液氯計量系統(tǒng)自動化裝置設(shè)計論文正文課件

1、青島科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）1.緒論1.1本課題的研究背景與意義隨著電子信息技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、PLC的發(fā)展，化工產(chǎn)品的灌裝計量控制系統(tǒng)在短短的幾十年內(nèi)取得了巨大的進步，極大地促進了工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。雖然化工產(chǎn)品的灌裝計量控制系統(tǒng)已經(jīng)問世這么久，但對它的定義仍仁者見仁，智者見智。原因之一在于化工產(chǎn)品的灌裝計量控制系統(tǒng)還在不斷發(fā)展、不斷的完善，新的功能、機型陸續(xù)地出現(xiàn)，涵蓋的內(nèi)容也越來越豐富。眾所周知，化工產(chǎn)業(yè)在我國的國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位，有關(guān)專家指出，隨著電子信息產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，我國化工行業(yè)的灌裝計量控制系統(tǒng)也在不斷的向前發(fā)展。 同時，中國化工產(chǎn)

2、品的灌裝計量控制系統(tǒng)已發(fā)展成世界化工行業(yè)中有重大影響和極大市場占有率行業(yè)。因此，化工產(chǎn)品的灌裝計量控制系統(tǒng)市場發(fā)展?jié)摿薮?。無論是大型企業(yè)，還是中小企業(yè)，要完成化工流體的灌裝計量控制， 靠人力手工勞動是不行的，因為一般來講化工流體的灌裝工作強度大，還需要一定的精度，人工勞動速度也慢，因而灌裝出來的產(chǎn)品在質(zhì)量上遠遠不能滿足人們的要求。而在使用灌裝計量控制系統(tǒng)時，不僅保證了連續(xù)批量灌裝計量的準確性和控制的可靠性，而且還可以大大的節(jié)省人力，提高生產(chǎn)效率。并且具有占地小，安全可靠、維修方便、使用靈活的特點。因此我們有必要設(shè)計、制造該液體自動分裝系統(tǒng)。本設(shè)計的意義在于全面檢驗并鞏固學生所學專業(yè)知識，掌握

3、化工產(chǎn)品的灌裝計量控制系統(tǒng)的全過程，靈活運用所學理論知識，提高計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計能力，學會繪圖軟件及編程軟件的使用，進一步拓寬知識面，更好地培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、分析問題、解決問題的能力，為畢業(yè)以后盡快適應(yīng)專業(yè)設(shè)計環(huán)境打下良好基礎(chǔ)。1.2液氯計量系統(tǒng)簡介液氯是重要的化工原料， 它的用途非常廣泛，為強氧化劑，可用于紡織、造紙工業(yè)的漂白，自來水的凈化、消毒，鎂及它金屬的煉制，制取農(nóng)藥、洗滌劑、塑料、橡膠、醫(yī)藥等各種含氯化合物。同時也是一種危險化學品，具有劇毒性、強腐蝕性、高氧化性、強剌激性等特性。在液氯生產(chǎn)、運輸、儲存、使用等環(huán)節(jié)中，誘發(fā)安全事故的因素很多，稍有不慎，極易導致災難性事故，造成人員

4、傷亡和財產(chǎn)損失，甚至導致生態(tài)環(huán)境的嚴重破壞。因氯氣為危險化學品，應(yīng)避免一切人體接觸。并且由于處于低溫狀態(tài)下工作，必須有準確的計量裝置確保進入貯槽或槽車或罐的液氯不過量。1.2.1液氯計量控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展狀況目前有以下幾種計量方式：1、傳統(tǒng)浮球式液位計 液氯比重比較大，采用浮球式液位計又經(jīng)濟又實用。其原理是自液氯儲槽頂部插入一內(nèi)含空心浮球的鋼網(wǎng)筒，浮球隨著儲槽內(nèi)液面變化沿鋼網(wǎng)筒上下浮動，通過儲槽上方的液位計指示液位。浮球式液位計相對而言，價格低廉。但安裝和維護時避免不了需要打開設(shè)備及與液氯接觸，易造成氯氣泄漏及物料損失。由于氯氣中水分及液氯中酸泥的影響，浮球有可能與鋼網(wǎng)管卡死，易造成液位指示誤

