液位自动控制

液位自动控制（精选12篇）

液位自动控制 篇1

1 引言

在石油、化工、制药、电力等行业,都离不开液位的控制。液位控制的成功与否,不仅对产品质量有很大的影响,而且对设备运行的安全和环境污染等都有着不可忽视的作用。但是,上述行业的液位控制现场往往大多处于易燃、易爆、震动、电磁干扰等恶劣环境,而光纤液位控制器是由光纤液位探头和控制器组成的以光波为载体,光纤为媒质,探测被测量的变化的新型控制器。它以灵敏度高、不受电磁干扰、耐高压、耐腐蚀、在易燃易爆环境下安全可靠等优点广泛应用于上述行业。但在光纤液位控制的实际应用中,经常需要具有一定逻辑功能的控制,通常的做法是将光纤液位控制部分做为采样部分与PLC结合实现逻辑控制要求。这样,在实际应用中控制环节增多,故障率増大,提高了控制成本,同时增加了对维护检修人员的技术水平要求。通过对湖南某水电站漏油控制系统的应用分析研究,仅利用光纤液位控制器,就实现了液位的逻辑控制,降低了控制成本和故障率,减低了维护检修人员的技术要求和减轻了维护检修工作量,保证了设备的稳定运行和安全,提高了生产效率。

2 光纤液位控制原理

当入射光经过传感探头反射时,反射光的光强根据光纤液位探头周围的物质折射率的不同而发生变化。由光学理论得知,光由光密介质向光疏介质传输时,有临界角θC存在。当入射角θ1<θC时,在介质的交界面上既有光反射,也有光折射;当θ1>θC时,则在交界面上会有全反射现象发生。反射光的能量与介质的折射率有关。如果将待测液体作为光疏介质,其浓度的变化将导致折射率的变化,从而会改变界面上光反射能量的大小[1]。由菲涅耳公式可知,当光波入射到两种媒质的交界面时,振幅反射系数为:

式中:ρ⊥和ρP分别为入射波的电场垂直于和平行于入射面时的振幅反射系数;n1和n2分别为两种媒质的折射率;θ1和θ2分别为媒质n1和n2中的入射角和折射角。自然光入射到两种媒质交界面时的功率反射系数为:

可见,R与入射光的极化状态,入射角θ1、折射角θ2及媒质的折射率n1和n2有关[2,3]。

根据以上原理,实际中,用光纤制成如图1所示的液位传感探头。光学LED发射一束红外线到探头底部,如探头是干燥的,红外线会在探头圆锥形的底部被反射回来,而反射会被光纤液位探头接收。当探头被浸湿时,红外线在探头底部不会发生反射,而是被折射出探头,这样光纤液位探头就不能收到这束红外线。

这样,由于空气的折射率比液体的小,因此当探头与液面接触时,接收端的光强比空气的光强小,经光电转换后输出电信号的强度远小于在空气中的信号强度。因此,光纤中的光经过液位传感探头,输出强度变化的光信号,在控制器中,经光电二极管转换成电流信号,再通过放大电路和集成电路将电流变成电压信号进行放大处理,最后,控制器通过两个输出继电器输出控制。

3 电站原漏油控制系统

电站原漏油控制系统组成与作用如图2所示。

漏油箱:临时收集储存运行设备的渗漏油,当渗漏油达到一定量时,由漏油泵抽到废油罐中过滤再利用。

光纤液位探头A:测定液位是否到达漏油箱液位上限位置。若达到,输出一个1-3V(可调)的直流电压到光纤液位控制器的输入端。即输出一个高电平。

光纤液位探头B:测定液位是否到达漏油箱液位下限位置。若达到,输出一个1-3V(可调)的直流电压到光纤液位控制器的输入端。即输出一个高电平。

光纤液位控制器:提供光纤液位探头A、B的工作电源,并接收其输入电信号,提供输出。

PLC(可编程控制器):接收光纤液位控制器的输入,完成表1所示的逻辑控制。

(注:X表示输出保持原输出状态不变)

即实现逻辑控制功能如下:

(1)液位(油位)达到漏油箱液位上限位置,光纤液位探头A、B均输出为1(高电平),PLC输出控制漏油泵起动抽油;

(2)漏油箱油位下降,降到漏油箱液位上限位置以下时,光纤液位探头A输出为0(低电平),但光纤液位探头B仍输出为1(高电平),此时,漏油泵保持原状态(抽油状态);

(3)漏油箱油位降到液位下限位置以下时,光纤液位探头A、B均输出为0(低电平),PLC输出控制漏油泵停止抽油;

(4)漏油箱油位随设备漏油的增加又逐步上升,当漏油升到液位下限位置以上时,光纤液位探头B输出为1(高电平),光纤液位探头A仍输出为0(低电平),漏油泵保持原状态(停止抽油状态),直到光纤液位探头A输出也为1(高电平)时,PLC又输出控制漏油泵起动抽油;实现整个的逻辑控制功能。

4 实际应用分析及实验改造

4.1 实际应用分析

某水电站原漏油泵控制系统安装使用近五年,发生了几次漏油泵未自动抽油,造成溢油污染、浪费等。故障原因分析:(1)PLC故障;(2)控制环节多、接线多,现场工作环境震动大,接线端子易松动等;但另一方面,却发现光纤液位探头到光纤液位控制器输出部分未出现过任何故障,运行可靠。根据光纤液位控制器的说明书说明,光纤液位控制器输出由两个继电器C1、C2输出,每个继电器有一对常开和常闭触点。即:两个继电器C1、C2共有常开触点两个NO1、NO2,常闭触点两个NC1、NC2。触点额定电流5A。因此,考虑解决的措施是:利用光纤液位控制器的输出继电器直接进行逻辑控制漏油泵的起动,同时,并利用光纤液位控制器的输出继电器输出一个开关量给LCU完成通信功能,减少PLC等控制环节,达到减少故障环节,降低故障发生率的目的。

按照实际应用分析和设想,通过实验调节,得到光纤液位控制器的继电器输出随光纤液位探头A、B的变化规律如表2、3所示。

比较上述逻辑控制表1和表2、3,看出表2中的输出继电器C1和表3中的输出继电器C2的输出符合前述逻辑控制表的逻辑控制要求。

4.2 实际效果

2004年12月按照实验调节结果进行了某水电站机组漏油控制系统的改造,效果十分理想。运行至今,控制系统稳定可靠,未出现一次故障,避免了溢油污染、浪费事件,同时又降低了控制成本,减轻了维护检修人员的技术要求和工作量。提高了生产效率。

5 结束语

通过上述实际应用分析,液位的简单逻辑控制可以直接采用光纤液位控制器实现。在应用环境恶劣的石油、化工、制药、电力等行业,直接采用光纤液位控制器在保证了可靠性和稳定性的同时,既减少了控制环节,又降低了控制成本和对维护检修人员的技术要求,具有广泛的应用价值。

参考文献

[1]李炳炎.光纤液面传感器的研究[J.]济南:山东电子,1995,(3).

[2]刘志麟,张范军.连续型光纤液位传感器:中国,ZL 200420059735.3[P.]2005-05-18.

[3]CULSHAW B.Optical fiber sensor technologies:opportunitiesand-perhaps-pitfalls[J.]Journal of Light-wave Technology,2004,22(1:)39-50.

液位自动控制 篇2

开物通油罐液位自动计量检测系统主要由CRT-M5系列磁致伸缩液位计、CRT-MT510液位监控仪、管理服务器和管理软件等组成。该系统通过对油罐液位、平均温度等数据的精确测量，以有效的管理加油站的进销存及交接班等业务。

CRT-M5系列磁致伸缩液位计可以同时检测液面、界面、温度，多功能、寿命长，早已被国内外石化企业作为加油站卧式罐液位自动检测的首选产品。M5产品具有以下优点：

1、高稳定性、高可靠性、高精度；

2、结构精巧，安装简单、方便、免维护；

3、防电磁干扰，防液体波动干扰；

4、液位、界位和多点平均温度多参数设计 ；

5、防腐蚀，耐高温设计，寿命长等。

MT510液位监控仪可对1-12个油罐进行监控，具有事故，侧漏报警等功能，实现对油罐的密闭测量，减少对环境的污染，满足GB/20952-2007《加油站大气污染物排放标准》的要求。CRT-M5系列磁致伸缩液位计防爆标志为ExiaⅡBT4。

结合油罐数量和管理的实际需要，建议客户可分三种情况来选择订货。

一是选择MT510液位监控仪和M5液位计组合监控，本组合适合小型加油站，使用灵活，性价比报高。

二是选择监控电脑（服务器与管理软件）和M5液位计使用，本组合适合有多项管理要求的加油站。丰富的程序管理及数据储存功能会给您带来更多的使用体验。

三是选择MT510液位监控仪、管理服务器、M5液位计和大型监控管理软件使用，本组合适用于大型集团、网络型油气销售企业，结合用户订制的管理系统软件,可实现自动生成报表及打印、网络配送、远程精确监控等先进的管理功能。您在选择主要产品后，还需要明确告知开物通电子系统安装时所采用的安装方式，以便我们选择合适的附件为您现场服务。

CRT-M5系列磁致伸缩液位计 工作原理

CRT-M5系列磁致伸缩液位计是利用韦德曼效应原理（磁致伸缩工作原理），通过现代先进的电子技术手段，精密的计测脉冲波间的时间值，达到精确测量液体液位的目的(如图)。这一方式原理生产的液位计是目前测量液位领域最为精确、简单，性能稳定、可靠、成熟的产品。尤其是在小量程、常温、常压这类普通环境下更独具优势，是其它测量方法不可比的。

