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MCS-300系列自動(dòng)加水益處

• 適宜穩(wěn)定的水分利于混勻制粒、改善料層的透氣性、減少氣體阻力、改善燒結(jié)料的換熱條件
• 可直接改善燒結(jié)工藝的生產(chǎn)質(zhì)量等一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如垂直燒結(jié)速度、結(jié)塊率、燃料消耗、表層質(zhì)量、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、FeO含量等。
• 能降低返礦量、燃料，減少水源的浪費(fèi)，節(jié)約能源、增加收益。
• 促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的良性循環(huán)，對(duì)于燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量的提高和消耗下降起了很重要的作用，使企業(yè)投資回報(bào)得以提升。
• 減少崗位工人勞動(dòng)強(qiáng)度，避免因人為因素引起的原料浪費(fèi)和工藝設(shè)備損壞。
• 自動(dòng)化水平提高，可直接反應(yīng)出生產(chǎn)工藝的不足之處，能更有效提高管理與規(guī)范生產(chǎn)。

MCS-300系列自動(dòng)加水系統(tǒng)概述：

燒結(jié)生產(chǎn)是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，在燒結(jié)生產(chǎn)中，混合料水分是其中一個(gè)重要的參數(shù)。適宜穩(wěn)定的水分利于混勻制粒、改善料層的透氣性、減少氣體阻力、改善燒結(jié)料的換熱條件，更可直接影響燒結(jié)工藝的生產(chǎn)質(zhì)量等一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，如垂直燒結(jié)速度、結(jié)塊率、燃料消耗、表層質(zhì)量、轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度、FeO含量等。

MCS-300系列水分測(cè)控系統(tǒng)是北京西克賽斯科技有限公司以水分儀為測(cè)量核心，采用開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和市場(chǎng)化的監(jiān)控軟件，融入公司技術(shù)人員的新設(shè)計(jì)理念，為鋼鐵行業(yè)燒結(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)全開(kāi)放式、高可靠性、高性價(jià)比的工業(yè)級(jí)水分控制系統(tǒng)，使困擾冶金燒結(jié)企業(yè)多年的水分測(cè)量與控制問(wèn)題得以解決。MCS300系列水分測(cè)控系統(tǒng)已于首鋼京唐鋼鐵、本鋼、凌源鋼鐵、天鐵、安陽(yáng)鋼鐵、唐鋼、邯鋼、太鋼、新余鋼鐵、德勝鋼鐵、南京鋼鐵、天津榮程鋼鐵等數(shù)十家鋼鐵廠成功投入使用。實(shí)踐證明，由于混合料水分的自動(dòng)控制穩(wěn)定，促進(jìn)了生產(chǎn)過(guò)程的良性循環(huán)，對(duì)于燒結(jié)礦產(chǎn)、質(zhì)量的提高和消耗下降起了很重要的作用，使企業(yè)投資回報(bào)得以提升。

系統(tǒng)組成

MCS-300系列水分測(cè)控系統(tǒng)由測(cè)量單元、控制單元、執(zhí)行單元三大核心部分組成。通過(guò)準(zhǔn)確可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)所有干擾因素量化相結(jié)合，提供給功能強(qiáng)大的DCS集散控制器與可視觸控一體機(jī)，采用多重量控制模式進(jìn)行分析、運(yùn)算、處理后下發(fā)給執(zhí)行單元，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、準(zhǔn)確、快速調(diào)節(jié)自動(dòng)加水。

測(cè)量單元：

MCS-300系列水分測(cè)控系統(tǒng)中測(cè)量單元包括水分測(cè)量、料量測(cè)量、流量測(cè)量和壓力測(cè)量四部分。該系統(tǒng)中主要測(cè)量為水分測(cè)量，采用德國(guó)紅外或微波水分測(cè)量設(shè)備。

