6ES7510-1SK03-0AB0安装调试

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PLC控制在烧结生产过程中的应用

3.3 检测和控制原理

系统自动调节原理如图2所示。

物料重量通过荷重传感器，并转变为与之成正比的直流毫伏信号，再通过直流毫伏变送器变换为直流4～20ma信号，送到a/d模板。皮带秤电机转速由直流测速发电机测量，测速发电机输出的直流电压经电阻分压网络降压，得到与转速成正比的直流0～5v信号，送到a/d模板。设某一时刻，皮带秤有效称量段上的物料重量为w，皮带的线速度为v，有效称量段长度为l，则该时刻物料的瞬时流量为

f=1/l×w×v （1）

根据式（1），可以计算每一采样时刻的瞬时流量，并进一步计算一段时间内的平均流量。将其与操作员通过键盘输入的流量给定值比较，然后进行pid调节运算得到控制量，较后通过d/a模板输出4～20ma的直流信号，控制变频器改变输出频率，从而改变电机转速，达到改变物料流量的目的。

3.4 系统软件设计

siemens公司的step7系列指令系统功能非常强，不仅有丰富的用于断续控制的指令，而且有很多运算和控制指令，如pid控制指令，数据类型近十种，包括整型、实型等等，这给编程带来很大的方便。

控制软件采用梯型图语言编制。编程时，遵循软件工程规范，根据结构化、模块化原则，把功能相对独立的部分编制为一个子程序，尽量减少子程序之间的联系，主程序依据不同条件调用各个子程序，完成相应的功能．软件部分包括：

（1） 主程序;

（2） 顺序控制;

（3） 流量计算;

（4） 配比计算;

（5） pid调节;

（6） 故障处理。

另外，上电复位时，cpu自动调用故障例行子程序，完成上电保护功能。

在上述各个子程序中，流量计算中的数字滤波子程序非常重要。如直接以瞬时流量作为反馈量进行pid调节，那么由于物料流波动很大，经常造成瞬时流量大幅度变化，使调节过程不易平稳。因此，我们利用数字滤波子程序计算平均流量并以此作为反馈值。

4 烧结系统

烧结机子系统将混合料经点火炉点火燃烧，机上冷却成烧结矿并破碎，使其成为合格的高炉原料。它是系统的核心，除了满足工艺的常规流程控制外，主要还有下列模拟量控制：

（1） 铺底料圆辊调速

控制铺底料料层厚度，采用比率调节;

（2） 混合料圆辊调速

控制烧结机料层厚度，采用比率调节;

（3） 铺底料给料机调速

预估铺底料矿槽料位的变化，调节铺底料料流量;

（4） 冷却终点控制

通过调节烧结机机速，使冷却终点温度控制在一个人为的设定值范围内;

（5） 炉温调节

串级加比值调节，温度调节器的输出作为煤／空回路的串级输入，温度环采用pid调节，煤／空回路采用pi调节并按一定的工况所设定的比值自动跟踪;

（6） 物料平衡

使混合料槽物料的进入量与烧结机的需求量保持基本平衡，采用模型来计算未来可能需要的总配料量

简单的说，就是离心泵带有叶轮，如果液体在泵入口端面由于压力降低，导致汽化，会对叶轮造成伤害，就是通常所说的汽蚀。
 

汽蚀余量是设计概念。汽蚀余量分为允许（装置）汽蚀余量NPSHa；必须汽蚀余量NPSHr；
 

工厂在对离心泵进行布置设计时，必须考虑装置汽蚀余量NPSHa；这个汽蚀余量是设计值，理论上就是伯努利方程，具体自己上网搜索。
 

NPSHr是泵生产厂家提供的离心泵必须汽蚀余量，一般要求NPSHa>NPSHr+0.8~1m；当然每个工程设计院或专利商给出的标准会不一样。
 

那么NPSHa的设计除了需考虑装置的高度设计外，还需综合考虑流量及扬程，因为这两个值对NPSHr影响很大。
 

并不是NPSHa越大越好，NPSHa越大意味着泵前的设备需要布置的越高，可能维修麻烦或者更耗能。所以NPSHa需要合理设计，低流量，低扬程，NPSHa可以稍小些，如果高流量，高扬程，NPSHa应更大些，因NPSHr会较大。
 

提高抗气蚀措施：

a.提高离心泵本身抗气蚀性能的措施

(1)改进泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。增大过流面积；增大叶轮盖板进口段的曲率半径，减小液流急剧加速与降压；适当减少叶片进口的厚度，并将叶片进口修圆，使其接近流线型，也可以减少绕流叶片头部的加速与降压；提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失；将叶片进口边向叶轮进口延伸，使液流提前接受作功，提高压力。

(2)采用前置诱导轮，使液流在前置诱导轮中提前作功，以提高液流压力。

(3)采用双吸叶轮，让液流从叶轮两侧同时进入叶轮，则进口截面增加一倍，进口流速可减少一倍。

(4)设计工况采用稍大的正冲角，以增大叶片进口角，减小叶片进口处的弯曲，减小叶片阻塞，以增大进口面积；改善大流量下的工作条件，以减少流动损失。但正冲角不宜过大，否则影响效率。

(5)采用抗气蚀的材料。实践表明，材料的强度、硬度、韧性越高，化学稳定性越好，抗气蚀的性能越强。
 

b.提高进液装置有效气蚀余量的措施

(1)增加泵前贮液罐中液面的压力，以提高有效气蚀余量。

(2)减小吸上装置泵的安装高度。

(3)将上吸装置改为倒灌装置。

(4)减小泵前管路上的流动损失。如在要求范围尽量缩短管路，减小管路中的流速，减少弯管和阀门，尽量加大阀门开度等。

(5)降低泵入口工质介质温度（当输送工质接近饱和温度时）。

以上措施可根据泵的选型、选材和泵的使用现场等条件，进行综合分析，适当加以应用

水泵扬程和压力成正比。
压力和杨程对应的，压力1MPa等于100米杨程。功率就是你有多大劲儿能把多大的量的水打多高的能力，同样功率的杨程高了流量就会小点。具体的出口压力计算是依据流体力学中的公式来计算的,出口管道上的阀门、弯头会对压力产生很大影响,如阀门开度很小的话,泵出口.
水泵的扬程一般是以米水柱为单位表示的压力，4米水柱的扬程换算成0.4kg/cm^2的表压力，或者是约0.04Mpa的表压力。

离心泵扬程是指单位重量液体通过泵所获得的能量，它包括位能、压力能和速度能等几个部分，因此出口压力只是它的一部分。这水泵的标准扬程（就是在标准流量的情况下）是12*9.8=117.6m。 但是水泵的输出曲线是一个连续函数，12kg压力的水泵的较大扬程一般可以达到14-16kg。

1bar=14.5Psi=100kpa=0.1Mpa。

psi全程是pounds per square inch 就是磅/平方英寸1MPa=145psi

一般在国内的各种标准压力表以及通用的压力现实装置均有MPA和PSI两种标识。

在中国，我们一般把气体的压力用“公斤”描述（而不是“斤”），其单位是“kg/cm2”,一公斤压力就是 一公斤的力作用在一个平方厘米上。

欧洲与国内相同也使用MPa，而在美国常用的单位是“psi”，具体单位是“lb/in2”, 就是“磅/平方英寸”