CRT-M5系列型磁致伸缩液位计产品结构

CRT-M5系列型磁致伸缩液位计由电子变送器、介面浮子、探杆、显示仪表共四部分组成。前三部份是必须配套选购的。显示仪表根据使用目的确定，可选购亦可不选

购，也可用普通电脑代替，安装我司提供的配套软件（或用户订制软件）可实现集中显示（或单独显示）与控制。探杆长度根据用户使用量程定制。在有防爆要求的环境场合使用本仪器，供电回路需配接安全栅。也可选购本公司生产的本安防爆等级的安全电源。

CRT-M5系列型磁致伸缩液位计特点

a、高稳定性、高可靠性、高精度；

b、结构精巧，安装简单、方便、免维护；

c、防电磁干扰，防液体波动干扰；

d、介质液位、界位及多点平均温度多参数；

e、防腐蚀，耐高温设计，寿命长等。

主要参数

型号：CRT-M5

量程：30～3600mm；

精度：±0.5mm

分辩率：0.01mm

环境温度:：-40℃～85℃

电源：DC24V±10%、DC12V±10%

输出信号：单参数4～20mA,二线制/四线制；多参数RS485，Modbus规范协议

温度测量：-25℃～150℃，误差：±0.5℃

防爆等级：ExiaⅡBT4

防护等级：IP67

材质：外壳全SUS304，高强度

MT510液位监控仪

CRT-MT510液位监控仪为智能化仪表，分为普通型和防爆型两种。普通型内设安全栅，可为M5液位计供电，同时采集传感器信号，内置管理软件，具有运行可靠、高可扩展性、一体化设计，结构紧凑、安装简单等特点。防爆型符合GB3836国标关于防爆型产品的要求。

特点

彩色人机界面，触摸操作；

标准工业画面与现场油位、水位及油温关联显示；

自动计量油罐储油、存水体积等功能；

自动罐容校准功能、方便的罐容表输入导出功能；

油位超限报警功能；

网络通讯接口（可选）。

主要功能及参数:

CRT-MT510液位监控仪主要界面

加油站防爆布线

安装条件

对于加油站等应用场所的地下卧式罐，传感器安装位置应远离安装在罐内的卸油管、潜油泵或自吸泵管路，防止流体直接冲击； 传感器安装位置应选择在油罐纵向的中轴线上，以减小测量死区； 传感器安装位置应选择靠近检尺孔，以保证相同的测量基准； 传感器安装孔通径: 应大于浮子的直径，对加油站要求为DN100mm。

防爆布线要求

按防爆设计规范的要求，从油罐到监控室的电缆敷设应采用G½″防爆钢管，防爆钢管在人井孔墙壁处留出长度为100mm的长度并带有G½″’管螺纹。

防爆钢管的管件连接外必须密封，保证钢管不能进水。

电缆选用RVVP4X0.5，其它技术条件应遵循爆炸危险场所布线标准和GB50058-1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》第2.5.9条的要求。

电缆线不允许在管线中间有接头。所有连线必须密封，不允许进水，以防短路。

电缆的屏蔽单端接地应在控制室一侧接地。电缆现场端的屏蔽层不得露出保护层外，应与相邻金属体保持绝缘，同一线路屏蔽层应有可开的电气连接性。

防爆接线盒内的电缆接头的处理

第一层,各导线连接处用胶布（黑胶布、透明胶带等）进行线间的绝缘处理。

第二层，把四根导线连同屏蔽线用自粘性绝缘橡胶带包一层，目的是为了防水。

第三层，用防水胶带再包一层。用耐油密封胶严密的涂一层。因为不耐油，而耐油密封胶即耐油又防水。

用防爆胶泥堵住两头进线孔。为防止防爆胶泥干后进水，在防爆胶泥外涂一层耐油密封胶，在多雨的南方，防爆接线盒直埋地下的要采用胶灌满防爆接线盒。

防爆接线盒盖要涂耐油密封胶上严，防止进水。

探杆出线定义

M5磁致伸缩液位探杆出厂时预留1.5mm²-2mm²四芯屏蔽电缆。

电缆线定义：黄色线：信号RS485-A 红色线：DC24V电源

棕色线：信号RS485-B 黑色线：电源地 M5磁致伸缩液位探杆的安装

以地下油罐探杆法兰式安装方式为例说明安装的基本要求。

HO为探杆孔法兰到罐底的高度为定货长度；

H1为人井孔盖到法兰的高度应大于500mm

法兰螺纹安装法

如下图a所示，产品垂直安装，安装斜度不能大于5度；安装浮球时，UP(上)标记的半球应在液面之上；测杆两端有测量死区；锁紧环固定时下端与杆底端应平齐。

此种方式适用于大部分液罐测量，可选用开物通电子提供的连接法兰或用户特殊定制的法兰，将液位传感器安装螺纹直接旋入法兰中。活动连接头安装法

如下图b所示，此种方式适用于测量高度可调整的开口罐与密封罐测量。定位环安装法

如下图c所示，传感器测杆接触罐底，依靠电子仓部的定位环防止传感器摆动，传感器电子仓及引出电缆在油罐内。注：h=罐高度 H=h+立管高度 D=Φ100mm 立管高度≥300mm 悬挂式安装法

基于单片机的液位控制器设计 篇3

【关键词】单片机 液位控制器 设计

【中图分类号】 TM571【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0186-02

引言

液位控制器的工作方式主要有电子式液位开关控制、浮球开关控制、液位继电器控制、接触式控制等，虽然液位控制器的所选取的控制方法根据产品的不同而有所区别，但是主要是过机械式或电子式的方法来对高低液位进行控制，以此实现自动化或半自动化。液位控制在高层小区水塔水位控制、污水处理设备、有毒或腐蚀性液体液位控制中应用较为普遍。随着电子工业的发展，单片机控制的智能型控制器在电子产品中的应用越来越广泛。

1 液位控制器的工作方式

1.1 电子式液位开关控制

电子式液位开关控制要实现对液位的自动化控制需要与其说搭配的水位控制器工作作用。电子式液位控制器在进行工作时，先是由电子探头对液位进行检测，检测的信号由液位检测专用芯片进行处理，如果检测结果显示液位到达动作点时，液位检测专用芯片会发出高电平信号或低电平信号，之后水位控制器针对电平信号的不同对液位进行控制。电子式液位器主要体有使用寿命长、安全系数高、价格低廉等特点。

1.2 浮球开关控制

浮球开关控制有大金属球的浮球开关、带干簧管的微型浮球开关和电缆式浮球开三种。带有达金属球的浮球开关在工作时主要是通过液体浮力的变动实现对阀门的控制，当液体液位上升，则金属浮球上升，浮球上升带动阀门关闭，使进水停止；当液体液位下降，则金属浮球下降，浮球下降带动阀门打开，使进水开始，如此往复实现对液体液位的控制。带干簧管的微型浮球开关主要通过磁性小浮球使杆里面的干簧管闭合或打开实现对液体液位的控制。电缆式浮球开关，这种方式的液体液位高低主要取决于平衡锤或弹性电线的某一固定点到浮筒间的电线长度，虽然其造价低廉，但直接与220v电压相接，也使其安全隐患较大，一旦电缆线受损，则必须进行整个装置就要替换，否则易引起漏电电人的现象。

1.3 液位继电器控制

液位继电器控制在高层楼宇的上下集液池应用较多，它主要采用集成电路，根据上下集液池的液位分级提升而设计的。通过液位继电器控制能使上下集液池的液位得到有效控制，同时在集液池发生溢水或缺水时，可以实现排水和补水的作用。虽然这种液位控制在实现集液池排水和补水的过程中表现较好，而且价格也较为低廉，但是这种液位控制不耐污，受水垢影响较大，一旦水垢太多，就会使液位控制作用受到影响。

1.4 接触式控制

接触式控制主要通过探头超声波脉冲的反射来检测和计算液体液位，从而实现对液位的控制。接触式控制将高频超声波脉冲探头耦合在容器外壁，探头发出的高频超声波脉冲会在在容器壁和液体中传播，再被容器内表面发射回来，通过中方式计算出液位高度，判断液位与液位控制机器的位置，当液体液位处于上限或者下限时，控制器产生继电信号，从而实现对液体液位的控制。这种方式在对液体液位上限和下限进行检测时，不受介质密度、介电常数、导电性、反射系数、压力、温度、沉淀等因素的影响，所以这种方式在医药、石油、化工、电力、食品等行业的各类液体液位控制中应用最为普遍，尤其是储存的液体具有毒性或腐蚀性时，该方式的功用则表现更为优越。虽然这种方式方便、准确，但是其造价较高。

2 基于单片机的液位控制器设计

2.1 基于单片机的液位控制器工作原理

液位控制器的工作方式有多种，笔者利用单片机为控制核心， 设计一个对供水箱水位进行监控的系统。单片机控制固态继电器的开断对液体液位进行调整。该设计的核心AT89C51 芯片，主要的组成部分有键盘、数码显示、A / D 转换、传感器、电源和控制部分等。基于单片机实现的液位控制器利用气压传感器和A / D 转换产生液位高度数据，通过单片机的数据采集，利用数码管显示液位高度数据，进而进行液位控制。当液体液位达到上限或者下限时，液体底部的软管管内空气气压发生变化，由气压传感器将软管内的空气气压信号转化成电压信号，电压信号生成后进入A / D转换，A / D转换将电压信号转化成数字信号量，单片机对数字信号量进行采集并处理，最终在数码显示管内生成数码液位高度，之后通过键盘设置液位高、低和限定值以及强制报警值，从而实现对液位的自由控制。

