【導(dǎo)讀】鋁工業(yè)中通過(guò)電解氧化鋁來(lái)制取金屬鋁。氧化鋁的輸送自動(dòng)控制系統(tǒng)一般包括由卸料站倉(cāng)庫(kù)到車(chē)間雙層氧化鋁儲(chǔ)倉(cāng)和由。雙層儲(chǔ)料倉(cāng)到各電解槽上料儲(chǔ)倉(cāng)兩部分。靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題。

　　

【正文】 201~202 IB101 IB201 信號(hào)燈 220VAC 綠色 21 EL101~201 IB101 IB201 信號(hào)燈 220VAC 紅色 主要設(shè)備介紹 射頻導(dǎo)納料位開(kāi)關(guān) TV502系列射頻導(dǎo)納物位開(kāi)關(guān)由傳感探桿、電子測(cè)控單元和防護(hù)外殼組成，是根據(jù)射頻導(dǎo)納測(cè)量原理制造的點(diǎn)位式物位開(kāi)關(guān)。當(dāng)物位達(dá)到預(yù)先設(shè)置的位置時(shí)，傳感探桿產(chǎn)生信號(hào)，經(jīng)電子測(cè)控單元處理后的輸出信號(hào)可提供繼電器輸出，其標(biāo)準(zhǔn)的雙刀雙擲繼電器接點(diǎn)可控制警鈴、 電磁閥或其它低功率設(shè)備動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體、固體物位的報(bào)警和控制。 該產(chǎn)品為機(jī)電一體化產(chǎn)品，用于存放液體或固體顆粒的罐、槽、筒倉(cāng)或料斗的料位控制及報(bào)警。即使在極端惡劣的現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)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(dòng)控制系統(tǒng)。 1. 工作原理 TV502系列射頻導(dǎo)納物位開(kāi)關(guān)采用了射頻導(dǎo)納技術(shù)，是從電容測(cè)量技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新的物位檢測(cè)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(cè)量技術(shù)的物位開(kāi)關(guān)更可靠、適用性更廣，是電容式物位開(kāi)關(guān)的換代產(chǎn)品。與普通電容物位開(kāi)關(guān)相比，射頻導(dǎo)納物位開(kāi)關(guān)的明顯區(qū)別在于其三端元件技術(shù)。在電路單元測(cè)量信號(hào)上引出內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì) 說(shuō)明書(shū)（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(gè)增益為 “1”，即輸出信號(hào)與輸入信號(hào)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(méi)有電位差，也就沒(méi)有電流流過(guò)，相當(dāng)于二者之間沒(méi)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(chēng)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(huì)對(duì)測(cè)量產(chǎn)生影響。為解決傳感器上的掛料問(wèn)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(méi)有電勢(shì)差，即使傳感器上掛料阻抗較小，也不會(huì)有電流流過(guò)，電路測(cè)量的只是從傳感器中心到對(duì)面罐壁 (地 )的電流。因?yàn)槠帘螌幽茏钃蹼娏餮貍鞲衅鞣祷亓飨蛉萜鞅?，因而?duì)地電流只能經(jīng)傳感器末端通過(guò)被測(cè)物料流到對(duì)面容器壁。屏蔽層與容器壁之間盡管存在 電勢(shì)差，兩者之間因此有電流流過(guò)，但該電流不被測(cè)量，不影響測(cè)量結(jié)果。這樣就將測(cè)量端保護(hù)起來(lái)，不受掛料的影響。只有容器中的物料確實(shí)上升直到接觸到中心探桿時(shí)，通過(guò)被測(cè)物料，中心探桿與地之間才能形成被測(cè)電流。儀器檢測(cè)到該電流，產(chǎn)生有效輸出信號(hào)。 2. TV502系列射頻導(dǎo)納物位開(kāi)關(guān)特點(diǎn)： 防掛料，徹底排除了傳感探桿因掛料而引起的誤動(dòng)作； 穩(wěn)定性高，不受環(huán)境溫度變化的影響； 試簡(jiǎn)單方便，安裝后免維護(hù)。 EJA530 壓力變送 器 EJA系列智能變送器是日本橫河電機(jī)株式會(huì)最新研制采用單品硅諧振傳感器，數(shù) 字化工作原理，實(shí)現(xiàn)了傳感器部分就可以消除機(jī)械電氣干擾、環(huán)境溫度變化、靜壓與過(guò)壓影響，同時(shí)，轉(zhuǎn)換部分的 CPU經(jīng)軟件處理與數(shù)據(jù)補(bǔ)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(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 精度與長(zhǎng)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(jī)械加工技術(shù)分別在其表面的中心和邊緣作為兩個(gè)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(dòng)時(shí)不受空氣阻尼的影響。諧振梁分別將壓力、差壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，送到脈沖計(jì)數(shù)器，再將兩頻率之差直接傳 遞到微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的 4～ 20mA DC的輸出信號(hào)，并在模擬信號(hào)上疊加一個(gè)數(shù)字信號(hào)進(jìn)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(yùn)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(guò) I/O口與外部設(shè)備以數(shù)字通信方式傳遞數(shù)據(jù)。