直接接觸被測燃燒胴體，并且能夠達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測和自動(dòng)控制的目的。與其他監(jiān)測方法相比其測溫精確度高且測溫范圍廣，同時(shí)測溫時(shí)的反應(yīng)速度很快。可以利用紅外測溫技術(shù)的這些優(yōu)點(diǎn)來在線監(jiān)測和診斷水泥領(lǐng)域的大多數(shù)故障。由于它安全可靠且壽命長，在工業(yè)生產(chǎn)過程中已經(jīng)成為節(jié)約能源和提高經(jīng)濟(jì)效益的重要手段[1，2]。

將紅外掃描技術(shù)應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)，可以及時(shí)向操作人員提供回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度的分布以及大量窯內(nèi)、窯皮和窯襯信息，如窯皮生長是否均勻，窯皮的變化是否可控以及窯皮或窯襯的脫落位置[3]，操作人員根據(jù)相關(guān)信息對(duì)回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行相應(yīng)的操作，防止窯襯和窯胴體的損壞，避免“紅窯”事故的發(fā)生，提高了回轉(zhuǎn)窯的工作效率，進(jìn)而幫助企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益[4]。

紅外回轉(zhuǎn)窯胴體溫度掃描裝置可以對(duì)窯胴體溫度實(shí)現(xiàn)連續(xù)在線監(jiān)測，筆者設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中溫度場數(shù)據(jù)尺寸1024×768，更新頻率為每次20s，掃描點(diǎn)數(shù)每線1 250點(diǎn)，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸效率較低并且容易出錯(cuò)。筆者將得到的溫度場數(shù)據(jù)由LZ77算法壓縮后傳送至上位機(jī)，上位機(jī)收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行解壓分析，并在屏幕上顯示二維偽彩色圖像。同時(shí)，將窯爐燃燒過程中的氣體用煙氣分析儀進(jìn)行檢測，在屏幕上以折線圖的形式實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前各種氣體濃度值。并且采用相關(guān)視頻設(shè)備對(duì)燃燒現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。胴體掃描溫度場偽彩色圖像、氣體濃度數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線及現(xiàn)場視頻等都集中顯示在燃燒過程多光譜分析儀信息綜合平臺(tái)上。

1 系統(tǒng)構(gòu)成和原理

1.1 系統(tǒng)總體構(gòu)成和功能

工業(yè)窯爐燃燒過程監(jiān)測系統(tǒng)(圖1)可對(duì)燃燒過程中的O2、NH3、NO、NO2、SO2、CO及CO2等氣體濃度以及回轉(zhuǎn)窯胴體溫度場數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并歸納其特點(diǎn)。從位于窯頭罩部的看火測溫主機(jī)觀測回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的溫度場；位于胴體側(cè)面的胴體掃描儀主機(jī)通過掃描獲得二維溫度場數(shù)據(jù)；被動(dòng)式傅里葉紅外多組分煙氣分析儀檢測SO2、CO和CO2的濃度；主動(dòng)式傅里葉紅外多組分煙氣分析儀檢測SO2、CO、CO2、NO和NO2的濃度；抽取式激光光譜主機(jī)檢測O2濃度；對(duì)射式激光光譜主機(jī)檢測NH3濃度。以上溫度與氣體濃度信息基于Modbus TCP/IP通信協(xié)議從各個(gè)主機(jī)傳輸?shù)焦た貦C(jī)中并顯示在燃燒過程多光譜分析儀信息綜合平臺(tái)上，然后通過相關(guān)設(shè)備將經(jīng)傳輸獲得的各種氣體濃度和溫度場數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的模擬量并推送到DCS系統(tǒng)。

圖1 工業(yè)窯爐燃燒過程監(jiān)測系統(tǒng)硬件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.2 回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)

1.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)(圖2)采用紅外掃描技術(shù)對(duì)回轉(zhuǎn)窯燃燒過程的胴體溫度進(jìn)行監(jiān)測。

二維溫度場紅外輻射測溫儀是整個(gè)回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，它是通過對(duì)發(fā)熱源向外輻射的紅外能量進(jìn)行快速檢測的非接觸式溫度測量儀表。