2.2 基于单片机的液位控制器设计

2.2.1 单片机

基于单片机的液位控制器设计的单片机是AT89C51 芯片，如图1。[ 1]该芯片由由Atmel 公司生产，呈双列，共40脚。A/ D 转换和显示连接口在P0，3x5的键盘连接口在P1，控制电磁阀和水泵动作的接口P2，上、下限指示灯连接口在P3。

2.2.2 传感器

基于单片机的液位控制器设计传感器使用的是SY-9411L-D 型变送器，如图2。[2]这种变送器有一个美国SM 公司生产的555-2 型OEM 压阻式压力传感器和相应的放大电路组成。555-2 型OEM 压阻式压力传感器外壳封装材料是用坚固的耐高温塑料特殊加工处理，所以其耐温性能较强。1脚和2脚都是信号输出（-），5 脚和6脚都为信号输出（+），中间3脚为激励电压、 4脚为地。在液体底部有一根软管用以输出空气气压信号，软管两端分别和液体底部和传感器，其直径为5 mm。在液体液位发生变化时，会引起软管内空气气压的变化，进而生产气压信号，气压信号在传感器的作用下生成电压信号，电压信号再输入A/ D 转换器中。

2.2.3液位显示电路

基于单片机的液位控制器设计的液位显示采用数码管动态显示。[ 3]其显示的范围在0至999之间，单位自定。该液位显示的数码管采用的LDS18B20型号的7段共阴极连接数码管。这种数码管在单片机中应用较为广泛，可以作为地址数据总线扩展的锁存器， 也可以作为普通的LED的驱动器件。

2.2.4 A/ D转换电路及控制输出

基于单片机的液位控制器设计的A/ D转换电路采用的是CMOS 工艺制造的逐步逼近式8位A/ D转换器芯ADC0809。编制A/ D转换程序可分为三种，分别是中断、查询0和延时。A/ D转换器，由液位高低变化引起液体底部的软管管内空气压变化，空气气压在传感器内经过运算放大器和分压电路把传感器输出的电流信号转换成电压信号，进而进入A/ D转换器，由单片机对A/ D转换器生成的数字信号量进行处理，在数码显示管内显示液位高低。设置液位高、低和限定值以及强制报警值的键盘采用P1口作为键盘接口， 连接一个4x4键盘。结构上采用行列方式，可定义键盘布局。

3 结束语

在电子工业的发展的浪潮中，单片机控制的智能型控制器在电子产品中的应用越来越广泛。随着基于单片机的液位控制器设计日益完善，其模型的设计必会在具体的个案应用发挥其良好的延伸作用。

参考文献

[1] 陈新昌，王万章.单片机在水位控制中的应用[J].信息科技，2006（24）：89-90，94.

[2] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社， 1996.

锅炉汽包液位自动控制调节 篇4

锅炉汽包液位自动调节系统的作用是使给水量适应锅炉的蒸汽量, 并使汽包液位保持在一定范围内。因此, 水位是被调量, 而引起水位变化的主要扰动是蒸汽流量和给水流量。为了使汽包水位在较小范围内变化, 生产上常采用蒸汽流量、给水流量为前馈信号, 而已汽包液位进行反馈调节, 这样组成一个前馈加反馈调节系统。

2 汽包液位调节原理

锅炉汽包液位自动调节原理具体描述为:该逻辑回路属于串级调节控制系统, 该系统有主调节器和副调节器。其中主调节器主要任务是通过副调节器对水位进行校正, 使水位保持在给定值, 一般采用PI和PID调节。副调节器主要是接受主调节器输出信号, 还接受给水流量信号和蒸汽流量信号。通过内回路进行蒸汽流量和给水流量的比值调节, 并快速消除水侧和汽侧的扰动。主、副调节器作用方式均为反作用。自动调节投入前, 需要对锅炉液位实测值进行一阶惯性滤波, 设置测量值的高低限设定。设定偏差处理后的数据设置偏差报警值, 选择锅炉汽包液位控制模式和设定给定值变化率限制值。在自动调节过程中, 先将汽包液位自动调节投入自动, 输入汽包液位设定值。主调节器功能为主蒸汽流量作为主调节器的前馈, 汽包液位设定值与实测值进行比较, 差值进行偏差处理, 送入PID调节器中进行偏差计算 (通常只有PI) 。偏差计算值输出作为副调节器的设定值, 副调节器的测量值为主给水流量, 通过偏差计算值和给水流量测量值进行偏差计算, 去控制主给水调节门的阀位开度, 最终达到偏差为零, 从而达到控制液位的目的。

当实测液位低于设定值液位时, 主调输出值大于主给水流量值, PID调节器的调节指令指挥主给水调节阀增加阀门开度。反之, 主给水阀门减小阀门开度。

在该自动调节中, PID主调节器模块引入主蒸汽流量作为前馈的目的是当扰动产生和出现虚假水位时, 前馈部分先进行粗调, 压制住被调量较大的变化, 闭环部分则进行细调校正, 减小或消除偏差或者因虚假水位引起的误调。当出现汽包液位测量值在设定的高限值或者低限值范围之外, 通过手动/自动控制站的判断, 将自动方式切换为手动方式, 由运行人员通过手动操作对汽包液位进行控制。

3 技术指标

(1) 该PID调节所包含的测点仪表、执行器、变频器的回路接线符合率应大于95%, 正确率100%。

(2) 绝缘电阻符合《验标》热控篇。

(3) 硬件组态符合设计要求。

(4) 供电电源电压偏差±10%。

(5) I/O模件调校 (开关量、模拟量) 符合设计要求。

(6) PID静态参数设定符合工艺流程要求。

(7) PID动态参数设定符合工艺流程要求。

(8) 执行机构阀方向符合调节要求。

(9) 调节器方向符合调节要求。

(10) 手自动跟踪误差小于1%。

(11) 手自动切换允差小于1%。

(12) 超限报警动作正确。

(13) 手/自动切换正确。

(14) 偏差报警指示正确。

(15) 状态显示正确。

(16) M/A站操作、CRT操作, 执行器方向、开度应正确。

4 技术交底内容

4.1 调试应具备的条件

(1) 现场的安全设施齐全、照明符合有关标准。

(2) 系统电源、气源、接地及环境条件符合有关标准。

(3) 控制系统已经正常受电。

(4) 各项联锁条件和保护定值准确可靠。

(5) 系统电缆 (包括控制电缆和信号电缆) 安装接线完成、并查线正确率100%。

(6) 涉及汽包液位调节PID的相关执行机构、仪表测点等已经完成单体调试。

(7) 涉及汽包液位调节的DCS组态逻辑正确可靠。

(8) 调试所需各种资料及调试文件齐备。

(9) 要求工器具齐全、有相关资质的人员到位。

4.2 调试范围

汽包液位自动调节所需的汽包液位变送器1、汽包液位2、主给水压力、主给水流量、主给水温度、主给水调节阀、主给水电动门、给水泵、给水泵在再循环调节门的控制回路和信号回路的检查, 以上测点对应的I/O通道检查。主给水调节阀、主给水电动门、给水泵再循环调节门、给水泵的传动试验。该调节系统的DCS组态检查。

4.3 调试内容

(1) 对汽包液位自动调节PID所需的仪表测点、执行器、变频器信号进行处理 (计算、选取、滤波、死区) 。

(2) 跟踪、无扰切换。

(3) PID调节方向的确定, 参数的预设。

(4) 超驰、闭锁条件, 且手动条件。

(5) 前馈项目的选取及参数设置。

(6) 控制方案的审查、完善。

(7) 接口通道检查。

(8) 画面操作端与逻辑一致性检查, 是否满足控制系统要求检查。

4.4 调试步骤程序

(1) 主给水调节阀、主给水电动门、给水泵再循环调节门、给水泵遥控手操联合传动试验。

(2) 检查和设定汽包液位设定值信号量程和主给水调节门输出量量程及相关参数。

(3) 检查和预设汽包液位自动控制回路的调节参数, 主要包括PID模块的比例积分微分参数、调节死区、调节速率、调节作用的参数预设和检查。

(4) 对汽包液位自动调节回路进行静态仿真试验。

(5) 汽包液位自动调节的控制对象特性获取。

(6) 自动投入工况选择, 以及方案和参数适应性。

(7) 配合锅炉专业进行锅炉给水系统分系统试运。

5 质量标准

(1) 手/自动切换试验:按设计要求达到无平衡、无扰动切换, 扰动量应小于±1%阀位量程。

(2) 跟踪精度试验:手动状态时, 有积分作用的调节器输出信号应跟踪手操信号。跟踪精确度应小于±1%阀位量程。

(3) 软手操时的输出保持性检查:环境温度20±5℃时, 2 h内不应大于±1%, 环境温度50℃时, 2内不应大于±2%。

(4) 系统开环试验:给调节系统输入模拟信号, 检查系统的调节功能和运算功能, 输出信号应符合设计要求。

(5) 参数整定:参数静态参数按设计要求整定, 动态参数根据经验或计算结果设置。

6 危险源分析

汽包水位是否在许可的范围内运行, 是锅炉安全运行的重要标志之一。因为汽包水位过高将减小蒸汽重力分离行程, 破坏汽水分离效果, 使蒸汽带水造成过热器中盐类沉积, 恶化过热器的工作条件, 严重时还可能发生汽轮机水冲击恶性事故;水位过低就有可能破坏锅炉水循环, 甚至出现水冷壁断水过热损坏。因此, 必须确保汽包水位在合适的范围内运行。水位保护的作用是当汽包水位超越高限或低于低限时, 迫使锅炉保护系统切换主燃料, 紧急停炉, 以避免发生设备损坏事故。所以汽包液位自动调节效果必须要求准确、可靠。

参考文献

[1]杨海瑞.循环流化床锅炉的设计理论与设计参数的确定[J].动力工程, 2006

[2]路春美.循环流化床锅炉设备与运行[M].北京:中国电力出版社, 2007.

