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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?xún)r(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(chǎng)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(lèi)、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(fǎng)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(xiàn)（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(xiàn)能量和物料中水分子吸收的近紅外線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(hù)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(chēng)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(xiàn)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(chē)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。