微波水分儀測(cè)量原理：

微波水分儀采用2.40GHz低頻微波（可穿透高密度及寬皮帶），該波透射被測(cè)介質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的衰減、相位改變主要由介質(zhì)的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗角正切值決定。水是一種極性分子，水的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切值都高于一般介質(zhì)。通常情況，含水介質(zhì)的介電常數(shù)和損耗角正切值的大小主要由它的水分含量決定。微波從位于輸送帶下方的微波發(fā)射探頭發(fā)射能量，透過(guò)皮帶及物料后被皮帶上端微波接收探頭接收剩余的微波能量。根據(jù)微波功率的衰減和相位移的改變，以及超聲波質(zhì)量補(bǔ)償探頭計(jì)算瞬時(shí)總質(zhì)量，利用損失的總能量和總質(zhì)量的百分比含量，計(jì)算出物料的含水率。

由于微波*穿透被測(cè)物料，所以所有的物理性水份都能被測(cè)定。這不僅適用于表面的水份，而且也適于內(nèi)部的水份！該技術(shù)提高了測(cè)量準(zhǔn)確性和精度，物料的顏色和表面結(jié)構(gòu)，水蒸氣和粉塵都不會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。

設(shè)備參數(shù)：

• 檢測(cè)范圍：全水分
• 測(cè)量范圍：0-
• 測(cè)量精度：±0.1%（%值）
• 靜態(tài)重復(fù)性精度：±0.01%（%值）
• 測(cè)量原理：非接觸穿透式
• 發(fā)射探頭：CM8628E
• 接收探頭：CM8628R
• 高度（質(zhì)量）補(bǔ)償探頭：CM Sonic73超聲波探頭
• 工作距離范圍：300-600mm
• 操作PC:鋰電池緩沖，完整看門(mén)狗功能
• 智能判斷：皮帶空載或停止運(yùn)行，儀器自動(dòng)停止測(cè)量
• 校準(zhǔn)：自動(dòng)標(biāo)定
• 報(bào)警功能：標(biāo)準(zhǔn)高\(yùn)低報(bào)警繼電器
• 數(shù)據(jù)通訊模式：RS232、RS485、Profi-Bus、Modbus、TCP\IP
• 模擬信號(hào)輸出：兩組0-20mA或4-20mA
• 響應(yīng)時(shí)間： ＜1.5μs
• 脈沖上升時(shí)間：250ns
• 計(jì)算速率：8*2¹⁶脈沖/秒
• 電源：110-230VAC
• 重量：約18Kg
• 防護(hù)等級(jí)：IP65
• 環(huán)境溫度：-10到60℃
• 帶安全防爆

微波水分儀特點(diǎn)：

• 不受被測(cè)物料重量、密度、厚度影響
• 全物料水分分析，不受物料顏色、種類、光照、粉塵、蒸汽等影響
• 高精度
• 安裝簡(jiǎn)單方便
• 自帶PC系統(tǒng)，便于調(diào)試、操作
• 維護(hù)量小，無(wú)活動(dòng)部件且非接觸式
• 人性化設(shè)計(jì)，設(shè)備、系統(tǒng)、軟件一體化
• 功能豐富，可選多個(gè)變量測(cè)量，例如：溫度、質(zhì)量流量等
• 支持遠(yuǎn)程訪問(wèn)

紅外水分儀測(cè)量原理

1.水分子中的氫-氧鍵會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的近紅外線（特定測(cè)量波段1.94?m），在特定波長(zhǎng)下，所反射回去的近紅外線能量和物料中水分子吸收的近紅外線能量成反比，根據(jù)能量的損失量計(jì)算出被測(cè)物料的含水率。

2.當(dāng)水分子被特定的能量帶激發(fā)時(shí)變成振動(dòng)態(tài)，水分子中束縛的兩個(gè)氫原子與一個(gè)氧原子的氫氧鍵會(huì)伸展、收縮、或以其它形態(tài)扭曲。能使水分子振動(dòng)的能量遍及整個(gè)電磁光譜的特定波段。在整個(gè)光譜的不同部位，有的吸收波段十分強(qiáng)烈，有的吸收波段十分微弱。在光譜的近紅外部位，該波段對(duì)于水分子特別強(qiáng)烈，同時(shí)儀器在發(fā)射、過(guò)濾和接收能量方面更容易實(shí)現(xiàn)。

3.近紅外線測(cè)量技術(shù)是一種非破壞性，非接觸式的實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)。

設(shè)備參數(shù)