系統(tǒng)中的GS-SCAN5型二維溫度場紅外輻射測溫儀主要由機(jī)芯、垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和手柄3部分組成。其中紅外輻射測溫儀機(jī)芯內(nèi)置紅外探測器模塊、光學(xué)多次反射模塊、水平旋轉(zhuǎn)裝置和信號(hào)處理電路；垂直旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要由旋轉(zhuǎn)臺(tái)和角度旋轉(zhuǎn)定位裝置組成。其測溫原理是：首先通過光學(xué)多次反射模塊采集被測目標(biāo)發(fā)射的紅外輻射能量，并由紅外探測器將所采集信息進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，之后將電信號(hào)放大處理后通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)口輸出。

圖2 紅外回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體監(jiān)測系統(tǒng)

步進(jìn)電機(jī)掃描裝置主要由步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、光電編碼器及測速裝置等組成。二維溫度場紅外輻射測溫儀在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下以步進(jìn)轉(zhuǎn)角掃描方式測溫。紅外輻射測溫儀在掃描時(shí)需要進(jìn)行軸向定位和圓周定位。軸向定位可以通過光電編碼器反饋其位置信息實(shí)現(xiàn)。而圓周定位是根據(jù)回轉(zhuǎn)窯自身轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采集到的速度信息計(jì)算確定的。

監(jiān)控顯示系統(tǒng)的功能主要是實(shí)時(shí)顯示最終的回轉(zhuǎn)窯溫度信息，它主要由工控機(jī)和顯示器構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的回轉(zhuǎn)窯溫度數(shù)據(jù)信息發(fā)送至工控機(jī)，工控機(jī)接收后進(jìn)行處理，最后通過顯示器以畫面形式實(shí)時(shí)顯示。

1.2.2 系統(tǒng)原理

回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)回轉(zhuǎn)窯胴體表面溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線測量。基于上述紅外測溫原理，紅外輻射測溫儀在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下做同步快速步進(jìn)轉(zhuǎn)角掃描運(yùn)動(dòng)。掃描得到的溫度場數(shù)據(jù)傳送給工控機(jī)進(jìn)行處理后，監(jiān)控顯示系統(tǒng)將實(shí)時(shí)顯示處理后的數(shù)據(jù)和圖像信息，便于操作人員觀察。

同步快速步進(jìn)掃描技術(shù)提高了測溫的精確度[5]。首先將回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體需要做溫度監(jiān)測的部分沿胴體軸向表面劃分為若干個(gè)段面，每個(gè)段面再沿圓周方向劃分為若干個(gè)溫度測量元，每個(gè)測量元的溫度通過紅外輻射測溫儀進(jìn)行監(jiān)測。紅外輻射測溫儀在步進(jìn)電機(jī)掃描裝置的驅(qū)動(dòng)下，對(duì)回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體沿軸向快速掃描測溫，由于每個(gè)測量元在二維空間中都有固定的坐標(biāo)位置，同時(shí)利用回轉(zhuǎn)窯的自身轉(zhuǎn)動(dòng)，可以完成對(duì)每個(gè)段面圓周上各測量元的溫度監(jiān)測。數(shù)據(jù)采集模塊將各個(gè)測量元的溫度信號(hào)和坐標(biāo)位置信號(hào)送入工業(yè)窯爐燃燒過程監(jiān)測系統(tǒng)中的胴體掃描主機(jī)，胴體掃描主機(jī)將溫度場數(shù)據(jù)壓縮后，傳輸給燃燒過程多光譜分析儀信息顯示平臺(tái)，經(jīng)解壓縮和運(yùn)算處理后繪制出畫面信息以偽彩色圖的形式在界面上顯示出來。

