【導(dǎo)讀】識的介紹和豎爐焙燒系統(tǒng)的組態(tài)的建立；第五部分為對本系統(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)計和系統(tǒng)的仿真兩部分。

　　

【正文】 選秩序。 第 23 頁 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)自動閥門有限公司： ZAZPN型電動直通雙座調(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： (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 開關(guān)型電動蝶閥，它的閥門特性如表 。 表 WAFER 型法蘭 AE開關(guān)型電動蝶閥的閥門特性 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 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、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來測量的。 （ 1）電磁流量計（簡稱 EMF）的測量原理： 電磁流量計的結(jié)構(gòu)圖如圖 。 ? 圖 磁流量計結(jié)構(gòu)圖 電磁流量計由電磁流量傳感器、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 ， 電磁流量計是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理來測量導(dǎo)管中導(dǎo)電液體的平均流速，采用不導(dǎo)磁材料制成的 流量測量導(dǎo)管，置于均勻磁場中，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時，即作切割磁力線的運動，若所有流體質(zhì)點都以平均流速 v運動，則液體流速在整個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)運動著的薄圓盤。這種由液體組 第 25 頁 成的薄 圓盤等效于長度為 D 的導(dǎo)電體，其切割磁力線的運動速度為 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)電動勢，其大小為 式 : E = BυD （ ） 式中： E— 感應(yīng)電動勢； B— 磁感應(yīng)密度； υ — 平均流速； D— 管道內(nèi)徑。 因為這種液體圓盤是連續(xù)不斷地通過磁場，所以就能產(chǎn)生連續(xù)的感應(yīng)電動勢。如果磁場是交變磁場，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也就是交流感應(yīng)電動勢，其變化頻率和磁場變化的頻率相同?，F(xiàn)在，一般工業(yè)用的都是交流磁場的電磁流量計。 流經(jīng)圓形導(dǎo)管的體積流量為被測介質(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)電動勢， V； B— 磁感應(yīng)強度， 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)強度不變，流體充滿管道流動，電磁流量計的感應(yīng)電勢與流量成線性關(guān)系。 此原理必須滿足下面條件： 1)磁場是均勻分布的恒定磁場； E: 2)被測流體的流速軸對稱分布； muFamp。A 3)被測液 體是非磁性的； fud0 第 26 頁 4)被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。 R:.R39。| 電磁流量計集變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分組成，二者之間用連接線（包括勵磁線、信號線）相互連接。 轉(zhuǎn)換器是一個高輸入阻抗，且能抑制各種成分的交流豪伏轉(zhuǎn)換器 I 圖 電磁流量計原理圖 電磁流量計的結(jié)構(gòu)圖可表示為如下圖 （ 3） 電磁流量計選型原則 電磁流量計選型原則： 1 ）、被測量液體必須是導(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封威利儀表有限公司的 MGG 智能型電磁流量計 ，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 4） 環(huán)境溫度： 25℃ ～ +60℃ 5） 環(huán)境濕度： 5～ 100％ RH（相對濕度） 6） 測量范圍： 1500： 1 流速設(shè)定： 15m/s 光譜分析儀的選擇 光譜分析儀是用來測量爐頂廢氣里面各種氣體含量的儀器，通過對氣體含量的測量分析，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：對不同的原子，由于原子結(jié)構(gòu)不同，各能級間能量差是不同的，所以不同的原子在躍遷時發(fā)出或吸收的光的波長是不一樣的，從而形成和原子結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的明線光譜或吸收光譜，這就是形成原子光譜的原因。 對同一個原子來說，向同一定態(tài)躍遷時，可以形成不同譜線。向不同的定態(tài)躍遷時，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 氫原子電子能級圖 以氫原子為例，如圖 ，當(dāng)電子從 n=3， 4， 5， 6 能級躍進到 n=2 的能級時，輻射出的光子的波長分別為 Hα ， Hβ ， Hγ ， Hδ 。 這四條譜線都是可見光，就是我們熟悉的 明線光譜譜線。 每一種原子都只能發(fā)出一些和其能級有關(guān)，波長一定的光，具有獨特的原子光譜，利用這一點，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 （ 2）選擇：這里我們選的是美國 Focused Photonics, Inc. （ FPI） 公司中國分公司 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，無需采樣預(yù)處理系統(tǒng)，實現(xiàn)現(xiàn)場在線連續(xù)測量，具有測量精度高、響應(yīng)速度快、安裝維護簡單等特點。 它 用于鋼鐵冶金、石油化工、生化制藥、環(huán)境保護、航空航天及其他需要進行氣體檢測分析的場合。 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) 光通道長度 ≤ 12 米 響應(yīng)時間 1 秒 線性誤差 ≤177。1% 測量范圍 量程漂移 ≤2% 測量范圍（在一個維護周期內(nèi)） 預(yù)熱時間 1 小時 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紅外線輻射能具有選擇性吸收來分析氣體成分，也廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)，我們這里不選擇他，是因為紅外線氣體分析儀不能檢測各種惰性氣體以及相同原子組成的雙原子氣體（如氧，氫等），因為這些氣體不能吸收紅外輻射能。 超聲波料位儀的選擇 第 29 頁 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，脈沖波往返所需的時間，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。 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，脈沖波往返所需的時間，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。 （ 1）工作原理： 超聲波測量物位是利用聲納原理來確定物料在容器內(nèi)的位置，是一種在空氣中的聲納定位設(shè)備。它的工作原理可簡述為：超聲波換能器發(fā)出的超聲脈沖，通過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。只要測出超聲脈沖從發(fā)射到接收所用的時間 ，再根據(jù)空氣中的聲速，就可計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。它的技術(shù)參數(shù)為： 顯 示：主機 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)及開角：盲區(qū) m(與量程有關(guān) )，開角小于 12 度 測量精度： 分辨率： 1mm 測量周期：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 搬出機的電流通過電流互感器來測量。 （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），以便實現(xiàn)測量儀表、保護設(shè)備及自動控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化?；? 第 30 頁 感器還可用來隔開高電壓系統(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（即被測電流）和副邊電流取決于被測線路的負(fù)載，與電流互感器副邊負(fù)載無關(guān)。電流互感器運行時，副邊不允許開路。因為在這種情況下，原邊電流均成為勵磁電流，將導(dǎo)致磁通和副邊電壓大大超過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，也不允許在運行時未經(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 接被測電流，稱為一次繞組（或原邊繞組、初級繞組）；繞組N2接測量儀表，稱為二次繞組（或副邊繞組、次級繞組）。 （４）選擇：這里我們選擇的是武漢市華天電力自動化有限責(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)