• 測(cè)量范圍：0-95%
• 測(cè)量精度：±0.1%-±0.01%。（值）
• 分辨率：0.001%。
• 光斑：直徑60mm
• 測(cè)量速度：0.0125秒
• 標(biāo)定調(diào)校：快速標(biāo)定、預(yù)標(biāo)定，無(wú)需日常再標(biāo)定
• 濾波時(shí)間：線性或指數(shù)（0.1-180秒）
• 模擬輸出：兩組4-20mA輸出
• 通訊模式：RS232、 RS485、Modbus、TCP/IP
• 標(biāo)定檔案：可以存儲(chǔ)31個(gè)標(biāo)定檔案
• 工作溫度：-10--80℃
• 工作距離：150-400mm
• 尺寸大?。?30X149X277mm
• 重量：5KG
• 工作電源：24VDC/35VA
• 設(shè)備保護(hù)：不銹鋼外殼（IP65防護(hù)等級(jí)）
• 清潔吹掃接口：吹掃口直徑6mm，壓縮空氣0.25MPa

設(shè)備特點(diǎn)

• 集成的電子器件，SMT技術(shù)電路板，輸出接口可靠，有效地降低了可能的故障點(diǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定可靠
• 動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)
• 無(wú)需定期保養(yǎng)
• 可加內(nèi)置式冷卻系統(tǒng)
• 可加內(nèi)置式產(chǎn)品溫度測(cè)量系統(tǒng)
• 高度的敏感性：無(wú)
• 對(duì)物料顏色/配方的敏感性：小，適用性佳。
• 濾光片比傳統(tǒng)品牌設(shè)計(jì)的小，受帶寬的影響小。
• 采用了不銹鋼的外殼，起到了防腐蝕和水蒸汽粉塵作用。
• 電源以及數(shù)字信號(hào)輸出和主機(jī)分離，避免了傳統(tǒng)輸出信號(hào)受到探頭內(nèi)部溫度的影響，信號(hào)不穩(wěn)定。
• 輸出信號(hào)方式更多，有兩組RS485輸出和兩組4-20mA模擬信號(hào)輸出

控制單元

MCS-300系列水分測(cè)控系統(tǒng)控制單元采用DCS集散系統(tǒng)與可視觸控一體設(shè)備，達(dá)到上下位通訊穩(wěn)定、數(shù)據(jù)傳輸高效、可靠，編程與組態(tài)更簡(jiǎn)單易懂，維護(hù)量少且方便快速。

執(zhí)行單元

MCS-300系列自動(dòng)加水系統(tǒng)執(zhí)行單元以及其他測(cè)量設(shè)備全部采用國(guó)好設(shè)備，德國(guó)PS智能調(diào)節(jié)閥、快速切斷閥，E H或EJA流量計(jì)、壓力變送器，用戶也可以根據(jù)自己工藝情況自行選擇。

MCS-300系列自動(dòng)加水系統(tǒng)原理

控制原理方框圖

水分控制系統(tǒng)實(shí)際是整個(gè)配料、混料過(guò)程系統(tǒng)共同控制的結(jié)果，僅僅依靠水分儀的測(cè)量，對(duì)某個(gè)局部環(huán)節(jié)的水分進(jìn)行檢測(cè)和控制是不夠的。因此，MCS300系列水分測(cè)控系統(tǒng)在水分控制計(jì)算中除了水分的測(cè)量值和加水的水流量外，還引入了物料的瞬時(shí)流量、礦種配比、生石灰配比、石灰石配比、返礦配比、除塵灰配比等工藝各環(huán)節(jié)的干擾因素以及燒結(jié)混合大滯后延時(shí)參數(shù)，并加入皮帶及混合機(jī)的啟停信號(hào)作為判斷生產(chǎn)與否的依據(jù)，分別根據(jù)上述參數(shù)的變化對(duì)加水量進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，有效的避免了水分添加量的劇烈波動(dòng)，將燒結(jié)混合料的水分值精確的控制在合理范圍之內(nèi)。

MCS-300系列自動(dòng)加水系統(tǒng)依據(jù)各物料配比和燒結(jié)料皮帶秤稱重信號(hào)、加水流量信號(hào)，燒結(jié)混合料水分測(cè)量信號(hào)、混合機(jī)啟停信號(hào)以及皮帶啟停智能判斷、調(diào)節(jié)加水量。