1.3 溫度偽彩色圖的構(gòu)成原理

燃燒過程多光譜分析儀信息綜合平臺(tái)是基于C#語言開發(fā)的。其中溫度偽彩色圖就是將回轉(zhuǎn)窯胴體展開，以不同顏色標(biāo)記胴體表面溫度分布情況。顯示溫度偽彩色圖利用軟件中的相關(guān)控件創(chuàng)建色標(biāo)。首先用C# VS2010中的Color類創(chuàng)建色標(biāo)帶，用到了Colorl類的9個(gè)屬性(Color.Magenta，Color.Red，Color.Orange，Color.Yellow，Color.LawnGreen，Color.MediumSpringGreen，Color.Cyan，Color.Blue，Color.DarkKhaki)，由下至上分別對(duì)應(yīng)色標(biāo)的9個(gè)色帶，色標(biāo)值在0～2553范圍內(nèi)。定義溫度場數(shù)據(jù)測量最大值550℃，最小值70℃，并劃分若干個(gè)色標(biāo)區(qū)間。利用Color.FromArgb方法將采集到的溫度場數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為色標(biāo)值(表1)，并在燃燒過程多光譜分析儀信息綜合平臺(tái)上的指定位置以偽彩色的形式顯示。

表1 溫度值與色標(biāo)帶對(duì)應(yīng)關(guān)系

2 LZ77壓縮算法

2.1 LZ77壓縮算法原理

胴體掃描主機(jī)若直接將大量的溫度場數(shù)據(jù)傳輸給信息顯示平臺(tái)處理，則傳輸效率較低且容易出現(xiàn)亂碼。

基于統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)壓縮編碼，如Huffman編碼[6]，需要得到先驗(yàn)知識(shí)——信源的字符頻率，然后進(jìn)行壓縮。但是在大多數(shù)情況下，此類先驗(yàn)知識(shí)是很難預(yù)先獲得的。因此，需要一種更為通用的數(shù)據(jù)壓縮編碼。

Jacob Ziv和Abraham Lempel在1977年提出的LZ77壓縮是一種基于字典和滑動(dòng)窗的無損壓縮技術(shù)，廣泛應(yīng)用于通信傳輸中[7]。該算法的主要思想是利用滑動(dòng)窗口進(jìn)行壓縮。在壓縮過程中編碼器為被壓縮的字符序列開一個(gè)窗口，這個(gè)窗口是可以滑動(dòng)的，在字符串編碼過程中，窗口中的數(shù)據(jù)從右移動(dòng)到左。可以用一個(gè)文本窗口來表示LZ77壓縮算法的字典，這個(gè)文本窗口由兩部分組成，分別是字典窗口和先行緩沖區(qū)。字典窗口的存儲(chǔ)區(qū)域要比先行緩沖區(qū)大[8]。文本窗口中的字典窗口是一段固定大小的存儲(chǔ)區(qū)域，它存儲(chǔ)的是剛剛輸入的和已經(jīng)經(jīng)過編碼處理的文本。由于LZ77壓縮算法的文本窗口是虛擬的，并且可以跟隨壓縮進(jìn)程滑動(dòng)，所以如果要壓縮的文本出現(xiàn)在該窗口中，則輸出該文本的位置和長度[9]。在匹配字典窗口中的文本的過程中，所需時(shí)間很長，所以字典窗口不能過大，這樣才能提高算法的效率。在壓縮過程中，需要滑動(dòng)字典窗口，這樣才能在最近的上下文中很容易發(fā)現(xiàn)和要編碼的文本相匹配的字符串。

以掃描到的一組回轉(zhuǎn)窯胴體溫度場數(shù)據(jù)(604、610、617、605、617、621℃)為例，該窗口模型(圖3)分為兩部分，左邊為字典窗口，存儲(chǔ)的是剛剛輸入的和經(jīng)過編碼處理的文本；右邊是先行緩沖區(qū)，也稱為前向緩沖存儲(chǔ)器，包含了即將編碼的文本。圖3中字典窗口中的數(shù)據(jù)“604_610_617”已經(jīng)得到壓縮，而前向緩沖存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)“605_617_621”將要被壓縮。編碼器向后掃描字典窗口，尋找與“605_617_621”的第1個(gè)數(shù)字6相匹配的數(shù)字。它在數(shù)據(jù)617中找到一個(gè)“6”，這個(gè)“6”相對(duì)于字典窗口邊界偏移了3個(gè)字符。雖然編碼器希望在這兩個(gè)“6”后匹配盡可能長的數(shù)字字符串，但是顯然此時(shí)只有一個(gè)數(shù)字“6”可以匹配，故匹配長度為1，然后編碼器繼續(xù)反向搜索，試圖匹配更多。對(duì)于另一個(gè)數(shù)據(jù)“610”，也存在一個(gè)數(shù)字“6”，它相對(duì)于字典窗口后端偏移了7個(gè)字符，匹配長度仍為1。而對(duì)于數(shù)據(jù)“604”，其中的數(shù)字“6”偏移了11個(gè)字符，由于數(shù)字“604”中“60”和“605”中的“60”相匹配，所以其匹配長度為2。編碼器最終會(huì)選擇最長的匹配串，如果長度一樣就選擇最后一個(gè)。顯然本例中選擇的匹配串是“60”。

