电弧炉电磁建模仿真分析及安全监控系统研究

发布时间：2023-11-07 19:59

　　近几十年,随着经济的高速发展,国内外电弧炉炼钢技术也得到了快速发展。钢铁厂电弧炉在炼钢过程中一旦发生事故,将会给人们生命和财产带来巨大的损失。为了能够有效地预防企业生产事故的发生,安全生产监控技术的研究变得格外重要。本文围绕电弧炉安全问题,对其进行了电磁仿真分析,并基于物联网技术,设计并实现了一种安全监控系统,主要内容包括：(1)电弧炉电磁建模仿真主要是利用Ansoft Maxwell软件根据电弧炉外形尺寸建立三维模型,利用软件强大的计算处理能力,给出了电弧炉正常和过流情况下电磁场分布云图。(2)为了提高系统设计的精度和降低测温节点的功耗,根据目前无线传感网络中数据融合的研究现状,本文将疏失误差剔除算法与加权融合算法应用在电弧炉安全监控系统中。(3)电弧炉安全监控系统主要由ARM终端、ZigBee无线通信模块和综合管理上位机软件三部分组成。嵌入式ARM终端具有温度实时显示、报警、数据查询等功能。综合管理上位机软件可完成实时显示各个测温节点温度数据；以动态趋势曲线的形式显示温度值；以列表形式显示温度数据、历史数据；报警温度设置和历史报警查询；相关文件保存等。(4)在完成硬件和软件的设计之...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 国内外相关研究综述
        1.2.1 物联网研究现状
        1.2.2 企业生产安全监控技术发展现状
    1.3 论文的主要研究内容
    1.4 论文章节的安排
第二章 电弧炉电磁建模仿真
    2.1 电弧炉简介
    2.2 Ansoft Maxwell
    2.3 电弧炉内电磁场方程
    2.4 电弧炉三维建模仿真
    2.5 本章小结
第三章 电弧炉温度监控系统整体框架设计
    3.1 系统的设计要求和功能
    3.2 系统整体架构设计
    3.3 系统处理器架构选择
    3.4 系统软件平台
    3.5 无线通信技术的选择
    3.6 本章小结
第四章 电弧炉无线传感网络数据融合算法
    4.1 数据融合的概念及意义
    4.2 数据融合的主要方法
    4.3 电弧炉安全监控系统中无线传感网络数据融合
        4.3.1 加权融合算法
        4.3.2 分布图法剔除疏失误差
        4.3.3 电弧炉监控系统中数据融合技术应用
    4.4 本章小结
第五章 电弧炉温度监控系统硬件设计
    5.1 温度采集模块
    5.2 无线通信模块
        5.2.1 ZigBee芯片选择
        5.2.2 模块设计
    5.3 嵌入式系统硬件终端模块设计
        5.3.1 嵌入式系统硬件选择
        5.3.2 终端底板设计
        5.3.3 终端核心板简介
    5.4 本章小结
第六章 电弧炉温度监控系统软件设计
    6.1 ZigBee无线网络软件设计
        6.1.1 网络拓扑结构
        6.1.2 Z-Stack协议栈
        6.1.3 DS18B20采集程序设计
        6.1.4 测温节点软件设计
        6.1.5 协调器软件设计
        6.1.6 ZigBee协议栈中AES加密算法
    6.2 终端Linux系统的建立
        6.2.1 编译环境建立
        6.2.2 BootLoader引导程序移植
        6.2.3 Linux内核移植
        6.2.4 根文件系统移植
    6.3 ARM终端应用程序设计
        6.3.1 QT/E开发环境构建
        6.3.2 多线程设计
        6.3.3 ARM终端软件功能实现
    6.4 综合管理上位机软件设计
    6.5 本章小结
第七章 电弧炉温度监控系统测试
    7.1 Zigbee无线传感网络测试
        7.1.1 ZigBee组网测试
        7.1.2 ZigBee通信质量测试
        7.1.3 ZigBee功耗测试
    7.2 ARM终端测试
    7.3 上位机测试
    7.4 本章小结
第八章 总结与展望
    8.1 总结
    8.2 展望
参考文献
致谢
个人简介



本文编号：3861357