【導(dǎo)讀】識(shí)的介紹和豎爐焙燒系統(tǒng)的組態(tài)的建立；第五部分為對(duì)本系統(tǒng)的一些策略方面的初步探索，它分為系統(tǒng)PLC程序的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的仿真兩部分。

　　

【正文】 選秩序。 第 23 頁(yè) 蝶閥－單座閥－雙座閥－套筒閥－角形閥－三通閥－球閥－偏 心旋轉(zhuǎn)閥－隔膜閥。 選擇 還原煤氣調(diào)節(jié)閥和加熱煤氣調(diào)節(jié)閥都選用浙江省永嘉縣方達(dá)自動(dòng)閥門有限公司： ZAZPN型電動(dòng)直通雙座調(diào)節(jié)閥 ，它的技術(shù)參數(shù)為： 公稱直徑： DN20300 公稱壓力： PN(MPa)、 流量特性：直線；等百分比 工作溫度： (℃) 40250 60450 輸入信號(hào)： (MA、 DC)010Ⅱ 4 20mA 壓縮空氣調(diào)節(jié)閥選擇 選擇意大利歐美爾（ OMAI）公司 WAFER 型法蘭 AE 開(kāi)關(guān)型電動(dòng)蝶閥，它的閥門特性如表 。 表 WAFER 型法蘭 AE開(kāi)關(guān)型電動(dòng)蝶閥的閥門特性 閥門特性 通徑 : DN40 DN500 法蘭標(biāo)準(zhǔn) : PN16ANSI150: DN40 DN200。 PN10: DN250 DN500 根據(jù)需求提供其它連接標(biāo)準(zhǔn) 法蘭面標(biāo)準(zhǔn)：規(guī)格根據(jù) ISO5752 閥頭法蘭：根據(jù) ISO5211 閥門測(cè)試：根據(jù) ISO5208: 1) 緊密度 : 1,1 x PN2) 閥體耐沖擊力 : 1,5 x PN 根據(jù)需求提供其它測(cè)試 工作溫度 : 丁腈橡膠 NBR： 25℃ 至 +90℃ 工作壓力 : PN16 bar for DN40 DN200 PN10 bar for DN250 DN500 真空緊密度 : 1 torr. 第 24 頁(yè) 其他儀器的選擇 除了上述設(shè)備外，我們還要選擇的設(shè)備包括電磁流量計(jì)、光譜分析儀、超聲波料位儀、電流互感器和變頻器。 電磁流量計(jì)的選擇 加熱煤氣、還原煤氣和壓縮空氣的流量是用電磁流量計(jì)來(lái)測(cè)量的。 （ 1）電磁流量計(jì)（簡(jiǎn)稱 EMF）的測(cè)量原理： 電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)圖如圖 。 ? 圖 磁流量計(jì)結(jié)構(gòu)圖 電磁流量計(jì)由電磁流量傳感器、轉(zhuǎn)換器以及 顯示儀表等組成，也可由電磁流量傳感器和顯示儀表直接組成。傳感器的工作原理是基于 法拉第的 電磁感應(yīng)定律。 如圖 ， 電磁流量計(jì)是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理來(lái)測(cè)量導(dǎo)管中導(dǎo)電液體的平均流速，采用不導(dǎo)磁材料制成的 流量測(cè)量導(dǎo)管，置于均勻磁場(chǎng)中，其內(nèi)徑為 D，內(nèi)壁襯有絕緣材料。導(dǎo)電液體在管道中流動(dòng)時(shí)，即作切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，若所有流體質(zhì)點(diǎn)都以平均流速 v運(yùn)動(dòng)，則液體流速在整個(gè)管道截面上是均勻一致的。這樣，就可以把液體看成許多直徑為 D的連續(xù)運(yùn)動(dòng)著的薄圓盤。這種由液體組 第 25 頁(yè) 成的薄 圓盤等效于長(zhǎng)度為 D 的導(dǎo)電體，其切割磁力線的運(yùn)動(dòng)速度為 υ 。