[3]张俊奎.循环流化床物料平衡的影响因素[J].山西电力, 2004, 5:18-20.

加油站液位仪 篇5

有限公司

青岛海工智能科技有限公司是专业的加油站液位仪供应商,其自主开发的海工加油站智能管理系统,由液位探针、终端控制台、网络等组成,经管理软件,实现加油站油罐的液位安全监控和计量,是一种安全环保的智能管理系统.探针特点: 安全：该产品采用本安型设计，已通过国家PCEC认证中心EXia II BT4级防爆认证； 精确：产品采用磁致伸缩原理进行高速数字化设计，通过国际高精度的自动标定系统进行标定，使液位测量精度达到±0.5mm；

稳定：采用数字化数据采集，通过EIA-485协议与控制台进行数据交换，抗干扰能力更强，数据采集量更精准、更快捷；

环境温度（-40℃-70℃）影响测量误差＜0.2mm，高速：单罐巡检速度1.5秒钟；

耐用：采用无缝不锈钢管全封闭设计，耐油、耐老化，寿命更长。

控制台:

一、产品简介

1.1 概述：

MC-10触摸式控制台是为加油站、油库油罐液位自动计量系统而专门设计的自动化产品。可24小时实时监控1～8个油罐的油高、水高、温度、体积等基础参数，用图形和比例的方式动态显示油位和水位的动态变化；自动实现高低液位报警、温度高低报警；支持人工卸油、交接班、容积表导入导出、各种记录查询；协议开放，数据上传至中控系统，支持数据网络上传至管理中心；真正做到油品的进销存自动化管理，成为用户油品精细化管理的好帮手！

MC-10触摸控制台实现人机界面人性化操作，采用全中文的操作界面，界面操作灵活简捷，按照使用说明手册的操作步骤轻松实现油品的自动化管理。

1.2主要指标：

◇外形尺寸(长×宽×高)：280×230×120（mm）◇供电电压：交流 120V～260V 50Hz ◇工作环境温度：-20℃～+60℃ ◇液晶屏尺寸：5英寸 ◇显示方式：中文+图形 ◇监控油罐数量：1～8个 ◇数据传输：RS-232 ◇报警灯：红色为电源指示灯，上电后常亮；蓝色为报警指示灯，只有报警时才点亮。1.3环境要求: ◇安装场所必须为办公安全区内；

◇室内壁挂式安装，远离火源、气源等危险隐患； ◇保证电源接地良好。

二、软件操作

2.1软件功能: MC-10触摸式控制台实现人机中文界面操作，管理功能更加人性化、合理化，其主要功能如下：

◇探针的通讯线缆直接连接到控制台，可实时巡检1-8个油罐的基础测量参数； ◇中文界面、动态图文显示，实时监测油罐的油高、水高、温度和体积；

◇当液位、温度达到设定的报警参数时，控制台发出声光报警，为用户及时提供报警数据； ◇预设卸油高度预警，防止溢油，预设水高预警，防止带水付油。

◇权限管理：加油站值班人员可查看动态罐存信息；管理人员可设置油罐管理参数，查看各种信息和数据管理；维护人员可进行系统参数设置和维护。◇参数设置：设置油罐参数、进油参数和其它管理参数。

◇多罐自动监测：可同时监测1—8个油罐的参数并实时读取；

◇自动计量功能：实时显示油罐的油位、水位、温度，罐存量，实现人工卸油。用图形和比例的方式动态的显示油位和水位的变化；

◇容积表编辑：计算机编辑的容积表可自动导入，具有罐容表导入、导出、备份功能； ◇报警功能：油位高低报警，油位高低预警，水位高报警，油温高低报警。

查询各种报警。

◇记录和查询：库存记录，进油记录，各种报警记录，交接班记录 ◇板载1个RS-232串行通讯端口，数据上传至中控系统或电脑系统； ◇预留网络接口，具备网络上传功能，实现油品进、销、存数据上传；

◇网络上传功能，通过宽带、电话方式直接进入网络系统，实现数据上传。为加油站和石油公司的进、销、存管理提供方便条件。◇软件升级方便，通过联网升级或U盘升级。

船舶液位遥测系统的应用研究 篇6

【关键词】船舶；液位遥测；传感器

0.引言

随着自动化技术的不断进步和发展，船舶系统的自动化程度也越来越高。高科学技术含量的集成系统的大量应用，使得船舶各系统更加高效、智能。液位遥测系统是船舶自动化系统中的一个重要组成部分。经过近十多年的发展，液位遥测系统的概念已拓展为液舱参数测量系统。在测量精度，系统功能，稳定性和可靠性都上了一个新台阶，用户不仅能知道液舱内的液位，还能随时知道舱内的温度、气体压力、液货密度、重量等参数和船的压载、吃水、稳性、强度等各种参数，以确保船舶装卸与航行的安全。

1.系统功能

液位遥测系统是船舶的核心部分，直接关系到船舶在海上航行的安全性和可靠性。液位遥测系统能够集成多种液位测量方法实现对船舶液位的监测和报警。系统可以接液位显示仪表显示液位，也可以通过现场总线通讯方式将数据上传到上位机，通过上位机实现液位的显示和监视。船舶液位遥测系统主要实现二项功能：①对各舱的液位、温度、压力等进行实时监测；②当监测高于报警值时发出报警信号。

现代船舶液位遥测系统一般由信号处理单元、操作单元、液位传感器、温度传感器等组成。一般情况下，液位遥测系统可分为两部分，一部分集中到油舱，实时将各油舱信息传送到机舱集中控制台，这样轮机部门就能及时了解各油舱消耗的情况；一部分集中到压载舱和淡水舱，实时将各水舱的信息传送到甲板办公室阀门遥控系统和液位遥测系统操作站以及配载计算机，使当班甲板部人员能够及时的了解实时装载、吃水等各种状态。这样就极大的方便船员的工作，减轻了船员的工作量，增强了船舶的安全性。船员可以通过集中显示控制柜触摸屏或远程计算机便捷、及时、准确地了解各舱室的液位、重量、体积、温度和压力等现场参数。当某数值超过设定的上下限值时，相应舱室的显示框会以红、黄色交替闪烁报警，控制柜上的蜂鸣器也会响起。操作人员可以及时采取相应的处理措施，以消除报警状态。报警消息页面会以表格形式记录报警的发生时间及状态等信息，可备以后查询，也可以通过打印机进行打印。

2.系统总体结构

船舶液位遥测系统主要由集中显示控制柜、现场采集箱、液位关断箱、远程监控计算机及各种传感器组成。 传感器包括雷达液位传感器、气泡式液位变送器、投入式液位压力传感器和温度传感器等。投入式液位传感器信号直接通过通讯网络进入船舶中控系统。其它的传感器信号通过现场采集箱后进入中控系统，通过中控室远程监控计算机进行显示和报警。

3.几种传感器的原理及特点

3.1液位遥测系统上位机

通过液位遥测系统人机界面对数据进行运算实现对液位、温度、压力的监测。监测软件包括通讯检测、参数设置，图表显示等模块，并能根据水温、水密度、重力加速度自动修正水位值，以辅助硬件系统达到液位计的技术指标，实现了液位数据自动采集、存储、传输、图形显示、参数修改、报警等功能。现在用户通过上位机不仅能方便的知道液舱内的液位， 还能随时知道舱内的温度、气体压力、液货密度、重量等参数和船的压载、吃水、稳性、强度等各种状态， 以确保船舶装卸与航行的安全和液货质量。通过上位机船员可以方便的设置报警参数，当有报警产生时，人机界面的状态栏显示报警的通道名称，报警的内容等。功能和特性如下：（1）通道报警显示；（2）报警上下限设定；（3）报警信息统计。

3.2吹气式液位测量

气泡式液位计是属于压力式液位计的一种，其工作原理与压阻式压力液位计相同，即由测量测点静水压力测得液位。只是测量静水压力的方法有些不同。它是将一根塑料吹气管放入水中，管口是测点。在一个密封的气体容器内，各点压强相等，也就是说，吹气管出口处的气体压力和该点的静液体压力相等，又和整个吹气管腔内的压力相等。将压力传感器的感压口置于吹气的管腔内，位于岸上仪器内。这样通过压力传感器采集探管内空气压力信号，通过已知液体密度，便可以将船舶运行时的液位值转换为电信号，通过数据采集模块，就可以实现上位机的远程监测。采用吹气式测量方法使被测液体完全没“电气”上的联系，只有一根气管进人液体中，从而可以避免很多干扰、影响，构成了它自己的使用特点，在电磁兼容、稳定度、后期维护等方面有较高的优势。优势如下：（1）传感器等换方便；（2）高性能电容性压力传感器；（3）稳定性强，采样率高；（4）高安全性，适应恶劣环境；（5）性价比高。

3.3雷达式液位测量

雷达式液位测量采用导波式雷达可用于连续的液位测量。导波雷达是基于时间行程原理的“俯视”式测量。测量时从参考点仪表过程连接处到液位表面的距离。探头发出高频脉冲并沿缆绳传播，当脉冲遇到液位表面时反射回来被仪表内的接收器接受，并将距离信号转化为液位信号。将此信号连接至液位测量系统的采集箱体上，既可提供现场显示液位信息，也可通过上位机软件显示。测量结果不受雾气和泡沫等工艺条件影响。 该测量方式信号抗干扰能力强，并且由于电磁波是恒定的，调校时只需输入量程等有关参数，不需要现场标定。 传感器安装空间小，通过舱室顶部的支撑管法兰固定，导波管与变送器之间为快速万向接头连接，安装和维护简单方便。优势如下：（1）测量结果不受温度，液体密度的影响；（2）不受液体表面泡沫的影响；（3）测量县城文本清晰显示；（4）适用于要求较高的成品油舱等。