燒結(jié)線啟動(dòng)運(yùn)行后首先由現(xiàn)場(chǎng)操作員手動(dòng)控制至系動(dòng)穩(wěn)定，并且設(shè)置當(dāng)前物料給定SP，系統(tǒng)根據(jù)相應(yīng)參數(shù)自動(dòng)計(jì)算燒結(jié)混合料的來(lái)料含水量，并存儲(chǔ)記錄到PAC中，用此來(lái)料含水量計(jì)算出相應(yīng)燒結(jié)混合料的加水量，計(jì)算公式如下：

來(lái)料水分值=目標(biāo)水分值-實(shí)際加水量/料重------------------------（1）

應(yīng)加水量=料重×（目標(biāo)水分值-來(lái)料水分值）---------------------（2）

如配比有變化：應(yīng)加水量=料重×（目標(biāo)水分值-來(lái)料水分值） △P

--------------------△P（配比和干擾引起的水分變化量）

MCS-300系列自動(dòng)加水系統(tǒng)中PID1調(diào)節(jié)模塊以水分儀檢測(cè)信號(hào)與目標(biāo)水分值相比較并經(jīng)PID運(yùn)算后量化，與估算的應(yīng)加水量、生石灰干擾量、石灰石干擾量、返礦干擾量、除塵灰干擾量的共同為PID2的給定值，并且結(jié)合流量測(cè)量經(jīng)調(diào)節(jié)模塊通過(guò)PID運(yùn)算后去控制執(zhí)行單元，以使控制系統(tǒng)的加水量達(dá)到應(yīng)加水量的值，以使燒結(jié)混合料的水分值穩(wěn)定在要求的目標(biāo)水分值的附近，從而達(dá)到燒結(jié)混合料水分自動(dòng)控制。

MCS-300系列自動(dòng)控制系統(tǒng)中的電子皮帶秤的信號(hào)既是前饋信號(hào)也是粗調(diào)信號(hào)，也可在混一混合機(jī)前安裝穿透式微波水分儀作為控制系統(tǒng)的前饋，效果更加理想。當(dāng)燒結(jié)混合料重量變化時(shí)應(yīng)加水量也跟著變化，PID2的輸出也隨之變化，而燒結(jié)料在混合機(jī)中有三分鐘左右（具體時(shí)間隨工藝情況變化）的滯后時(shí)間，混一后水分儀的測(cè)量信號(hào)在三分鐘之后方發(fā)生變化。為消除測(cè)量滯后的影響，在系統(tǒng)中考慮相應(yīng)的混合料重和配比變化對(duì)應(yīng)的加水量，故而在燒結(jié)生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)存在加水量大起大落的變化，也就是說(shuō)在一定范圍內(nèi)保證了水分值的穩(wěn)定，燒結(jié)混合料的含水量不會(huì)發(fā)生過(guò)量的變化。

MCS-300系列自動(dòng)控制系統(tǒng)中使用水管壓力作為前饋，當(dāng)加水管路系統(tǒng)中的壓力發(fā)生變化時(shí)，隨之而來(lái)的是加水流量的變化，PID2中由于PV值的變化輸出也會(huì)跟著變化，執(zhí)行單元也會(huì)隨之變化，從而保證了加水流量不會(huì)隨著壓力變化而變化，也就是說(shuō)在一定的范圍內(nèi)能保證加水量的穩(wěn)定。

MCS-300系列自動(dòng)控制系統(tǒng)中設(shè)有三重保護(hù)，當(dāng)皮帶秤的輸出為零時(shí)啟動(dòng)保護(hù)，當(dāng)混一皮帶與混合機(jī)停止運(yùn)行時(shí)均啟動(dòng)加水保護(hù)，既將系統(tǒng)由“自動(dòng)”切為“手動(dòng)”狀態(tài)運(yùn)行，同時(shí)將調(diào)節(jié)閥的輸出切換為零，并啟動(dòng)切斷閥關(guān)閉加水回路，確保在試車過(guò)程中不會(huì)誤動(dòng)作加水。并且MCS-300系列水分測(cè)控系統(tǒng)可選遠(yuǎn)程維護(hù)功能，我公司隨時(shí)可以為系統(tǒng)升級(jí)、維護(hù)、故障診斷。