F.L.S AGEMA THP 6LT红外线窑胴体扫描仪改造

■陈毅朋，任 瑞

■1.山西职业技术学院，山西 太原 030000;2.乌兰察布中联水泥有限公司，内蒙古 集宁 012400

引 言

在新型干法水泥生产中，实时监测熟料回转窑内煅烧情况已变的日益重要。这是由于水泥回转窑的煅烧情况不仅直接关系到水泥熟料的产量、质量、原燃材料消耗和成本。而且过高的煅烧温度和过大的热振荡会使能源消耗增大，甚至有可能对窑衬造成损害，导致“红窑”。严重时将伤及回转窑筒体，造成筒体刚度下降、椭圆度变形。因此对窑筒体温度的实时监测就变的十分重要，在新建的熟料生产线上都配备了窑胴体红外扫描仪。

1 存在的问题

中国联合水泥某公司1#窑原设计引进加拿大F.L.S AGEMA THP 6LT的红外线窑胴体扫描仪。它通过扫描头对窑胴体每秒扫描8条线，每条线310个测点。下位机控制扫描头工作，并将扫描头输出的模拟信号进行A/D转换，以图形方式显示给窑操作员的中控操作画面，从而实现对窑胴体的连续扫描监测。具体系统框图如图1。

图1 扫描仪系统框图

由于该机上位机程序装在磁带机中，震荡损坏，已无法正常读出，导致上位机不能工作，失去其应有的作用。为此，我们对该系统进行了技术改造。

2 技术方法

通过电气技术人员的研究，决定原下位机控制部分不再使用，只利用其电源部分和扫描头。

(1)制造一块单片机控制板，对原扫描头输出温度信号进行A/D转换，转换后的数据通过RS232上传到上位机。

(2)上为机采用VB6.0编写实时数据采集程序，采集到的数据经过过滤、换算后，形成一幅与窑胴体表面温度相对应的彩色图像。该程序可提供给操作员窑筒体任意点的温度值、窑周向温度曲线、轴向温度曲线、二维展开图及任意截面的剖面图。操作员可以知道窑内窑皮薄厚情况和窑砖烧蚀情况，从而作出综合判断，指导操作，及时的发现红窑和结圈等情况，做到心中有数，有的放矢，有效的延长窑的安全运转周期，保障窑系统的精益稳定运行。

(3)新制作的下位单片机为210×90(mm2)的双面板，CPU1采用AT89C52、CPU2采用AT89C51。其中CPU1负责控制扫描头及A/D转换工作，将转换后的数据存放在Memory(628128)中，CPU2将Memory中的数据取出，送RS232向上为传送。由于系统数据采集量大(每秒37000个点)，A/D转换采用高速转换芯片 MAX310，RS232采用MAX232芯片。具体改造后的下位机系统框图见图2。

图2 下位机系统框图

(4)单片机的主要结构:其中CPU1(AT89C52)是系统的主控制器，此芯片内具有8KB可编程程序存储器，可取消外部程序存储器，提高系统可靠性。它主要完成扫描头的控制、高速数据采集，并扩展了128KB的RAM。CPU2(AT89C51)是系统的另一控制器，主要完成向上为机传送数据。并且在系统中须实现两个单片机芯片的通讯，由CPU1控制CPU2的工作。另外，为提高系统的可靠性，CPU1为CPU2的“看门狗”，CPU1为CPU2的“看门狗”，在其中一个单片机“跑飞”或死机时由另一个单片机来提供复位，以此保证系统正常运行。

(5)信号转换:系统中输入量由红外线温度传感器转换为电信号，经扫描头放大板变为标准电信号(VIDOE，INV VIDOE为反相信号)，通过A/D转换器送给CPU1。根据系统对转换范围及精度度要求，在实现对被测传感器的测试数据的A/D转换时，采用12位并行传输的MAX310芯片。该芯片的转换速度和精度能满足系统的要求。

(6)数据传输:由于转换数据量大，因此扩展一片128KB的静态RAM存储器，便于储存现场采集到原始数据。RS232的传输距离只有15米，无法满足现场实际情况。因此增加了一对RS232/RS485转换接头，完成上、下位机RS232信号进行转换，利用RS485传输方式可实现最长1200米的数据传输。

3 改造效果

通过此项技术改造，目前该红外线窑胴体扫描仪已恢复正常工作。此技术改造项目花小钱办大事儿，值得同行业借鉴。