3.4投入式液位测量

投入式液位测量采用高性能压力传感器作为测量元件，是一种自发电式和机电转换式传感器。它的敏感元件由压电材料制成。压电材料受力变形后表面产生电荷。电荷经放大器和测量电路的放大和变换阻抗后就成为正比于所受外力的电量输出给信号处理装置。通过该传感器把液位深度成正比的液体静压力准确测量出来，并经过专用信号调理电路转换成标准电流（4-20mA）信号输出，建立起输出信号与液体深度的线性对应关系，实现对液体深度的精确测量。将压力传感器直接投入液体中，即可测量出压力传感器末端到液面的液位高度。优势如下：（1）传感器体积小，使用方便；（2）传感器标准4-20mA信号输出；（3）通用型测量方法，适用于各种液位的测量与控制。

4.结论

对船舶液体舱的液位高度和容量进行遥测是非常必要的， 也是可行的。选取性能可靠、稳定、量程合适的传感器是进行好液位遥测的基础。由于测量仪表的不断革新，使得整个液位监测系统可靠性不断提高，随着现场总线技术的发展，使得船舶的液位遥测系统中具有更高程度的自动化和远程控制能力。遥测系统将舱室多项参数的现场测量、集中显示和远程监控有效集成在一起。随着自动化技术水平的发展，船舶液位遥测系统将更加的先进、智能。

【参考文献】

[1]崔晓俊.船舶液位遥测系统中的新技术应用[J].船舶工程.

自动控制塔液位实现节能降耗 篇7

石西集中处理站原稳设备于2009年11月建成投产, 设备主要有原稳塔一座和37kw塔底泵两台以及61 m3/min原稳压缩机一台。其工作方式是石西油田混合原油经处理合格后, 进入原油稳定塔内进行闪蒸, 闪蒸后稳定的原油, 依靠2台塔底提升泵将油转入净化原油储罐进行原油外交。为节能降耗在2011年5月改用人工手动控制回流阀来调整塔内的液位, 由于稳定塔内的液位极不稳定, 人工控制难度大, 在2012年11月又恢复用塔底泵进行液位控制。目前由于轻油含水较高不进入气站1000m3轻油储罐, 进入站上的沉降罐进行脱水。图1改造前工艺流程图。

1.1 原稳塔工作原理

脱水器来的65 (9) 左右合格原油进入原稳塔顶, 经溢流管和筛孔从有塔内8层交错排列筛孔塔盘上由上往下逐板下降, 并在板上积存液层, 同时气提气由塔底进入, 自下而上经筛孔通过液层, 鼓泡而出, 由于塔的顶部与原稳压缩机进口相连, 在进口节流和压缩机的抽吸作用下, 塔的操作压力为0.06~0.08MPa, 形成负压 (真空) , 原油在塔内进行闪蒸, 易挥发组分在负压下析出并通过气提气携带出来进入气相, 从塔顶流出。稳定后的原油由塔底流出, 经两台塔底泵增压后输送到5000方净化油罐进行外交。

1.2 原稳塔改造前工艺示意图

2 存在问题

(1) 来油量不均衡, 液位控制难度大, 易造成稳定塔液位过低外输泵抽空, 液位过高造成原油冒顶, 引发安全事故。小班员工必须频繁观察塔内液位的变化, 以便手动调节变频器来控制塔内液位。

(2) 采用回流阀控制塔内液位, 塔内液位随着进罐液位的升高, 操作人员也要频繁的调整回流阀开度大小, 来控制塔内液位, 操作人员的劳动强度大大增加, 稍微疏忽就能引发安全事故。

3 原稳塔出口设备改造思路

石西集中处理站原油稳定塔正常液位在16米至18米之间, 高于净化油罐高度5米以上, 停用塔底泵, 可以通过PID自动控制阀控制稳定塔液位, 使稳定后的净化原油自流进入净化油罐, 达到节能降耗的目的。

基于上述问题, 对原稳塔设施进行改造。利用站上停用的两项分离器气动阀作为原稳塔液位控制阀。改造时考虑到室内空间非常有限, 工艺改造难度大, 我们结合现场在用的工艺及设备, 采用不改变原工艺, 只改动设备, 将2#塔底泵拆除, 同时还要抽出出口线上的单流阀芯和进口线上的过滤器网, 以保证原油进入管线畅通无阻。将气动阀和变径短节与进出口相连, 液位信号采用原有的压力变送线路通道变为液位信号, 实现原稳塔液位自动控制。通过改进设备控制思路及方法综合地保证原稳塔液位安全稳定运行, 实现节能降耗目的。

3.1 原稳塔液位自动控制原理

(1) 当原稳塔液位调节器 (DCS液位设定) 设定液位后, 安装在稳定塔上的液位变送器将实际液位转换为4~20m A电流信号反馈给液位调节器, 同液位调节器的设定液位值进行对比判断后, 再向定位器发出4~20m A控制信号, 由定位器根据接收到的4~20m A电流信号控制气动阀动作的仪表风压力, 从而使气动阀在仪表风的控制下调节开度, 实现了原稳塔液位的自动控制。

(2) 控制线有仪表技术人员将压变改为液位信号以4~20m A的标准信号输送至DCS卡件, 设定液位, 用原压力报警线路通道连接气动阀。液位调节器输出12m A标准电信号输送给定位器, 定位器接收到12m A标准电信号后, 通过其信号控制仪表风信号, 从而使气动阀在仪表风的控制下调节开度, 实现了液位的自动控制及远传显示和液位连锁控制等功能。

3.2 原稳塔设备改造后的优点

(1) 停用2台塔底泵, 改用气动阀自动控制液位, 解决了液位难以控制的问题, 使原稳塔运行工作平稳, 实现了节能降耗。

(2) 解决了现场员工频繁手动操作来控制塔内液位的工作量和操作难度, 实现了远程监控自动调整塔内液位。

(3) 解决了在人员缺少的情况下, 可以保证原稳塔工作的正常运行, 杜绝了因人为操作因素所造成的冒顶窜气事故。

(4) 通过远程监控及时调整气动阀的开启度, 能连续不间断地进行压油工作, 大大提高了工作效率和安全性。

4 改造后的经济效益和社会效益

4.1 经济效益

通过采取优化原稳塔工艺参数, 停用两台塔底泵 (37KW) , 安装气动调节阀, 实现液位的自动控制, 全年节约电量消耗32万度, 同时可节省大量的设备配件消耗。从2013年4月-2016年4累计节约成本70多万元,

节电效益:37 KW×24h/天×365天=324120度, 合计约22万元,

节约设备材料费用:2.3万元, 共计挖潜24.3万元。

4.2 社会效益

2013年4月, 通过对原稳塔设备的成功改造, 解决了原设备运行中的不足之处。利用液位变送器增装1台气动调节阀, 实现液位的远传显示及液位连锁控制。现场调节运行稳定可靠, 塔内液位控制工作平稳。减轻了油田员工的劳动强度, 消除了人为操作所带来的安全隐患。最大程度上节约了能源消耗和生产成本, 实现安全生产的目的。

参考文献

[1]顾永强, 杜胜利, 康春元.研发液位自动跟踪系统节能降耗[J].石油和化工节能, 2012 (2) :25-27.

浮选槽液位控制研究 篇8

浮选是选矿过程的一个关键环节, 但由于浮选过程工艺机理复杂, 具有分布参数、非线性和大时滞等特性, 难以建立精确数学模型, 许多建立在假设条件下的浮选过程机理模型由于其自身复杂性和其假设条件在工业系统中很难得到满足, 因而其应用受到一定限制。目前, 神经网络技术、模糊控制、粗糙集理论, 蚁群算法等智能控制和优化算法的发展, 极大的改善了常规控制方法的不足。因此, 本文以鞍钢弓长岭选矿厂浮选过程为研究对象, 以稳定浮选生产过程, 稳定产品质量为目标, 研究浮选过程中智能控制方法。

1 浮选槽液位控制系统流程工艺

目前大型选矿厂为了增加生产规模, 一般将多个浮选槽串联起来, 构成多槽浮选系统。本文以弓长岭选矿厂浮选系统为研究对象, 该厂采用的浮选方法是阳离子反浮选方法, 采用十二胺和盐酸按照一定配比作为浮选捕收剂, 使无用矿物上浮, 进入浮选泡沫中, 然后选出。整个浮选系统由串联浮选槽、加药装置、加热及搅拌装置、给矿装置、中矿回收装置、扫选、磁选及尾矿分离装置组成。系统工艺框如图1所示。

系统流程工艺如图2所示。

系统输入是细筛下精矿矿浆, 即给矿矿浆, 它是前段初期选矿工艺的输出, 给矿矿浆由给矿泵通过矿浆管道泵入到给矿箱中, 同时按照一定浓度配比好的浮选药剂也通过控制机构送到给矿箱中。浮选药剂与给矿矿浆在给矿箱中混合, 在高效矿浆搅拌槽中充分搅拌并加热后进入到浮选槽中, 如果药剂量适当的话浮选槽便可以输出品位大于68%的精矿, 并保持较高的精矿回收率。浮选槽输出的尾矿输入到扫选槽中进行进一步处理, 扫选槽的输出一部分由中矿返回泵抽入到高效搅拌槽中重新加工, 而另一部分进入到浮选后期工艺设备磁选机、脱水槽等设备中进行后期处理, 处理结果为一部分当作最终尾矿排出, 另一部分亦由中矿返回泵泵入到高效搅拌槽中进行回收利用。

