[发明专利]一种可实时立体监视高炉状态的系统和方法

权利要求书

1.一种可实时立体监视高炉状态的系统，包括用于检测高炉炉体温度的传感器、PLC、交换机、服务器和客户端，所述PLC通过交换机与服务器相连，服务器和客户端通过局域网连接，其特征在于：

服务器包括数据采集模块、与所述数据采集模块输出端相连的炉体温度数据分析模块和炉缸侵蚀线计算模块、与炉体温度数据分析模块和炉缸侵蚀线计算模块的输出端相连的数据存储模块；

客户端包括高炉立体模型模块和与所述数据存储模块相连的交互模块，高炉立体模型模块的数据输出至交互模块。

2.根据权利要求1所述的可实时立体监视高炉状态的系统，其特征在于：所述炉体温度数据分析模块用于计算炉内检测点温度的最大值、最小值、平均值和标准差，结合检测点的位置信息，运算结果显示在客户端。

3.根据权利要求1所述的可实时立体监视高炉状态的系统，其特征在于：所述炉缸侵蚀线计算模块对高炉炉型基础数据和高炉炉体碳砖的实时数据进行计算，确定炉缸砖衬中的温度场，根据温度场确定1150℃侵蚀线的位置。

4.根据权利要求3所述的可实时立体监视高炉状态的系统，其特征在于：所述高炉立体模型模块基于高炉炉型基础数据、炉体温度数据和炉缸侵蚀线数据，利用3D软件对高炉进行可视化建模。

5.根据权利要求4所述的可实时立体监视高炉状态的系统，其特征在于：所述交互模块用于接收数据存储模块和高炉立体模型模块的数据并显示在客户端界面上，也把录入客户端的数据传送给数据存储模块。

6.一种采用权利要求1所述系统实时立体监视高炉状态的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）高炉炉型基础数据录入：高炉炉型基础数据包括高炉炉型尺寸、高炉炉体碳砖的温度测点坐标、高炉炉缸砌筑参数等数据，需要人工录入客户端交互模块，并存储在数据存储模块；

（2）高炉炉体碳砖温度的采集：由放置在高炉炉壁的传感器采集实时温度，经过PLC处理，由服务器中的炉体温度数据分析模块读取，在所采集的数据进行处理后存储到数据存储模块中，对每一个检测点建立与其在炉体位置坐标相应的对应关系；

（3）炉体温度分析计算：炉体温度数据分析模块计算各检测点温度的最大值、最小值、平均值和标准差，按照坐标对应关系存储在数据存储模块；

（4）计算炉缸侵蚀等温线：数据采集完成后，应用高炉炉型基础数据和炉体温度实时数据进行计算，依据稳态导热方程，用稳定网格的有限元或有限差分的方法计算炉缸砖衬中的温度场，根据网格节点的温度确定砖衬导热系数，如果温度高于1450℃，将采用铁水的有效导热系数计算炉缸砖衬中的温度场，根据温度场确定1150℃侵蚀线的位置，计算得出的数据存储在数据存储模块；

（5）建立高炉炉体模型：利用3D软件对高炉进行三维立体建模，将炉体各检测点的位置准确对应在模型上；

（6）高炉模型引擎开发：利用Unity3D软件对所述高炉炉体模型进行引擎开发。

7.根据权利要求4或6所述的可实时立体监视高炉状态的系统或方法，其特征在于：所述3D软件为3DMAX。

8.根据权利要求6所述的可实时立体监视高炉状态的方法，其特征在于：所述步骤（4）的高炉炉体模型包括五部分：炉喉部分、炉身部分、炉腰部分、炉腹部分和炉缸部分，采用先整体再局部的方式进行建模。