【導(dǎo)讀】鋁工業(yè)中通過電解氧化鋁來制取金屬鋁。氧化鋁的輸送自動控制系統(tǒng)一般包括由卸料站倉庫到車間雙層氧化鋁儲倉和由。雙層儲料倉到各電解槽上料儲倉兩部分。靈活、方便、經(jīng)濟等問題。

　　

【正文】 201~202 IB101 IB201 信號燈 220VAC 綠色 21 EL101~201 IB101 IB201 信號燈 220VAC 紅色 主要設(shè)備介紹 射頻導(dǎo)納料位開關(guān) TV502系列射頻導(dǎo)納物位開關(guān)由傳感探桿、電子測控單元和防護外殼組成，是根據(jù)射頻導(dǎo)納測量原理制造的點位式物位開關(guān)。當物位達到預(yù)先設(shè)置的位置時，傳感探桿產(chǎn)生信號，經(jīng)電子測控單元處理后的輸出信號可提供繼電器輸出，其標準的雙刀雙擲繼電器接點可控制警鈴、 電磁閥或其它低功率設(shè)備動作，實現(xiàn)對液體、固體物位的報警和控制。 該產(chǎn)品為機電一體化產(chǎn)品，用于存放液體或固體顆粒的罐、槽、筒倉或料斗的料位控制及報警。即使在極端惡劣的現(xiàn)場條件下，也能可靠工作，而不受掛料、壓力、材料密度、濕度甚至物料化學(xué)特性變化的影響。本產(chǎn)品以其耐惡劣使用環(huán)境及高可靠等特點被成功應(yīng)用于航天、化工化纖、制藥、食品等軍用和民用領(lǐng)域的料位自動控制系統(tǒng)。 1. 工作原理 TV502系列射頻導(dǎo)納物位開關(guān)采用了射頻導(dǎo)納技術(shù)，是從電容測量技術(shù)發(fā)展起來的一種新的物位檢測手段。由于在電路中采用了防掛料技術(shù)，所 以它比基于電容測量技術(shù)的物位開關(guān)更可靠、適用性更廣，是電容式物位開關(guān)的換代產(chǎn)品。與普通電容物位開關(guān)相比，射頻導(dǎo)納物位開關(guān)的明顯區(qū)別在于其三端元件技術(shù)。在電路單元測量信號上引出內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 一根線，經(jīng)同相放大器放大，其輸出與同軸電纜內(nèi)屏蔽層相連，該屏蔽層最后又連到傳感器的內(nèi)屏蔽層上。這里的同相放大器是一個增益為 “1”，即輸出信號與輸入信號等電位、同相位、同頻率但互相隔離的一種放大器。由于同軸電纜的中心線與內(nèi)層屏蔽存在上述關(guān)系，所以二者之間沒有電位差，也就沒有電流流過，相當于二者之間沒有電容或電容等于零。這種消除芯線和屏蔽層 間分布電容的方法又被稱為電容 “中和 ”技術(shù)。因此，電纜的分布電容的溫度效應(yīng)、安裝電容等也就不會對測量產(chǎn)生影響。為解決傳感器上的掛料問題，采用一種新的五層同心結(jié)構(gòu)。最里層是中心探桿，中間是屏蔽層，最外層是接地的安裝螺紋，它們之間用絕緣層隔離。與同軸電纜的情況一樣，中心探桿與屏蔽層之間沒有電勢差，即使傳感器上掛料阻抗較小，也不會有電流流過，電路測量的只是從傳感器中心到對面罐壁 (地 )的電流。因為屏蔽層能阻擋電流沿傳感器返回流向容器壁，因而對地電流只能經(jīng)傳感器末端通過被測物料流到對面容器壁。屏蔽層與容器壁之間盡管存在 電勢差，兩者之間因此有電流流過，但該電流不被測量，不影響測量結(jié)果。這樣就將測量端保護起來，不受掛料的影響。只有容器中的物料確實上升直到接觸到中心探桿時，通過被測物料，中心探桿與地之間才能形成被測電流。儀器檢測到該電流，產(chǎn)生有效輸出信號。 2. TV502系列射頻導(dǎo)納物位開關(guān)特點： 防掛料，徹底排除了傳感探桿因掛料而引起的誤動作； 穩(wěn)定性高，不受環(huán)境溫度變化的影響； 試簡單方便，安裝后免維護。 EJA530 壓力變送 器 EJA系列智能變送器是日本橫河電機株式會最新研制采用單品硅諧振傳感器，數(shù) 字化工作原理，實現(xiàn)了傳感器部分就可以消除機械電氣干擾、環(huán)境溫度變化、靜壓與過壓影響，同時，轉(zhuǎn)換部分的 CPU經(jīng)軟件處理與數(shù)據(jù)補償，保證了 EJA系列智能變送器的高內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 精度與長期穩(wěn)定性。 