2 浮选槽液位控制方案

要想很好的控制浮选槽液位, 必须要求能够应用传感器准确的检测到浮选槽的液位, 可是浮选槽液位的检测一直是困扰着工程界的难题, 这是因为浮选槽中的矿浆比重经常发生变化, 且矿浆比重分布不均匀, 浮选泡沫厚度经常发生变化。传统的电容式液位计、吹气式液位计、浮子式液位变送器和和超声波都难以准确的检测到浮选槽的真实液位。弓长岭选矿厂先后采用过电容式液位计、吹气式液位计、浮子式液位变送器对浮选槽液位进行检测, 但是这些检测方法有的误差大, 有的无法直接将检测结果送入自动控制系统, 只能做人工的液位指示。检测的效果一直不理想。

所以要解决浮选槽液位控制的问题, 必须解决两个问题。一个是准确的液位检测方法;另一个是良好的控制算法。

2.1 液位检测

由于浮选槽中矿浆分布不均匀, 比重经常发生变化, 传统的通过压力检测液位的方案是行不通的, 所以本文决定采用超声波测量方法。但用传统的方法将一个超声波传感器在固定高度直接对浮选槽液面进行照射的话, 由于浮选槽上层有泡沫存在, 其泡沫层厚度经常发生变化, 测量必然不准确。采用超声波传感器直接照射浮选槽液面测量浮选槽液位的示意图如图3所示。

从上面的测量方法得到启示, 本文采用将浮球测量液位和超声波测量距离的方法结合起来, 实现浮选槽液位的自动检测, 并将检测结果直接送到自动控制系统中去。本文使用的方法示意图如图4所示。

这里将一个金属平台顶在浮球上面, 浮球通过连接轴固定在浮选槽上。浮球位置随着浮选槽液位的改变而改变。超声波传感器固定在一定高度, 不直接照射浮选槽液面, 而是照射金属平台, 通过测量平台与超声波传感器之间的距离, 间接测量浮选槽液位的变化。

2.2 液位控制

由图1可知, 浮选槽液位的调节主要是通过调节浮选槽出口流量来实现的。这里分别以每个浮选槽位对象, 采取单独控制方案, 每个浮选槽出口都安装有电动调节阀。并且使用西门子200PLC来完成液位的控制。控制系统图如图5所示。

系统控制原理如图6所示:

锅炉汽包液位检测与控制 篇9

在冶金企业中,锅炉是应用广泛的热力设备,而锅炉汽包中液位的高低,将直接影响到蒸汽的质量与锅炉的热效率及设备的安全运行,因此要时刻掌握锅炉汽包的液位情况,研究汽包液位的检测原理,保证仪表检测装置的检测精度是非常有必要的。同时,锅炉汽包的液位,不允许超出规定的限度,否则将威胁生产的安全,为了实现控制的要求,可以有两种方式,一是人工控制,二是自动控制。人工控制主要是凭经验用人工去控制生产过程,生产过程的关键参数靠人工观察,生产过程的操作也靠人工去执行,因此人工控制仅适用于工艺简单且控制要求不高的场合。自动控制是以汽包液位为主被控变量,以给水流量为副被控变量,以锅炉蒸汽负荷为前馈扰动量构成一个串级加前馈的三冲量闭环控制系统。

2 汽包液位检测

2.1 工艺简介

锅炉生产蒸汽的简单过程是:把水加热产生蒸汽,并使蒸汽达到一定的温度和压力,然后送到蒸汽管网中去。为了缩短产汽时间,一般不向锅炉中提供冷水,而是将冷水经过一级省煤器和二级省煤器的预热,然后送入汽包和水冷壁;另外,为了提高蒸汽质量,从汽包中出来的蒸汽不是直接送入蒸汽管网,而是经过一级过热器、减温器和二级过热器调整到工艺要求的温度,然后送入蒸汽管网。汽包是水、汽分离的地方,蒸汽由汽包上部引出,一般汽包中的水要保持在一半的地方。汽包中的液面比较复杂,它不象一般的静止液面,而是汽、水混合在一起的沸腾状态,同时还具有一定的压力,由此可见,这种状态下的液面,液位的精确测量由一定的困难。

2.2 差压法测液位

汽包液位有多种测量方法,其中双室平衡容器+差压变送器测量液位是比较常用的,这种测量方式比较复杂,测量精确度比较高,在莱钢锅炉上应用非常广泛。

2.2.1 双室平衡容器结构

双室平衡容器的结构图见图1,其中测量筒分别与汽包上部和下部接通,上部引入蒸汽,遇冷蒸汽温度下降不断冷凝,冷凝水流入冷凝台进入A管(A管是充满液体的),B管与汽包下部液体连通,直接反映汽包内液面的高度,平衡容器与汽包的连接方式见图2所示。

2.2.2 测量原理

如图2所示,假设汽包液位为h,A管中充满的液体高度为H,差压变送器正压室压力P1,差压变送器正压室压力P2,差压为△P则:

从上述公式可以看出,当汽包液位h=0时,△P=-ρg H,差压变送器就有一个相对应的电流信号输出,不能正确反映液位的高低,但是,当差压变送器安装位置固定后,-ρg H将是一个定值,可以采用变送器负迁移,调整变送器仪表内部零点,消除-ρg H作用力。差压变送器负迁移后,当液位从最低液位变化到最高液位时,差压变送器输出电流对应为4~20Ma,可以直接反映汽包液位的实际值。

3 汽包液位调节

3.1 被控过程分析

锅炉汽包液位自动调节系统中,汽包液位是主被调参数,液位过高会影响汽包中的汽、水分离,容易产生蒸汽带液现象,导致过热器管壁结垢并损坏,使过热蒸汽的温度严重下降,如以此过热蒸汽带动汽轮机,则将因蒸汽带液损坏汽轮机的叶片,造成运行安全事故。液位过低,则由于汽包容积太小,并且横截面积中间大,上下小,当液位偏离给定值往上或往下变化时,变化越来越快,是一个加速式的变化,由于有了这种变化,当液位降低时,则干的块,升高时,则满的快,而负荷很大时,水的汽化速度很快,如不及时调节进水量,汽包中的水会全部汽化,从而导致水冷壁烧坏,甚至引起爆炸,产生设备事故。

决定汽包液位的除了汽包中储水量的多少外,也与液位下汽泡容积有关。而液位下汽泡容积与锅炉的负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关。在影响汽包液位的诸多因素中,以锅炉蒸发量和给水流量为主。

3.2 汽包液位在给水流量作用下的动态特性

由于给水温度要比汽包内饱和水的温度低,所以给水流量增加后,需要从原有饱和水中吸取部分热量,使液位下汽泡容积减少。当液位下汽泡容积的变化过程逐渐平衡时,液位将因汽包中储水量的增加而上升。最后当液位下汽泡容积不再变化时,液位变化就完全反映了因储水量的增加而直线上升。图3反映了在给水流量作用下液位变化的阶跃响应曲线[1],图中H线是液位的实际变化曲线。在给水量作阶跃变化后,汽包液位不是马上增加,而呈现一段起始惯性段。

3.3 汽包液位在蒸汽流量作用下的动态特性

当蒸汽流量突然增加,在燃料量不变的情况下,从锅炉的物料平衡关系来看,蒸汽量大于给水量,液位应如图4所示曲线H1。但实际情况并非如此,由于蒸汽用量突然增加,瞬间必导致汽包压力的下降。汽包内水沸腾突然加剧,产生闪蒸,水中汽泡迅速增加,因汽泡容积增加,而使液位变化的曲线如图4中的H2。而实际显示的液位响应曲线H为H 1与H 2的叠加,即H=H 1+H 2。

从图中可以看出,当蒸汽用量加大时,虽然锅炉的给水量小于蒸发量,但在一开始,液位不仅不下降反而迅速上升,然后再下降(反之,蒸汽流量突然减小时,则液位先下降,然后上升)。这种现象称为“虚假液位”。虚假液位的变化大小与锅炉的工作压力和蒸发量等有关。对于100t/h的中压锅炉,当负荷变化10%时,虚假液位可达30~40mm。虚假液位现象属于反向特性,给控制带来一定困难。

3.4 三冲量调节

为了解决“虚假液位”现象,我们将主蒸汽流量、给水流量引入调节系统中,将这三个信号叠加后,输出调节信号控制给水调节阀动作,从而构成三冲量调节系统,如图5所示。

图5三冲量控制流程图

在稳定状态下,液位调节信号等于液位调节器的输出、蒸汽流量和进水量三个信号相加,去控制给水执行器动作,即:

式中:IOU为加法器的输出电信号

IL为液位调节器的输出

IW为给水变送器的输出

IS为蒸汽流量变送器的输出

C为加法器的可变常数

如果在某一时刻,蒸汽用量突然增加,在蒸汽流量变送器的输出信号IS相应增加,则加法器的输出信号减小,调节阀开大,加大进水量,使锅炉液位稳定。另一方面,蒸汽量的增加,反而与虚假液位作用的结果抵消,最终的结果是使加法器的输出信号变化不大,保持恒定的液位。当蒸汽负荷变化不大时,由于给水压力变化,在同样调节阀开度下,将会影响进水量,导致液位下降,由于水量、液位调节器均为正值,最终使加法器的输出减小,直至液位等于给定值为止。