圖3 LZ77壓縮算法窗口模型

解壓算法的原理與壓縮算法有許多相似之處：首先不斷地從輸入的待解壓文件中讀入數(shù)據(jù)，然后滑動(dòng)字典窗口將它解壓還原為壓縮前的原始文件。在這個(gè)過程中，還要不斷地把新的文本加到字典中，使字典得到補(bǔ)充和完善。

2.2 壓縮和解壓縮算法的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)以上原理，LZ77壓縮算法的基本流程概括如下：

a. 從前向緩沖存儲(chǔ)器中即將壓縮的數(shù)據(jù)位置開始，在字典窗口中尋找與未編碼數(shù)據(jù)相匹配的字符串，并將窗口滑動(dòng)，找出最長的匹配字符串，如果找到，則進(jìn)行步驟b，否則進(jìn)行步驟c。

b. 輸出三元符號(hào)組(offset，length，c)，其中offset為字典窗口中與前向緩沖存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)相匹配的字符串相對(duì)字典窗口邊界的偏移量，length為可匹配的數(shù)據(jù)長度，c為前向緩沖存儲(chǔ)器中即將壓縮的下一個(gè)字符。然后將窗口向后滑動(dòng)length+1個(gè)字符，轉(zhuǎn)回步驟a。

c. 輸出三元符號(hào)組(0，0，c)，其中c為前向緩沖存儲(chǔ)器中即將壓縮的下一個(gè)字符。然后將字典窗口向后滑動(dòng)length+1個(gè)字符，轉(zhuǎn)回步驟a。

解壓算法的流程和壓縮算法的流程是相對(duì)應(yīng)的。在解壓過程中，需要不斷輸入三元符號(hào)組，并且構(gòu)建字典窗口。并隨著三元符號(hào)組的不斷輸入來滑動(dòng)字典窗口，直到完成解壓。在三元符號(hào)組輸入的過程中，要還原出壓縮前的原始數(shù)據(jù)，必須在字典窗口中找到相應(yīng)的匹配字符串，并且輸出下一個(gè)字符c，如果offset和length都為0則只輸出c，如果offset和length不為0，就根據(jù)offset和length的值在滑動(dòng)字典窗口的過程中找到相應(yīng)的字符，然后輸出。

將采集到的溫度場數(shù)據(jù)經(jīng)LZ77壓縮算法壓縮后進(jìn)行傳輸，傳輸效率提高，數(shù)據(jù)解壓恢復(fù)一致，能夠準(zhǔn)確反映回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度場的相關(guān)信息。

3 燃燒過程多光譜分析儀信息綜合平臺(tái)

紅外回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)屬于工業(yè)窯爐燃燒過程監(jiān)測系統(tǒng)的一部分，為了更好地反映整個(gè)燃燒系統(tǒng)的信息，設(shè)計(jì)燃燒過程多光譜分析儀信息綜合平臺(tái)，該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃燒過程中相關(guān)氣體濃度的監(jiān)控，以基于時(shí)間變化的折線圖形式在平臺(tái)界面上顯示。為了更有效地獲取回轉(zhuǎn)窯內(nèi)部信息，在本系統(tǒng)基礎(chǔ)上采用海康威視編碼器視頻設(shè)備對(duì)燃燒現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控畫面顯示在平臺(tái)界面上。經(jīng)紅外掃描系統(tǒng)掃描得到的溫度場數(shù)據(jù)被胴體掃描主機(jī)壓縮后，通過Modbus/TCP協(xié)議傳輸[10]到上位機(jī)，經(jīng)解壓恢復(fù)后，在平臺(tái)界面上以偽彩色圖顯示，如圖4所示。

