第一章为引言，阐述了本文主要的研究对象，以及研究该课题的意义并介绍了目前国内外对于OPC系统引入工业生产中的现状。

第二章介绍了系统构成、基本原理与方法。

第三章的内容介绍了服务器配置、系统开发以及相应的计算和建立反馈模块。

第四章的内容为仿真实验以及结果。

第二章  光信息采集设计

2。1 火焰辐射信息

课题目的是采集转炉炼钢中燃烧火焰的辐射信息进而计算火焰温度和辐射率，采集到的数据通过OPC系统发送至计算机，在计算机中进行计算处理。

热辐射过程可由基尔霍夫定律来描述，该定律所得到的任何物体的单色吸收系数与单色辐射亮度的比值至于波长和温度有关，具体公式为式2-1：文献综述

式中是光谱吸收率，当为绝对黑体时即=1时基尔霍夫定律为公式2-2：

在实际的工业生产中，气体到达红外线辐射传感器区域并从该区域的直接转换器端口上方射出。在这个位置，开始形成由CO和大气混合产生的火焰片，但该火焰片可以忽略不计。在此处，辐射源被建模为CO、CO2与小颗粒的均匀柱。它已被证明为不同波长的两个分开的区域，而这两个区域被区分开来用于与CO、CO2和颗粒大的气体之间的波长分布。

在辐射波长不同范围的特征为：在波长窗口内会有灰色颗粒的出现而仅非黑色粒子排放。在不同的辐射波长范围之间，到达传感器的是气体和颗粒排放的混合物。在该区域中，对于所述辐射通常是用饱和的路径长度（例如：数米）来描述，而它遵循普朗克公式分配描述的黑体曲线。也就是公式2-3

在其中C1和C2分别为第一和第二辐射常数，λ是辐射的波长，T是绝对温度。

颗粒区域的有效辐射率是由亮度温度和尾气温度来计算，公式表示为等式2-4

其中亮度温度，Tg+p为平均尾气的物理温度，而I则由上式测得。在本式中之所以选择的是亮度温度而不是选择辐射温度原因如下：

亮度温度是借助单色辐射亮度和利用普朗克定律所获得的温度，其实际是绝对黑体在单色辐射亮度与待测物体的单色辐射亮度相等时的温度。而为了获取绝对温度还需要测得辐射温度。辐射温度是实际物体的总辐射亮度与绝对黑体在总辐射亮度相等时的温度。

根据辐射温度的定义可得出等式2-5：来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

此时      （2-6）可以得到                         

由亮度温度定义可以得出等式2-7：可以解得： （2-8）

可以得到                         

当时，辐射温度与真实温度的差别在一定程度上回避亮度温度与真实温度的差别要大。因此，当与的数值不准确时，辐射高温计测量得到的受热固体的温度准确度会比亮度温度计所测得的结果要低很多，而对于测量火焰温度来说，辐射温度计的准确还要更加的低，所以在此时的公式中使用的是亮度温度来计算火焰辐射率。

2。2 系统构成

本次课题设计主要是为了便于在工厂中实时测量炼钢炉中的辐射信息。课题设计核心是将PLC采集到的现场数据进行收集，再传递给OPC服务器储存，之后将OPC储存的光信息再传递给其他一般计算机或其他的数据传递装置，或者反馈给PLC。此处的OPC服务器可以是置于PLC内部，也可以是外接的高性能计算机。本次课题使用的OPC服务器是架构在高性能计算机内的虚拟服务器，而不是架构在PLC内部的，所以需要OPC与PLC进行连接。