锅炉液位调节系统中引入给水量、蒸汽量两个参数,消除了“假液位”所导致的不良后果,而且还可以根据干扰的作用提前作用,其实质使前馈作用加反馈作用的调节系统。

3.5 串级三冲量调节

图6串级三冲量调节的结构图

在三冲量调节系统中,液位调节器的输出为蒸汽、给水量综合信号,该信号作为副调节器的给定值,调节汽包液位,图6所示为串级三冲量调节的结构图。

3.6 串级三冲量调节参数整定

在参数整定时先整定副环后整定主环,具体步骤如下:

1)在主、副环路闭合的情况下,将主控制器比例度放100%,积分时间放最长,微分放最小,然后按照4:1衰减比整定副环,找出副变量出现4:1振荡过程时的比例度δ2Ss及振荡周期T2S。

2)将副控制器比例度放δ2S,积分时间放最长,微分放最小,然后按照4:1衰减比整定主环,找出主变量出现4:1振荡过程时的比例度δ1Ss及振荡周期T1S。

3)通过差表法,求得主、副控制器的参数,按照参数调整控制器,进行仿真试验。

4 结束语

通过研究锅炉汽包液位的检测,实现了液位信号的精确检测和自动调节。

参考文献

牛奶液位自动快速检测方法 篇10

牛奶的液位检测是牛奶生产环节中的关键工序。目前国内大多数牛奶生产和加工厂商还采用人工目测的检验方法, 由于作业量大, 工人易疲劳且效率低, 并且容易出现牛奶卫生安全问题, 因此存在较大安全和质量隐患。

随着图像处理与计算机通信、视觉技术与网络技术的发展, 客观上具备了利用图像处理方法对液位进行检测的条件[1]。利用图像处理技术进行液位检测, 由于其简单易行, 维护方便, 正越来越多的被应用。

本文针对摄像头静止情况下固定场景内的牛奶液位变化, 提出了一种对牛奶液位进行检测方案:首先通过牛奶液位图像采集系统提取牛奶液位图像, 利用背景差分法、直方图均衡化和中值滤波等方法对图像预处理, 以提高图像清晰度, 然后根据二值矩阵求和算法快速的得到牛奶的液位。

1 液位识别过程分析

1.1 牛奶液位图像采集系统

本系统主要包括了CCD摄像机、图像采集卡、图像处理用的计算机[2]如图1所示。通过CCD摄像机采集牛奶液位图像后, 由计算机软件进行图像处理和分析, 从而得到牛奶的精确液位。

设备安装过程中CCD摄像机和牛奶容器平行, 光线配置要良好, 以便采集到的图像清晰、噪声少。

1.2 图像预处理

图像在采集和传输过程中常常受到各种噪声的干扰和影响, 影响图像质量, 一般都存在着灰度模糊、噪声等问题[3,4], 为了使场景中感兴趣的部分更容易看清楚, 不使噪声对后面图像的处理与分析造成过大影响, 有必要对图像进行预处理。本文采用直方图均衡化方法加大图像的灰度变化, 拉大灰度对比度, 使图像中比较细小的灰度变化都能较清晰的表示出来。并对图像进行中值滤波, 中值滤波是一种既可以滤掉噪音同时又能保护边缘轮廓信息的图像增强方法。并且相对其他滤波算法计算量较小。

直方图均衡化方法:

1) 对给定的待处理图像统计其直方图, 求出P r (r k) =nk/N

rk为第k个灰度级;nk为第k级灰度的像素;N为一幅图像中像素的总数;P r (r k) 表示该灰度级出现的概率。

2) 根据统计出的直方图采用累积分布函数作变换,

求变换后的新灰度;

3) 用新灰度代替旧灰度, 求出Ps (s) , 这一步是近似过程, 应根据处理目的尽量做到合理, 同时把灰度值相等或近似地合并到一起。

结果如图2直方图均衡化, 从图中可以清晰的看出黑白对比度增大, 牛奶和刻度相对清晰。

中值滤波原理:

设序列{f1, f2, f3, …fn}, 按值得大小排列:fi1>fi2>…fin, 序列的中值为

中值滤波输出为g (x, y) =med{f (x-k, y-l) , (k, l∈W) }, 其中, f (x, y) , g (x, y) 分别为原始图像和处理后图像。W为二维模板3*3的区域。结果如图3中的中值滤波, 背景和刻度上的噪声得到了很好的过滤。

1.3 牛奶液位检测

为了减小环境对图像的影响, 本文利用了背景差分法对牛奶液位图像进行处理。即在检测前首先保存一张背景图像a, 通过背景图像a和要检测的牛奶液位图像b相减得到去背景噪声的图像c。

然后对图像c二值化处理得到图像d, 图像d即是有0、1数值组成的二维矩阵。由于牛奶的物理特性颜色成白色, 所以得到的二值图牛奶液位上下二值化分明。对图像d的每一行求和, 本文应用的求和算法为二值矩阵求和法, 即:

al为原图像a的列数, ones (al, 1) =[1, 1, 1, …, 1]T, 即数值为1的al行一列的矩阵。从而得到图像d的每行的和sum1。

sum和sum1 (i, 1) 相减大于阈值T时, 阈值T为自适应阈值根据图像大小训练得到。得到的i值即牛奶液位所在。

应用二值矩阵求和算法不需要其他液位检测算法中的对图像边缘检测和液位识别这两步, 从而大大提高了检测速度。

2 实验结果

在实验过程中, 使用CCD图像采集设备在相同环境下拍摄了大量不同液位高度的图像, 图像大小为640×480像素, 处理与识别方法采用的是本文提出的算法, 操作系统为Windows XP, 使用Matlab语言进行编程处理。实验结果是在多个不同环境下的图像都能正确进行牛奶液位检测, 可以较好地满足牛奶厂商对精度、可靠性、实时性的要求。典型实验结果如图3图像预处理和4牛奶液位。

3 结论

本研究根据牛奶的特点, 以二值矩阵求和算法核心对牛奶液位图像的液位进行快速检测。首先对检测对象进行预处理, 通过直方图均值法和中值滤波法去除图像由于拍摄和传输过程中所产生的噪声, 通过背景差分法来减小拍摄环境对图像的影响, 得到容器液位清晰的图像。最后根据二值矩阵求和算法快速的得到牛奶奶的的液液位。该方法安全、稳定、高效, 大大的节省了人力物力, 满满足足了了牛奶生产过程中液位检测的需要, 应用前景非常广阔。

摘要：液位是牛奶检测的重要参数之一, 如何准确有效的对牛奶液位进行检测一直是研究的一个重点。为解决上述问题, 本文提出将图像处理技术应用于牛奶液位检测的新方法。经过背景差分、直方图均衡化、二值化和中值滤波等方法对图像预处理过程, 建立了二值矩阵求和法液位检测计算模型。实验结果表明, 液位图像识别的精度较高, 速度较快, 可满足实际应用要求, 是一种具有很好发展前景的液位检测方法。

关键词：图像处理,牛奶液位检测,中值滤波

参考文献

[1]赵刚, 唐得刚.几种常用的液位在线检测方法的比较[J].中国仪器仪表, 2005 (5) :36-40.

[2]李敏, 朱华生, 孙辉, 吴烈阳, 白明明.基于图像的静脉输液无液检测的新方法[J].南昌工学院学报, 2009 (2) :8-11.

[3]张颖.瓶装啤酒体积在线检测装置[D].沈阳:沈阳工业大学, 2006.

液位自动控制 篇11

【摘要】使用3块Rosemount压力变送器配合，通过施耐德Quantum PLC采集数据，通过计算测量脱硫塔浆液密度和液位，数据稳定准确。

【关键词】Rosemount压力变送器；Quantum PLC；液位计算公示

1.问题现状

我厂脱硫塔使用湿式脱硫方式，使用石灰粉與水混合搅拌产生的石灰浆液与烧结机产生的烟气中的SO2发生化学反应，化学方程式：2SO2+O2+CaO+2H2O=△=2CaSO4·2H2O，降低烟气中的SO2，达到环保要求的排放标准。在实际生产中发现问题，脱硫塔内浆液呈酸性，对液位计腐蚀较大，经常造成液位计的损坏，同时浆液的密度在塔内也不容易测量，后通过多方查找资料，对脱硫塔液位和浆液密度采用压力表配合的方式测量，经过使用和大量数据验证，液位和密度数据精确稳定，配装了冲洗设备，通过编程定时对压力表探针进行冲洗，使压力表采集数据准确，同时延长使用寿命。

2.液位测量原理

简单介绍测量方法的测量原理：利用3块Rosemount压力变送器P1，P2，P3，如图所示P1距离塔底部h2，P2与P1间隔h1，P3是位于脱硫塔顶部大气压（液位不会达到高度），现加设实际液位比P2压力表位置高h，则具有一下公示：P2=P3+ρgh ①式，P1=P3+ρg（h+h1）②式 P1=P2+ρgh1③式，由②式减去①式得：ρ=（P1-P2）/gh1；由③式和①式可得ρg=（P2-P3）/h=（P1-P2）/h1则，h=（P2-P3）/（P1-P2）*h1，则实际液位=（P2-P3）/（P1-P2）*h1+h1+h2

3.程序编写

通过Quantum PLC的模拟量采集模版将3块压力表的DC4-20mA信号采集到PLC中，根据量程信息使用I_SCALE块将整数形式的数据转化为浮点型，根据液位计算公式编写程序，计算脱硫塔浆液密度和脱硫塔浆液液位，如下图所示：

4.结束语

经过改良测量方法和完善计算程序，为了使液位和密度数据更加精确和稳定，后又在脱硫塔另一侧安装3块Rosemount压力变送器，增加2个液位和2个密度数据，从而是控制精度更加精确和稳定，经过一段时间使用，对于工艺中对液位和密度的控制提高效率，同时提高了烧结烟气的脱硫效率。

参考文献

[1]李晓勇，李彦.差压法测量脱硫塔液位的设计研究.