圖4左半部分為氣體濃度監(jiān)控圖，以折線圖形式實(shí)時(shí)顯示圖中間部分對(duì)應(yīng)的各種氣體濃度值。右半部分分別為燃燒現(xiàn)場實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控畫面和溫度場偽彩色圖。操作人員根據(jù)綜合平臺(tái)中的畫面信息，可以完成對(duì)回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度和燃燒過程中氣體濃度的監(jiān)測，保證整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)安全可靠地進(jìn)行。

圖4 燃燒過程多光譜分析儀信息綜合平臺(tái)

4 實(shí)際應(yīng)用分析

經(jīng)紅外輻射測溫儀掃描后，分別生成800×600和400×200兩組二維溫度場數(shù)據(jù)，將這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮后的結(jié)果見表2。

表2 基于LZ77算法的溫度場數(shù)據(jù)壓縮與解壓結(jié)果

可見，通過紅外掃描得到的溫度場數(shù)據(jù)在經(jīng)過LZ77壓縮算法壓縮后進(jìn)行傳輸時(shí)，傳輸效率較高且數(shù)據(jù)恢復(fù)準(zhǔn)確。

5 結(jié)束語

筆者設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度監(jiān)測系統(tǒng)采用紅外掃描系統(tǒng)對(duì)回轉(zhuǎn)窯燃燒胴體溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為燃燒過程中溫度場數(shù)據(jù)提供了準(zhǔn)確信息，防止回轉(zhuǎn)窯胴體和窯襯損壞，提高了回轉(zhuǎn)窯的運(yùn)轉(zhuǎn)率。設(shè)計(jì)中基于LZ77數(shù)據(jù)壓縮算法程序?qū)剞D(zhuǎn)窯溫度場數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，解壓后的數(shù)據(jù)與原始溫度場數(shù)據(jù)保持一致。胴體掃描溫度場偽彩色圖像、氣體濃度數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)曲線及現(xiàn)場視頻等都集中顯示在燃燒過程多光譜分析儀信息綜合平臺(tái)。系統(tǒng)投運(yùn)后，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確且效率有所提高，在節(jié)約能源和提高經(jīng)濟(jì)效益方面效果顯著。

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LIU Tong1a,1b, ZHANG Qian1a,1c, LI Guo-li1a,1d, WANG Qun-jing1a,2, XU Yong2
(1a.CollegeofElectricalEngineeringandAutomation; 1b.EngineeringResearchCenterofPowerQuality,TheMinistryofEducation; 1c.CollaborativeInnovationCenterofIndustrialEnergy-savingandPowerQualityControl; 1d.NationalEngineeringLaboratoryofEnergy-savingMotor&ControlTechnique,AnhuiUniversity;2.HefeiGoldStarElectromechanicalTechnologyDevelopmentCo.,Ltd.)

Considering the long monitoring period, the huge data volume from temperature field, the low efficiency and error-prone of direct transmission incurred by adopting infrared scanning system to monitor rotary kiln’s burning body temperature at real time, an infrared monitoring system for this kiln was designed and the system structure and working principle thereof were introduced. Having LZ77 data compression algorithm-based program adopted to transmit the kiln temperature field data and making the decomposed data coincide with the original thermal field data, and in addition, the combustion process’s monitoring interface for industrial kilns was designed and implemented, including the gas concentrations in the combustion process and the information of thermal fields. Practices prove this system as the design required.

kiln body temperature monitoring, rotary kiln, infrared scanning, LZ77 data compression algorithm, monitoring interface

TH811

B

1000-3932(2017)07-0673-06

2016-12-07,

2017-04-07)

DesignandImplementationofTemperatureMonitoringSystemforInfraredRotaryKilnBurningBody

劉童(1993-)，碩士研究生，從事數(shù)據(jù)傳輸及壓縮，基于C#的監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)工作，1024316402@qq.com。