進(jìn)行通信時(shí)，頻率信號(hào)對(duì) 4～ 20mA的信號(hào)不產(chǎn)生任何擾動(dòng)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(guò)壓特性 現(xiàn)場(chǎng)操作箱硬件配備設(shè)計(jì) 為了為 現(xiàn)場(chǎng)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(gè)壓力罐系統(tǒng)配置現(xiàn)場(chǎng)儀表箱。儀表箱的硬件配備包括：現(xiàn)場(chǎng) 儀表 箱 箱體 、各閥門(mén)操作按鈕、 低料位綠色信號(hào)燈 、 高料位綠色信號(hào)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(jì) 說(shuō)明書(shū)（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(hào) 燈 紅 色 L L 1 0 1 ~ L L 1 0 2 料 位 信 號(hào) 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(chǎng)的惡劣環(huán)境，現(xiàn)場(chǎng)操作箱箱體采用具有防水、防塵功能的雙 層門(mén)結(jié)構(gòu)。箱體背面開(kāi)有小孔， 用膨脹螺栓固定在墻上 。箱體盤(pán)面上安裝有信號(hào)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(pán)面各操作按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行器操作的中間媒介，為了對(duì)其作必要的保護(hù)，也安裝與現(xiàn)場(chǎng)操作箱內(nèi)部 .另外，現(xiàn)場(chǎng)操縱箱內(nèi)設(shè)有端子排，現(xiàn)場(chǎng)各種儀表的測(cè)量信號(hào)首先接入端子排，然后再一起遠(yuǎn)傳之控制室，從而使信號(hào)的安全性與可靠性得到了提高。 PLC 選型 隨著科技的進(jìn)步 ,市場(chǎng)上可供選擇的 PLC 產(chǎn)品種類(lèi)也越來(lái)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(lái)越廣泛 ,其不但提高了電解鋁廠的自動(dòng)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(guó)市場(chǎng)上從美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)引進(jìn)的 PLC 產(chǎn)品及國(guó)內(nèi)廠家組裝或自行開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品已經(jīng)有幾十個(gè)系列、上百種型號(hào) ,它們的結(jié)構(gòu)型式、性能、內(nèi)存容量、 I/O 點(diǎn)數(shù)、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 各不相同 ,適用的工業(yè)場(chǎng)合也各有側(cè)重。如果對(duì)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(chē) ,導(dǎo)致不必要的浪費(fèi)或事故頻發(fā) ,影響了正常生產(chǎn)。因此 ,合理選擇 PLC,對(duì)于提高電解鋁廠控制系統(tǒng)的水平起著重要作用。 西門(mén)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(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。其 強(qiáng)大的功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)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(shí)時(shí)特性 豐富的擴(kuò)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(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等。 S7200 系列 PLC 的特點(diǎn) 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(jìn)美觀 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） S7200 系列 PLC 吸收了整體式和模塊式 PLC 的優(yōu)點(diǎn)，它的基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)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(guò) DIN 導(dǎo)軌，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方體，可以垂直或水平的安裝在機(jī)柜上。這樣，既達(dá)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(gè)不同基本型號(hào)的 8 種 CPU 可提供選用。