根據(jù)上述電磁感應(yīng)原理可知，在液體圓盤內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其大小為 式 : E = BυD （ ） 式中： E— 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)； B— 磁感應(yīng)密度； υ — 平均流速； D— 管道內(nèi)徑。 因?yàn)檫@種液體圓盤是連續(xù)不斷地通過(guò)磁場(chǎng)，所以就能產(chǎn)生連續(xù)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。如果磁場(chǎng)是交變磁場(chǎng)，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也就是交流感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其變化頻率和磁場(chǎng)變化的頻率相同?，F(xiàn)在，一般工業(yè)用的都是交流磁場(chǎng)的電磁流量計(jì)。 流經(jīng)圓形導(dǎo)管的體積流量為被測(cè)介質(zhì)的平均流速與導(dǎo)管流通截面積的乘積。即 式 : BDEvDqv 44 2 ?? ?? （ ） 式中： D— 兩電極間距離（即導(dǎo)管直徑）， m； E— 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， V； B— 磁感應(yīng)強(qiáng)度， T； v— 流體的流速， m/s。 上式可以改寫為 : kqvDBqvE ?? ?4 （ ） 式中： k— 儀表的比例常數(shù)。 即若感應(yīng)強(qiáng)度不變，流體充滿管道流動(dòng)，電磁流量計(jì)的感應(yīng)電勢(shì)與流量成線性關(guān)系。 此原理必須滿足下面條件： 1)磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng)； E: 2)被測(cè)流體的流速軸對(duì)稱分布； muFamp。A 3)被測(cè)液 體是非磁性的； fud0 第 26 頁(yè) 4)被測(cè)液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。 R:.R39。| 電磁流量計(jì)集變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成，二者之間用連接線（包括勵(lì)磁線、信號(hào)線）相互連接。 轉(zhuǎn)換器是一個(gè)高輸入阻抗，且能抑制各種成分的交流豪伏轉(zhuǎn)換器 I 圖 電磁流量計(jì)原理圖 電磁流量計(jì)的結(jié)構(gòu)圖可表示為如下圖 （ 3） 電磁流量計(jì)選型原則 電磁流量計(jì)選型原則： 1 ）、被測(cè)量液體必須是導(dǎo)電的液體或漿液； 2 ）、口徑與量程，最好是正常量程超過(guò)滿量程的一半，流速在 2 4 米 之間； 3 ）、使用壓力必須小于流量計(jì)耐壓； 4 ）、不同溫度及腐蝕性介質(zhì)選用不同內(nèi)襯材料和電極材料。 （ 4）選擇：這里我們選的是河南開(kāi)封威利儀表有限公司的 MGG 智能型電磁流量計(jì) ，它的技術(shù)參數(shù)為： 1)公稱通徑： DN15～ DN3000 精確度：示值的 177。 ％ ,可選示值的 177。 ％或 177。 ％ 3） 介質(zhì)溫度：分離型 10℃ ～ +80℃ （ PTFE 和 F46 襯里 10℃ ～ +180℃ ）一體型 10℃ ～ +80℃ 第 27 頁(yè) 4） 環(huán)境溫度： 25℃ ～ +60℃ 5） 環(huán)境濕度： 5～ 100％ RH（相對(duì)濕度） 6） 測(cè)量范圍： 1500： 1 流速設(shè)定： 15m/s 光譜分析儀的選擇 光譜分析儀是用來(lái)測(cè)量爐頂廢氣里面各種氣體含量的儀器，通過(guò)對(duì)氣體含量的測(cè)量分析，從而確定通入加熱煤氣和壓縮空氣的比例和還原煤氣的量，從而達(dá)到節(jié)能和增效的目的。 （ 1）光譜分析原理：對(duì)不同的原子，由于原子結(jié)構(gòu)不同，各能級(jí)間能量差是不同的，所以不同的原子在躍遷時(shí)發(fā)出或吸收的光的波長(zhǎng)是不一樣的，從而形成和原子結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的明線光譜或吸收光譜，這就是形成原子光譜的原因。 對(duì)同一個(gè)原子來(lái)說(shuō)，向同一定態(tài)躍遷時(shí)，可以形成不同譜線。向不同的定態(tài)躍遷時(shí)，可以形成不同譜系。 5321n賴 曼 線 系 巴 耳 末 線 系 E 電 子 伏 特0 0 . 3 8 0 . 5 4 0 . 8 5 1 . 5 1 3 . 4紅 藍(lán) 紫紫外6 5 6 . 3 4 8 6 . 14 3 4 . 1 4 1 0 . 14 . 5 7 6 . 1 7 6 . 9 1 7 . 3 1單 位n m 　 　Hz141046∞ 1 3 . 6 圖 氫原子電子能級(jí)圖 以氫原子為例，如圖 ，當(dāng)電子從 n=3， 4， 5， 6 能級(jí)躍進(jìn)到 n=2 的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子的波長(zhǎng)分別為 Hα ， Hβ ， Hγ ， Hδ 。 這四條譜線都是可見(jiàn)光，就是我們熟悉的 明線光譜譜線。 每一種原子都只能發(fā)出一些和其能級(jí)有關(guān)，波長(zhǎng)一定的光，具有獨(dú)特的原子光譜，利用這一點(diǎn)，我們可以鑒別物體所含的物質(zhì)成分，這就是光譜分析的原理 。 第 28 頁(yè) （ 2）選擇：這里我們選的是美國(guó) Focused Photonics, Inc. （ FPI） 公司中國(guó)分公司 聚光科技（杭州）有限公司 的 LGA2020 激光在線氣體分析 系統(tǒng)。該分析儀對(duì)高溫、高粉塵、高腐蝕、高流速等惡劣環(huán)境具有良好的適應(yīng)性，無(wú)需采樣預(yù)處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)在線連續(xù)測(cè)量，具有測(cè)量精度高、響應(yīng)速度快、安裝維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。 它 用于鋼鐵冶金、石油化工、生化制藥、環(huán)境保護(hù)、航空航天及其他需要進(jìn)行氣體檢測(cè)分析的場(chǎng)合。 他的技術(shù)指標(biāo)如下表 表 LGA2020 激光在線氣體分析 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) 技術(shù)參數(shù) 光通道長(zhǎng)度 ≤ 12 米 響應(yīng)時(shí)間 1 秒 線性誤差 ≤177。1% 測(cè)量范圍 量程漂移 ≤2% 測(cè)量范圍（在一個(gè)維護(hù)周期內(nèi)） 預(yù)熱時(shí)間 1 小時(shí) 繼電器輸出 3路輸出（繼電器規(guī)格： 220V， ） , 隔離 模擬量輸入 420mA 測(cè)量環(huán)境氣體溫度、壓力輸入（可選） , 隔離 工作條件 環(huán)境溫度 0℃ — 40℃( 用戶可 選 20℃ — 50℃) 電源電壓 220 VAC,50Hz,30W 注：紅外線氣體分析儀也是一種分析氣體成分的儀表，他的原理是利用某些氣體對(duì)紅外線輻射能具有選擇性吸收來(lái)分析氣體成分，也廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，我們這里不選擇他，是因?yàn)榧t外線氣體分析儀不能檢測(cè)各種惰性氣體以及相同原子組成的雙原子氣體（如氧，氫等），因?yàn)檫@些氣體不能吸收紅外輻射能。 