1. EJA系列智能變送器的工作原理 EJA系列智能變送器采用單晶硅諧振式傳感器，在單晶硅芯片上采用微電子機械加工技術(shù)分別在其表面的中心和邊緣作為兩個形狀、大小完全一致的 H形狀諧振梁，由于處于微型真空腔中，不與充灌液接觸，因而確保振動時不受空氣阻尼的影響。諧振梁分別將壓力、差壓信號轉(zhuǎn)換成頻率信號，送到脈沖計數(shù)器，再將兩頻率之差直接傳 遞到微處理器進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號相對應(yīng)的 4～ 20mA DC的輸出信號，并在模擬信號上疊加一個數(shù)字信號進行通信。膜盒組件中內(nèi)置的特性修正存貯器存貯傳感器的環(huán)境溫度、靜壓及輸入 /輸出特性修正數(shù)據(jù)，經(jīng) CPU運算，可使變送器獲得優(yōu)良的溫度特性和靜壓特性及輸入 /輸出特性。通過 I/O口與外部設(shè)備以數(shù)字通信方式傳遞數(shù)據(jù)。進行通信時，頻率信號對 4～ 20mA的信號不產(chǎn)生任何擾動影響。 2. EJA系列智能變送器的優(yōu)良性能 優(yōu)良的溫度影響特性 優(yōu)良的單向過壓特性 現(xiàn)場操作箱硬件配備設(shè)計 為了為 現(xiàn)場操作人員提供方便，并滿足氣力輸送系統(tǒng)的功能需要，本氧化鋁濃相輸送系統(tǒng)為每個壓力罐系統(tǒng)配置現(xiàn)場儀表箱。儀表箱的硬件配備包括：現(xiàn)場 儀表 箱 箱體 、各閥門操作按鈕、 低料位綠色信號燈 、 高料位綠色信號燈、紅色電源燈。箱內(nèi)有接線端子排和 電磁閥組等。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計 說明書（畢業(yè) 論文 ） L L 1 0 11 0 1 S1 0 2 S1 0 3 S1 0 4 SE L 1 0 1L L 1 0 21 0 5 S1 0 6 S1 0 7 S1 0 8 SI B 1 0 1E L 1 0 1 電 源 信 號 燈 紅 色 L L 1 0 1 ~ L L 1 0 2 料 位 信 號 燈 綠 色1 0 1 S ~ 1 0 4 S 按 鈕 紅 色 1 0 5 S ~ 1 0 8 S 按 鈕 綠 色 圖 為適應(yīng)氣力輸送現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，現(xiàn)場操作箱箱體采用具有防水、防塵功能的雙 層門結(jié)構(gòu)。箱體背面開有小孔， 用膨脹螺栓固定在墻上 。箱體盤面上安裝有信號指示燈與各操作按鈕 。 電磁閥作為一種電氣轉(zhuǎn)換元件，是 儀 表 箱箱體盤面各操作按鈕實現(xiàn)對氣動執(zhí)行器操作的中間媒介，為了對其作必要的保護，也安裝與現(xiàn)場操作箱內(nèi)部 .另外，現(xiàn)場操縱箱內(nèi)設(shè)有端子排，現(xiàn)場各種儀表的測量信號首先接入端子排，然后再一起遠傳之控制室，從而使信號的安全性與可靠性得到了提高。 PLC 選型 隨著科技的進步 ,市場上可供選擇的 PLC 產(chǎn)品種類也越來越多 ,并且功能也日趨完善。目前 ,PLC 在電解鋁廠中的應(yīng)用越來越廣泛 ,其不但提高了電解鋁廠的自動化水平 ,提升了生產(chǎn)效率 ,降低了生產(chǎn)成本 ,而且還大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)在我國市場上從美國、日本、德國等國引進的 PLC 產(chǎn)品及國內(nèi)廠家組裝或自行開發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)有幾十個系列、上百種型號 ,它們的結(jié)構(gòu)型式、性能、內(nèi)存容量、 I/O 點數(shù)、指令系統(tǒng)、編程方法、價格等內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 各不相同 ,適用的工業(yè)場合也各有側(cè)重。