其中 CPU226 為功能最強(qiáng)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(hào) I/O點(diǎn)數(shù) 存儲(chǔ)空間 I/O 擴(kuò)展 計(jì)數(shù)器 通信功能 模擬 I/O CPU221 6/4 6KB 無(wú) 4 個(gè) /2 個(gè) 1 個(gè)通訊口 無(wú) CPU222 8/6 6KB 2 個(gè)擴(kuò)展 4 個(gè) /2 個(gè) 1 個(gè)通訊口 擴(kuò)展至 10 路 CPU224 14/10 16KB 7 個(gè)擴(kuò)展 6 個(gè) /2 個(gè) 1 個(gè)通訊口 擴(kuò)展至 35 路 CPU224XP 14/10 22KB 7 個(gè)擴(kuò)展 2 個(gè)通訊口 擴(kuò)展至 38 路 CPU226 24/16 26KB 7 個(gè)擴(kuò)展 6 個(gè) /2 個(gè) 2 個(gè)通訊口 擴(kuò)展至 35 路 CPU221 價(jià)格低廉，可用于小型開(kāi)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(diǎn)，可處理開(kāi)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(qiáng)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(hù)除了選用不同的子系列外 ，還可以選用多種基本單元、擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊、功能擴(kuò)展板和功能模塊，組成不同 I/O 點(diǎn)和不同功能的內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì) 說(shuō)明書(shū)（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(jià)格比。 ② S7200PLC 的硬件配置和模塊式 PLC 同樣靈活，因?yàn)樗幕締卧捎谜w式結(jié)構(gòu)，因此，比模塊式 PLC 具有更高的性能價(jià)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(kāi)關(guān)、光電開(kāi)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(hù)可根據(jù)需要選用。 ⑤ S7200PLC 通過(guò) EM227PROFIBUSDP 擴(kuò)展從站模塊，可將 S7200CPU 連接到EM227PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)。 ⑥ S7200PLC 通過(guò)通訊處理器，可將 S7200CPU 連接到工業(yè)以太網(wǎng)。 5. 功能強(qiáng)，使用方便 S7200PLC 的體積雖小，卻具有很強(qiáng)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(kuò)展單元、擴(kuò)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(chǔ)卡和后備電池選項(xiàng)。 S7200 系列 PLC 系統(tǒng)配置 由基本單元構(gòu)成，可通過(guò)擴(kuò)展模塊連接多種擴(kuò)展模塊。基本單元為整體式結(jié)構(gòu)，包含有 CPU、存儲(chǔ)器、出入輸出模塊、是 CPU 的主要部分，可以單獨(dú)使用。擴(kuò)展模塊是用于擴(kuò)展輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)的裝置，內(nèi)部無(wú)電源，由基本單元或外接電源供給。 表 S7200 系列 PLC 擴(kuò)展單元 類(lèi)型 型號(hào) 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn) 數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM221 8 無(wú) EM222 無(wú) 8 EM223 4/8/16 4/8/16 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ） 模擬量擴(kuò)展模塊 EM231 4 無(wú) EM232 無(wú) 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(diǎn)又有數(shù)字量輸出點(diǎn)，在一塊模塊上，輸入電路類(lèi)型有直流輸入、交流輸入；輸出電路類(lèi)型有直流（晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管）輸出、交流（晶閘管）輸出、交直流（繼電器）輸出多種類(lèi)型。輸入 /輸出電路類(lèi)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(hào)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(duì)這些模擬量進(jìn)行采集并送給 PLC 的 CPU，必須先對(duì)這些模擬量進(jìn)行模 /數(shù)轉(zhuǎn)換。模擬量輸入模塊就是用來(lái)將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成 PLC 所能接受的數(shù)字信號(hào)的。生產(chǎn)過(guò)程的模擬信號(hào)多種多樣，所以，一般先用現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)變送器把他們變成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，然后再送入模擬量輸入模塊將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)，以便 PLC 的 CPU 進(jìn)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(duì)多通道的模擬量輸入單元，設(shè)置多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行通道的切換，且在輸出端設(shè)置信號(hào)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(gè)模擬量輸入通道。每個(gè)通道占用存儲(chǔ)器 AI 區(qū)域 2內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè) 計(jì) 說(shuō)明書(shū)（畢業(yè) 論文 ）