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MCS-300系列自動加水益處

• 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、改善燒結料的換熱條件
• 可直接改善燒結工藝的生產質量等一系列技術經濟指標，如垂直燒結速度、結塊率、燃料消耗、表層質量、轉鼓強度、FeO含量等。
• 能降低返礦量、燃料，減少水源的浪費，節(jié)約能源、增加收益。
• 促進生產過程的良性循環(huán)，對于燒結礦產、質量的提高和消耗下降起了很重要的作用，使企業(yè)投資回報得以提升。
• 減少崗位工人勞動強度，避免因人為因素引起的原料浪費和工藝設備損壞。
• 自動化水平提高，可直接反應出生產工藝的不足之處，能更有效提高管理與規(guī)范生產。

MCS-300系列自動加水系統概述：

燒結生產是一個復雜的物理化學過程，在燒結生產中，混合料水分是其中一個重要的參數。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、改善燒結料的換熱條件，更可直接影響燒結工藝的生產質量等一系列技術經濟指標，如垂直燒結速度、結塊率、燃料消耗、表層質量、轉鼓強度、FeO含量等。

MCS-300系列水分測控系統是北京西克賽斯科技有限公司以水分儀為測量核心，采用開放式的網絡結構和市場化的監(jiān)控軟件，融入公司技術人員的新設計理念，為鋼鐵行業(yè)燒結系統設計的一個全開放式、高可靠性、高性價比的工業(yè)級水分控制系統，使困擾冶金燒結企業(yè)多年的水分測量與控制問題得以解決。MCS300系列水分測控系統已于首鋼京唐鋼鐵、本鋼、凌源鋼鐵、天鐵、安陽鋼鐵、唐鋼、邯鋼、太鋼、新余鋼鐵、德勝鋼鐵、南京鋼鐵、天津榮程鋼鐵等數十家鋼鐵廠成功投入使用。實踐證明，由于混合料水分的自動控制穩(wěn)定，促進了生產過程的良性循環(huán)，對于燒結礦產、質量的提高和消耗下降起了很重要的作用，使企業(yè)投資回報得以提升。

系統組成

MCS-300系列水分測控系統由測量單元、控制單元、執(zhí)行單元三大核心部分組成。通過準確可靠的測量數據與現場所有干擾因素量化相結合，提供給功能強大的DCS集散控制器與可視觸控一體機，采用多重量控制模式進行分析、運算、處理后下發(fā)給執(zhí)行單元，實現穩(wěn)定、準確、快速調節(jié)自動加水。

測量單元：

MCS-300系列水分測控系統中測量單元包括水分測量、料量測量、流量測量和壓力測量四部分。該系統中主要測量為水分測量，采用德國紅外或微波水分測量設備。

微波水分儀測量原理：

微波水分儀采用2.40GHz低頻微波（可穿透高密度及寬皮帶），該波透射被測介質時產生的衰減、相位改變主要由介質的介電常數、介質損耗角正切值決定。水是一種極性分子，水的介電常數和介質損耗角正切值都高于一般介質。通常情況，含水介質的介電常數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。根據微波功率的衰減和相位移的改變，以及超聲波質量補償探頭計算瞬時總質量，利用損失的總能量和總質量的百分比含量，計算出物料的含水率。

由于微波*穿透被測物料，所以所有的物理性水份都能被測定。這不僅適用于表面的水份，而且也適于內部的水份！該技術提高了測量準確性和精度，物料的顏色和表面結構，水蒸氣和粉塵都不會影響測量結果。

設備參數：

• 檢測范圍：全水分
• 測量范圍：0-
• 測量精度：±0.1%（%值）
• 靜態(tài)重復性精度：±0.01%（%值）
• 測量原理：非接觸穿透式
• 發(fā)射探頭：CM8628E
• 接收探頭：CM8628R
• 高度（質量）補償探頭：CM Sonic73超聲波探頭
• 工作距離范圍：300-600mm
• 操作PC:鋰電池緩沖，完整看門狗功能
• 智能判斷：皮帶空載或停止運行，儀器自動停止測量
• 校準：自動標定
• 報警功能：標準高\低報警繼電器
• 數據通訊模式：RS232、RS485、Profi-Bus、Modbus、TCP\IP
• 模擬信號輸出：兩組0-20mA或4-20mA
• 響應時間： ＜1.5μs
• 脈沖上升時間：250ns
• 計算速率：8*2¹⁶脈沖/秒
• 電源：110-230VAC
• 重量：約18Kg
• 防護等級：IP65
• 環(huán)境溫度：-10到60℃
• 帶安全防爆

微波水分儀特點：

• 不受被測物料重量、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
• 安裝簡單方便
• 自帶PC系統，便于調試、操作
• 維護量小，無活動部件且非接觸式
• 人性化設計，設備、系統、軟件一體化
• 功能豐富，可選多個變量測量，例如：溫度、質量流量等
• 支持遠程訪問

紅外水分儀測量原理

1.水分子中的氫-氧鍵會吸收特定波長的近紅外線（特定測量波段1.94?m），在特定波長下，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，根據能量的損失量計算出被測物料的含水率。

2.當水分子被特定的能量帶激發(fā)時變成振動態(tài)，水分子中束縛的兩個氫原子與一個氧原子的氫氧鍵會伸展、收縮、或以其它形態(tài)扭曲。能使水分子振動的能量遍及整個電磁光譜的特定波段。在整個光譜的不同部位，有的吸收波段十分強烈，有的吸收波段十分微弱。在光譜的近紅外部位，該波段對于水分子特別強烈，同時儀器在發(fā)射、過濾和接收能量方面更容易實現。