超聲波料位儀的選擇 第 29 頁(yè) 超聲波料位儀裝在豎爐上方，他的超聲波傳感器迅速傳播超聲波，豎爐中的礦石則將其反射回來(lái)，脈沖波往返所需的時(shí)間，就表示礦石在 料位儀下相隔的距離，然后料位儀的輸出值就在控制室以圖形的形式顯示出來(lái)。 超聲波料位儀裝在豎爐上方，他的超聲波傳感器迅速傳播超聲波，豎爐中的礦石則將其反射回來(lái)，脈沖波往返所需的時(shí)間，就表示礦石在料位儀下相隔的距離，然后料位儀的輸出值就在控制室以圖形的形式顯示出來(lái)。 （ 1）工作原理： 超聲波測(cè)量物位是利用聲納原理來(lái)確定物料在容器內(nèi)的位置，是一種在空氣中的聲納定位設(shè)備。它的工作原理可簡(jiǎn)述為：超聲波換能器發(fā)出的超聲脈沖，通過(guò)空氣傳到物料的界面，經(jīng)界面反射回到發(fā)射換能器并被其接收。只要測(cè)出超聲脈沖從發(fā)射到接收所用的時(shí)間 ，再根據(jù)空氣中的聲速，就可計(jì)算出換能器到物料面的距離，從而確定物位。 （３）選擇： 我們選擇唐山市惠斯特科技有限公司生產(chǎn)的 LU 系列超聲波物位計(jì)。它的技術(shù)參數(shù)為： 顯 示：主機(jī) 2*16LCD 背光顯示液（物）位高度 量 程： 3 m、 8 m、 10 m、 15 m、 30 m、 40 m 盲區(qū)及開(kāi)角：盲區(qū) m(與量程有關(guān) )，開(kāi)角小于 12 度 測(cè)量精度： 分辨率： 1mm 測(cè)量周期：小于 秒（根據(jù)不同要求調(diào)整） 功 耗：小于 5W。 電 源： AC220V177。 15% 50Hz 或 DC24v（ 18v— 30v） 電流互感器的選擇 搬出機(jī)的電流通過(guò)電流互感器來(lái)測(cè)量。 （１）概述：按比例變換電壓或電流的設(shè)備?；ジ衅鞯墓δ苁菍⒏唠妷夯虼箅娏靼幢壤儞Q成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（ 100V 或）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（ 5A 或 10A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化?；? 第 30 頁(yè) 感器還可用來(lái)隔開(kāi)高電壓系統(tǒng)， 起到變流和電氣隔離作用 ，以保證人身和設(shè)備的安全?；ジ衅鞣譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鲀纱箢悺? （２）電流互感器的工作原理：電流互感器的工作原理、等值電路與一般變壓器相同， 也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作 ， 只是其原邊繞組串聯(lián)在被測(cè)電路中，且匝數(shù)很少；副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負(fù)載，近似短路。原邊電流（即被測(cè)電流）和副邊電流取決于被測(cè)線路的負(fù)載，與電流互感器副邊負(fù)載無(wú)關(guān)。電流互感器運(yùn)行時(shí)，副邊不允許開(kāi)路。因?yàn)樵谶@種情況下，原邊電流均成為勵(lì)磁電流，將導(dǎo)致磁通和副邊電壓大大超過(guò)正常值而危及人身及設(shè)備安全。因此，電流互感器副邊回路中不允許接熔斷器，也不允許在運(yùn)行時(shí)未經(jīng)旁路就拆卸電流表及繼電器等設(shè)備。它的原理圖如圖 。 圖 電流互感器原理線路圖 如圖繞組 N1 接被測(cè)電流，稱為一次繞組（或原邊繞組、初級(jí)繞組）；繞組N2接測(cè)量?jī)x表，稱為二次繞組（或副邊繞組、次級(jí)繞組）。 （４）選擇：這里我們選擇的是武漢市華天電力自動(dòng)化有限責(zé)任公司生產(chǎn)的 HT系列精密電流互感器 。它的技術(shù)參數(shù)如表 。 表 HT 系列精密電流互感器 技術(shù)參數(shù)