作者简介

液位自动控制 篇12

连续铸钢(简称连铸)就是把液态钢用连铸机浇注、冷凝后直接得到铸坯的工艺。连铸机结晶器是连铸机的重要组成部分,是一个水冷的钢锭模,完成将液态钢初步凝固成形的任务。连铸机结晶器液位控制是冶金连铸系统中非常重要的环节之一,液位的波动会造成结晶器保护渣和杂质大量卷入钢水,严重影响铸坯的质量,甚至可能导致浇铸过程中发生溢钢和漏钢事故,因此必须将结晶器液位控制在一个合适的范围内。本文根据安钢连铸机实际,将PLC技术与塞棒机构、电动缸驱动系统相结合,提高塞棒的控制精度,从而保证结晶器液面的稳定。

1 结晶器液位自动控制系统

钢水浇入结晶器,为防止钢水溢出,钢水面须低于结晶器上口约70～100mm。结晶器内钢水液面的稳定性取决于中间包浇入结晶器内的钢水量和从结晶器内拉出的铸坯量的平衡。在拉速一定的情况下,结晶器钢水液面升高,可关小中间包水口;钢水液面太低,可开大中间包水口。在中间包水口流量一定的情况下,结晶器钢水液面升高,拉速就应加快;液面太低,拉速就应减慢。

钢水从钢包流入中间包,然后通过浸入式水口流入结晶器。中间包的塞棒设置在浸入式水口的开口处,通过塞棒机构提升塞棒来改变浸入式水口开度,而塞棒机构则由塞棒驱动系统来驱动调节。进人结晶器的钢水流量和结晶器的钢水液位由浸入式水口开度来决定,而结晶器钢水液位须尽可能控制在预定位置。

1.1 结晶器液位控制基本原理

结晶器液位控制系统主要由液位传感器、以PLC为中心的结晶器液位控制器、位置检测反馈装置及由驱动系统控制中间罐滑动水口或塞棒开度组成的伺服控制系统等构成。传统结晶器钢水液位控制原理图如图1所示。

结晶器钢水液位控制系统是一个串级控制系统,内环是位置环,外环是液位环。当液位偏离给定值时,偏差信号改变位置环的给定值,从而改变塞棒或滑动水口位置,使钢水液位回到给定值。当液位超过某上(下)限时,控制系统立即改变系统增益,以保证钢水液位不超限;达到最高限时,控制系统报警甚至关闭中间罐塞棒,以避免溢钢;到达最低限时,控制系统报警甚至降低拉速或停拉,以避免漏钢。连铸过程复杂,特别在水口和塞棒粘上的凝固钢液突然脱落或水口堵塞和烧损时,流量变化很大,系统突然失控,加之环境恶劣(如高温、高粉尘),易出现常规系统性能不稳定或控制质量不好、波动很大等现象。因而,各国都极力研究有效的、调节质量高的且鲁棒性良好的自动控制系统。

1.2 结晶器液位控制数学模型

1.2.1 电机伺服系统

根据电机原理可知,电机调节位置与电机给定信号的关系为:

式中,s为复数域的变量;d为电机调节位置;I为电机给定信号;Tm为电机时间常数。

1.2.2 塞棒位置与电机传动位置关系

塞棒位置与电机传动位置成比例关系,则塞棒位置与电机调节位置的关系为:

式中,xp为塞棒位置;d为电机调节位置;K为比例系数。

1.2.3 塞棒流量特性

塞棒位置与结晶器钢水流入量间的动态特性主要为延迟特性,由浸入式水口的流量传输引起。结晶器钢水流入量与塞棒位置的关系可采用惯性环节表示:

式中,T为滑动水口等效时间常数,一般取0.4～0.9s。

塞棒提升装置的动态行为由驱动器和伺服电动缸控制。驱动器特性可简单地近似为阶差微分方程,其输出值为伺服电动缸的位置。驱动器控制电动缸的移动量,使电动缸以适当的速度移动。电动缸可用一个积分器建模,计算塞棒位置。塞棒的动作可由电激励信号控制,输出值是塞棒位置。

1.2.4 结晶器液位模型

结晶器液位模型为:

式中,H为液位高度;Qin为钢水流入量;Qout为钢水流出量;Am为结晶器截面积;A为水口面积;czr为注入系数;h为钢液从中间包到结晶器的高度差;g为重力加速度;Vspeed为拉速。

从结晶器液位模型可看出,结晶器钢水流出量与拉速成正比;钢水流入与流出结晶器的流量差构成钢水液面的变化,其积分就是结晶器液位测量装置能测得的结晶器液位。结晶器的液位受塞棒位置、几何形状,浸入式水口内腔尺寸以及钢水在水口中的流动状态影响。

2 应用实例

2.1 结晶器液位PID控制

PID控制方法因其具有原理简单、使用方便、鲁棒性强等特点而被广泛应用于结晶器控制系统。现就结晶器液位PID控制方法在安钢#2板坯连铸机上的应用作简单介绍,其自动控制原理框图如图2所示。

该系统有两个闭环控制回路:一个是塞棒的位置控制(副回路),单独使用副回路时为半自动控制,电动缸位移偏差Δs经副回路PI控制器引起塞棒上下移动,从而改变钢水流量,保持液位稳定;一个是结晶器的液位控制(主回路),液位偏差ΔH送主回路PID控制器,其输出作为电动缸的行程设定值。前者嵌套在后者内部,形成一个标准的双闭环自动控制系统,即串级控制系统。当整个控制系统出现故障时,断开塞棒与电动缸的连接,将系统切换到手动操作状态。

(1)外环PID控制。

设r1(k)为结晶器液位设定值,c1(k)为结晶器液位实际值,则液位偏差e1(k)为:

输出的控制增量Δu1(k)为:

式中,k1p、k1i、k1d为外环PID控制器的比例、积分、微分系数。

(2)内环PI控制。

此时Δu1(k)+u1(k-1)作为内环的输入设定,记为r2(k),电动缸的行程反馈值记为c2(k),则电动缸的行程偏差e2(k)为:

输出的控制增量Δu2(k)为:

最后的输出u2(k)为:

式中,k2p、k2i分别为内环PI控制器的比例、积分系数。

(3)PID控制器在结晶器液位控制中的应用。

分析结晶器液位自动控制系统知,影响结晶器液位稳定的主要是外环PID控制器,所以只要将外环PID控制器的kp、ki、kd参数调整适当,结晶器液位就能够保持稳定。

2.2 结晶器液位控制系统实现

结晶器钢水液位控制系统包括结晶器钢水液位测量装置、塞棒提升机构、PLC、监控显示器、驱动装置。钢水液位测量装置采用放射性元素铯137;塞棒提升机构采用伺服电动缸驱动;PLC采用S7-300系列;驱动装置采用施耐德Lexium伺服驱动。结晶器钢水液位控制系统如图3所示。

放射源铯137发射的γ射线通过水套和铜管射到接收器上,产生电脉冲。电脉冲通过屏蔽电缆输入到二次仪表,经放大、分析后送主机,形成脉冲计数n,n值随结晶器内实际的液面高度成比例变化。因此,通过n值可计算出液面高度H及与H成线性关系的电压/电流模拟量。将这些值送给PLC,PLC就可根据实际液面、设定液面及塞棒开度,输出信号给驱动器。驱动器控制伺服电动缸移动量,从而带动塞棒提升机构调节钢水的流量,使结晶器内钢水液面稳定,以此来保证连铸机正常运行和钢坯的质量。

其中,放射源和铯源接收器安装在现场结晶器上;现场操作箱和伺服电动缸位于结晶器附近;而PLC、驱动器、上位机及相关通信电缆等位于电气室的结晶器液位控

上位机作为操作员站和工程师站,能进行画面监控操作、数据修改存储、控制系统程序的开发和维护。上位机采用研华IPC-610系列工控机;操作系统选用Windows XP专业版;利用Step7 V5.2开发软件进行过程组态和程序编辑,利用监控软件WinCC进行画面开发。

结晶器液位控制PLC采用西门子Simatic系列S7-300可编程控制器,作为结晶器液位控制系统的核心,对系统的数据进行逻辑判断、运算和信息处理[4],从而控制系统中设备的运行。

3 应用效果

结晶器液位自动控制系统在#2连铸机中投用,不但提高了连铸机自动化水平,而且保证了铸坯质量,取得了良好效果。

(1)减少了铸坯在结晶器中的夹渣、包渣,提高了铸坯质量和钢水收得率。

(2)减少了连铸生产过程中结晶器溢钢和漏钢事故的发生次数,保障了生产稳定,提高了连铸机生产运行率。

(3)连铸机自动化水平的提高,大大减轻了现场操作工的劳动强度。

(4)操作可视化,结晶器液位调整数字化,使操作更方便、画面更简洁。

4 结束语

结晶器液位自动控制技术利用PLC和电动缸伺服驱动装置,采用PID控制方法,有效实现了结晶器钢水液位的稳定,为连铸洁净钢生产提供了保障。

参考文献

[1]王伟,郭戈,柴天佑.连铸过程的建模与控制[J].1997(A00): 385-390

[2]曹光明,吴迪,张殿华.基于模糊控制决策的铸轧机结晶器液位控制系统设计[J].东北大学学报(自然科学版),2006(7): 775-778

[3]崔坚,李佳.Siemens Industrial Communication guide[M].北京:机械工业出版社,2005

[4]廖常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].北京:机械工业出版社,2005

[5]天津电气传动设计研究所.电气传动自动化手册[M].第2版.北京:机械工业出版社,2005

[6]杨少光.机电一体化设备的组装与调试[M].南宁:广西教育出版社,2009