3.近紅外線測量技術是一種非破壞性，非接觸式的實時測量技術。

設備參數

• 測量范圍：0-95%
• 測量精度：±0.1%-±0.01%。（值）
• 分辨率：0.001%。
• 光斑：直徑60mm
• 測量速度：0.0125秒
• 標定調校：快速標定、預標定，無需日常再標定
• 濾波時間：線性或指數（0.1-180秒）
• 模擬輸出：兩組4-20mA輸出
• 通訊模式：RS232、 RS485、Modbus、TCP/IP
• 標定檔案：可以存儲31個標定檔案
• 工作溫度：-10--80℃
• 工作距離：150-400mm
• 尺寸大小：130X149X277mm
• 重量：5KG
• 工作電源：24VDC/35VA
• 設備保護：不銹鋼外殼（IP65防護等級）
• 清潔吹掃接口：吹掃口直徑6mm，壓縮空氣0.25MPa

設備特點

• 集成的電子器件，SMT技術電路板，輸出接口可靠，有效地降低了可能的故障點，質量穩(wěn)定可靠
• 動態(tài)的實時診斷系統
• 無需定期保養(yǎng)
• 可加內置式冷卻系統
• 可加內置式產品溫度測量系統
• 高度的敏感性：無
• 對物料顏色/配方的敏感性：小，適用性佳。
• 濾光片比傳統品牌設計的小，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。
• 電源以及數字信號輸出和主機分離，避免了傳統輸出信號受到探頭內部溫度的影響，信號不穩(wěn)定。
• 輸出信號方式更多，有兩組RS485輸出和兩組4-20mA模擬信號輸出

控制單元

MCS-300系列水分測控系統控制單元采用DCS集散系統與可視觸控一體設備，達到上下位通訊穩(wěn)定、數據傳輸高效、可靠，編程與組態(tài)更簡單易懂，維護量少且方便快速。

執(zhí)行單元

MCS-300系列自動加水系統執(zhí)行單元以及其他測量設備全部采用國好設備，德國PS智能調節(jié)閥、快速切斷閥，E H或EJA流量計、壓力變送器，用戶也可以根據自己工藝情況自行選擇。

MCS-300系列自動加水系統原理

控制原理方框圖

水分控制系統實際是整個配料、混料過程系統共同控制的結果，僅僅依靠水分儀的測量，對某個局部環(huán)節(jié)的水分進行檢測和控制是不夠的。因此，MCS300系列水分測控系統在水分控制計算中除了水分的測量值和加水的水流量外，還引入了物料的瞬時流量、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混合大滯后延時參數，并加入皮帶及混合機的啟停信號作為判斷生產與否的依據，分別根據上述參數的變化對加水量進行實時控制，有效的避免了水分添加量的劇烈波動，將燒結混合料的水分值精確的控制在合理范圍之內。

MCS-300系列自動加水系統依據各物料配比和燒結料皮帶秤稱重信號、加水流量信號，燒結混合料水分測量信號、混合機啟停信號以及皮帶啟停智能判斷、調節(jié)加水量。

燒結線啟動運行后首先由現場操作員手動控制至系動穩(wěn)定，并且設置當前物料給定SP，系統根據相應參數自動計算燒結混合料的來料含水量，并存儲記錄到PAC中，用此來料含水量計算出相應燒結混合料的加水量，計算公式如下：

來料水分值=目標水分值-實際加水量/料重------------------------（1）

應加水量=料重×（目標水分值-來料水分值）---------------------（2）

如配比有變化：應加水量=料重×（目標水分值-來料水分值） △P

--------------------△P（配比和干擾引起的水分變化量）

MCS-300系列自動加水系統中PID1調節(jié)模塊以水分儀檢測信號與目標水分值相比較并經PID運算后量化，與估算的應加水量、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，并且結合流量測量經調節(jié)模塊通過PID運算后去控制執(zhí)行單元，以使控制系統的加水量達到應加水量的值，以使燒結混合料的水分值穩(wěn)定在要求的目標水分值的附近，從而達到燒結混合料水分自動控制。

MCS-300系列自動控制系統中的電子皮帶秤的信號既是前饋信號也是粗調信號，也可在混一混合機前安裝穿透式微波水分儀作為控制系統的前饋，效果更加理想。當燒結混合料重量變化時應加水量也跟著變化，PID2的輸出也隨之變化，而燒結料在混合機中有三分鐘左右（具體時間隨工藝情況變化）的滯后時間，混一后水分儀的測量信號在三分鐘之后方發(fā)生變化。為消除測量滯后的影響，在系統中考慮相應的混合料重和配比變化對應的加水量，故而在燒結生產過程中不會存在加水量大起大落的變化，也就是說在一定范圍內保證了水分值的穩(wěn)定，燒結混合料的含水量不會發(fā)生過量的變化。

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

MCS-300系列自動控制系統中設有三重保護，當皮帶秤的輸出為零時啟動保護，當混一皮帶與混合機停止運行時均啟動加水保護，既將系統由“自動”切為“手動”狀態(tài)運行，同時將調節(jié)閥的輸出切換為零，并啟動切斷閥關閉加水回路，確保在試車過程中不會誤動作加水。并且MCS-300系列水分測控系統可選遠程維護功能，我公司隨時可以為系統升級、維護、故障診斷。