如果對它們的技術(shù)性能、適用環(huán)境缺乏了解 ,或?qū)LC 自控系統(tǒng)的控制要求掌握不夠 ,就可能造成大材小用或小馬拉大車 ,導(dǎo)致不必要的浪費或事故頻發(fā) ,影響了正常生產(chǎn)。因此 ,合理選擇 PLC,對于提高電解鋁廠控制系統(tǒng)的水平起著重要作用。 西門子公司的 S7200 系列小型 PLC 在同行業(yè)中處于領(lǐng)先地位，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。其 強大的功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能，主要表現(xiàn)在： 極高的可靠性 極豐富的指令集 易于掌握 操作便捷 豐富的內(nèi)置功能 實時特性 豐富的擴展模塊 S7200 系列小型 PLC 應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋了所有與自動檢測、自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等。 S7200 系列 PLC 的特點 1. 體積小 S7200 系列 PLC 基本單元的尺寸為： CPU221， CPU222，寬度 W 為 90mm,高度 H為 80mm，深度 D 為 62mm； CPU224，寬度 W 為 ,高度 H 為 80mm，深度 D為 62mm； CPU224XP，寬度 W 為 ,高度 H 為 80mm，深度 D 為 62mm； CPU226，寬度 W 為 ,高度 H 為 80mm，深度 D 為 62mm。 2. 外形先進美觀 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計 說明書（畢業(yè) 論文 ） S7200 系列 PLC 吸收了整體式和模塊式 PLC 的優(yōu)點，它的基本單元、擴展單元、擴展模塊以及功能模塊的高度和深度相同，但寬度不同，但是寬度不同。他們不用基板，僅用扁平電纜連接，通過 DIN 導(dǎo)軌，緊密拼裝后組成一個整齊的長方體，可以垂直或水平的安裝在機柜上。這樣，既達到了 配置靈活的目的，又可使體積小巧。 3. 選擇范圍廣 S7200 系列 PLC 四個不同基本型號的 8 種 CPU 可提供選用。其中 CPU226 為功能最強的單元，可滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。 表 S7200 模塊列表 型號 I/O點數(shù) 存儲空間 I/O 擴展 計數(shù)器 通信功能 模擬 I/O CPU221 6/4 6KB 無 4 個 /2 個 1 個通訊口 無 CPU222 8/6 6KB 2 個擴展 4 個 /2 個 1 個通訊口 擴展至 10 路 CPU224 14/10 16KB 7 個擴展 6 個 /2 個 1 個通訊口 擴展至 35 路 CPU224XP 14/10 22KB 7 個擴展 2 個通訊口 擴展至 38 路 CPU226 24/16 26KB 7 個擴展 6 個 /2 個 2 個通訊口 擴展至 35 路 CPU221 價格低廉，可用于小型開關(guān)量控制系統(tǒng)； CPU 成本低，可處理模擬量，用于要求較高的小型控制系統(tǒng)； CPU224 具有更多的輸入輸出點，可處理開關(guān)量、模擬量，用于要求高的小型控制系統(tǒng)； CPU 為功能最強的單元，可滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。 ① S7200PLC 的系統(tǒng)配置靈活，用戶除了選用不同的子系列外 ，還可以選用多種基本單元、擴展單元、擴展模塊、功能擴展板和功能模塊，組成不同 I/O 點和不同功能的內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 控制系統(tǒng)，各種不同的配置都可以得到的很高的性能價格比。 ② S7200PLC 的硬件配置和模塊式 PLC 同樣靈活，因為它的基本單元采用整體式結(jié)構(gòu)，因此，比模塊式 PLC 具有更高的性能價格比，非常適合于小型、中小型控制系統(tǒng)。 ③ S7200PLC 的配置有 24VDC 傳感器電源、電流限定 可供外部電源或接近開關(guān)、光電開關(guān)等傳感器電源。 ④ S7200PLC 的輸出方式有繼電器輸出、晶體管輸出倆種，用戶可根據(jù)需要選用。 ⑤ S7200PLC 通過 EM227PROFIBUSDP 擴展從站模塊，可將 S7200CPU 連接到EM227PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)。 ⑥ S7200PLC 通過通訊處理器，可將 S7200CPU 連接到工業(yè)以太網(wǎng)。 5. 功能強，使用方便 S7200PLC 的體積雖小，卻具有很強的功能。它不僅有多種模擬量、數(shù)字量 I/O 模塊，還具有熱電偶、熱電阻模塊及工業(yè)以太網(wǎng)通訊處理等特殊功能模塊。 S7200PLC 在基本單元、擴展單元、擴展模塊和功能模塊采用插入式的接線端子排，更換方便快捷。為保持內(nèi)存不丟失，有 存儲卡和后備電池選項。 S7200 系列 PLC 系統(tǒng)配置 由基本單元構(gòu)成，可通過擴展模塊連接多種擴展模塊。基本單元為整體式結(jié)構(gòu)，包含有 CPU、存儲器、出入輸出模塊、是 CPU 的主要部分，可以單獨使用。擴展模塊是用于擴展輸入點或輸出點的裝置，內(nèi)部無電源，由基本單元或外接電源供給。 表 S7200 系列 PLC 擴展單元 類型 型號 輸入點 輸出點 數(shù)字量擴展模塊 EM221 8 無 EM222 無 8 EM223 4/8/16 4/8/16 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計 說明書（畢業(yè) 論文 ） 模擬量擴展模塊 EM231 4 無 EM232 無 2 EM235 4 1 1. 數(shù)字量輸入輸出模塊 EM223 S7200 配置的數(shù)字量輸入輸出模塊 EM223。在一塊模塊上既有數(shù)字量輸入點又有數(shù)字量輸出點，在一塊模塊上，輸入電路類型有直流輸入、交流輸入；輸出電路類型有直流（晶體管或場效應(yīng)管）輸出、交流（晶閘管）輸出、交直流（繼電器）輸出多種類型。輸入 /輸出電路類型的組合有多種，可以根據(jù)控制要求選用，使系統(tǒng)配置更加靈活。 （ A/D） 模擬量信號是連續(xù)變化的物理量，如溫度、壓力 、速度等。工業(yè)控制中，要對這些模擬量進行采集并送給 PLC 的 CPU，必須先對這些模擬量進行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換。模擬量輸入模塊就是用來將模擬信號轉(zhuǎn)換成 PLC 所能接受的數(shù)字信號的。生產(chǎn)過程的模擬信號多種多樣，所以，一般先用現(xiàn)場信號變送器把他們變成統(tǒng)一的標準信號，然后再送入模擬量輸入模塊將模擬量信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號，以便 PLC 的 CPU 進行處理。模擬量輸入模塊一般由濾波、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，光耦合器等部分組成。光耦合器有效地防止了電磁干擾，對多通道的模擬量輸入單元，設(shè)置多路轉(zhuǎn)換開關(guān)進行通道的切換，且在輸出端設(shè)置信號寄存器。 A / D濾波光電耦合內(nèi)部電路 圖 模擬量輸入模塊框圖 模擬量輸入模塊 EM231 具有 4 個模擬量輸入通道。每個通道占用存儲器 AI 區(qū)域 2內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計 說明書（畢業(yè) 論文 ）