一、研究背景
冶炼厂的高炉炼铁主要从铁矿石中提取，其中大部分是氧化物。整个冶炼过程需要大量的热量来完成还原反应，主要由热风炉的热风提供。热风温度一般在1000度以上，热风阀适用于高炉热风炉系统的热风管，也适用于其他工业窑炉、加热炉的热风管，可切断高温空气、气体、烟气，特别是在高炉炼铁过程中。
热风阀可通过手动链传动、液压链传动或电动链传动。公称压力为0.25MPa（0.4MPa），适用温度≤1200℃≤（1350℃），DN电动阀电机功率31250阀KW，工作温度1350℃，这也就表明了热风阀内部长期处于一个高温状态，虽然它可以短时间地承受高温，但是长时间地承受高温，对热风阀的寿命是会有很严重的影响的。因此在生产实际过程中，必须对热风阀进行冷却，而一般情况下采用水冷却，冷却水压力0.3MPa，耗水量0.056×DNT/h。冷却系统对热风阀的正常工作和使用寿命至关重要。
本文提供了一套智能监测系统来监测冷却水的温度和压力，并与实际工程经验数据进行比较和分析，以提醒工程师进行相应的故障处理。
2.整体设计方案
设计系统的总体示意图如图1所示.1.显示。整个系统有四个工作阶段：数据采集、数据处理、数据上传和上位机数据分析。因此，系统可分为四个部分：传感器、监控器、无线通信和分析仪。
图1.1 系统总体示意图
1)数据采集
由于我们通过监测冷却水来获得热风阀的工作状态，我们需要研究冷却水的温度和压力参数，这需要将温度和压力信号转换为电压信号或数字信号。
数据采样过程是调节、采样和转换传感器传输的信号。根据工程的具体需要和传感器的信息，调节电路主要是I/V转换和滤波器由两部分组成。由于我们的压力传感器选择了模拟传感器，最终通过处理器的模数转换端口进入处理器进行信号处理。而温度传感器，因为我们选择了数字传感器，所以我们可以直接输入到处理器的一般输入输出端口。
监控器主要实现功能：调节、采样、报警、无线上传数据和报警信号，液晶显示当前温度和压力值，本地U每次采样采样的数据。
报警功能包括以下三个方面：
传感器故障报警：传感器输出信号4~20mA当传感器输出低于或高于此值时，表示传感器工作异常或传感器与监测器之间的线路故障。此时，应报警，提示工作人员进行相关检查、声光报警并上传至分析仪。
单点越限报警：当一条路的采样值超过初始化时设定的温度或压力范围时，声光报警并上传至分析仪。
变化率过快预警：当传感器信号变化率过快但单点不超过标准时，表明系统可能即将出现故障，上传分析仪提醒监控人员注意，缩短采样间隔。在实际实现部分，由于温度和压力变化率标准没有调查和研究，该功能没有实际实现，但该功能已被考虑在监控程序设计部分，因为U盘子采用扇区读写的方式，所以监控器RAM过去5分钟的采样数据存储在每个传感器中，足以实现短期数据分析。两次采样⊿P（或⊿T）除以⊿t近似表示变化率，并根据其趋势进行预警。
2)数据处理
热风阀监控系统不仅需要收集数据、采样信号，还需要处理数据。只有这样，数据才能被识别并上传到上位机。由于热风阀监控需要实时准确地处理大量数据，对数据处理模块提出了较高的要求。与单片机相比，数字信号处理器（DSP）这方面的性能特别突出，断口多，实时性好。因此，采用数据处理DSP实现监控系统的数据处理功能。
3)数据存储
这里提到的数据存储主要是指下位机的数据存储，可以通过U磁盘很容易将存储的大量数据复制到上位机上，并定期总结热风阀的工作状态，为后续监控提供参考比较。
4)上传数据
热风阀到DSP相对较近，监控系统对实时性要求较高DSP处理器的输入输出端口也很多，所以我们使用并行数据传输，因为DSP我们使用无线传输模块实现计算机之间的数据传输，并完成数据上传，以便上位机的数据分析。
5)上位机数据分析
数据采集、处理和上传后，需要上位机实现许多预定的监控功能，主要是在上位机界面下实时监控下位机上传的数据，监控热风阀是否正常工作。
综上所述，我们可以制定监控器设计的主要部分DSP数据采集、处理、上传和分析功能是核心嵌入式系统。
参考文献
[1]孙传友、孙晓斌、汉泽西、张欣.测控系统原理与设计.北京航空航天大学.2002
[2]李江全、张莉、岑红蕾.VisualBasic串口通信与测控应用技术实战详解[M].北京:2007年人民邮电出版社.
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