5、差及增加檢修次數(shù)。 2、外測式液位計 外測式液位計是在液氯儲槽底部外壁吸附一個儀表測量頭，檢測容器產(chǎn)生的微小振動，再將容器在不同液位下的振動轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)過判別和復雜計算后，得出液位值。外測式液位計安裝簡單，僅需將儀表測量頭吸附在儲槽容器外壁，避免了設(shè)備開孔（僅需在在測量頭吸附處對設(shè)備進行打磨），消除了氯氣泄漏的隱患。避免了測量儀器與液氯接觸減少腐蝕，檢修及安裝也相對容易。3、 液氯質(zhì)量流量計 槽車充裝操作時，為防止因液位計失誤造成超裝，一般采用先將液氯裝入計量槽計量后再裝入槽車。經(jīng)計量槽后再裝槽車，雖然減少了超裝的可能，但是重復操作，即增加了工人的勞動強度又加大了液氯泄漏的風險還加大了液氯

6、的損失量。由此，我們可以設(shè)計一套由西門子PLC、DBST雙剪切梁式稱重傳感器、氣動球閥和觸摸屏等元器件組成的自動計量及自動控制灌裝系統(tǒng)，通過此計量控制系統(tǒng)既可以保證連續(xù)批量灌裝計量的準確性及連續(xù)批量灌裝控制的可靠性，也可以保證液氯在運輸、儲存、使用等方面的安全性。1.2.2液氯計量控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢隨著現(xiàn)代化科學的發(fā)展，科技的進步，簡單而傳統(tǒng)的灌裝技術(shù)已經(jīng)遠遠不能滿足于生產(chǎn)和生活的需求，于是需要人們進一步的設(shè)計出更高技術(shù)、更快速度、精度更高的灌裝技術(shù)，以適應(yīng)生產(chǎn)的要求，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求，提高人們的生活水平和生活質(zhì)量。步入21世紀，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，化工產(chǎn)品的灌裝計量控制系統(tǒng)

7、也將步入新的時代，利用多技術(shù)融合的設(shè)計原則，結(jié)合新的方法和技術(shù)，不斷地往以下幾個方向發(fā)展：1.設(shè)備向多功能化發(fā)展。使用同一臺機器，就可以灌裝不同質(zhì)量的產(chǎn)品、使用不同質(zhì)量的稱重罐體，而且可以實現(xiàn)在線顯示等功能。多功能化的發(fā)展方向能夠適應(yīng)用戶改變稱重罐體、改變灌裝流體質(zhì)量的需要，盡量減少企業(yè)的生產(chǎn)成本。更換部件也能夠適應(yīng)封口形式的變化，產(chǎn)品的適應(yīng)性更廣，市場的競爭力更強。例如，在本課題中液氯劑量控制系統(tǒng)中，根據(jù)操作人員對觸摸屏稱重量的設(shè)定，可實現(xiàn)稱重罐體的去皮、罐裝定量設(shè)定、罐裝啟動、稱重在線顯示以及控制閥自動控制等功能。2.集機、電、氣、光、磁一體化發(fā)展。PLC可編程控制器普遍應(yīng)用于灌裝計量控制

8、系統(tǒng)中，大型設(shè)備更是采用計算機控制，人機界面顯示，故障自我診斷，實現(xiàn)了設(shè)備運行的智能化。在線檢測裝置和計量裝置配套完備，能自動檢測各項參數(shù)、計量精確，并且集機、電、氣、光、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品也應(yīng)不斷大量涌現(xiàn)。3.全自動化操作。隨著新一輪工業(yè)革命的推廣，社會化大生產(chǎn)逐步走進現(xiàn)實生產(chǎn)，為了滿足生產(chǎn)和生活的需要，就必須要往全自動管理的方向發(fā)展，利用當代的高新技術(shù)進行操作和管理，提高勞動生產(chǎn)率，進一步為實現(xiàn)質(zhì)量和產(chǎn)量的最優(yōu)化結(jié)合?，F(xiàn)代灌裝技術(shù)的目標是精確、高效、自動化。精確的灌裝量、灌裝過程的高速、減少盡量小的液損、整條生產(chǎn)線的最優(yōu)化控制，都由于電子技術(shù)的實際應(yīng)用而成為可能?，F(xiàn)在，液氯計量控制系統(tǒng)

9、全線的自動控制水平高和全線效率高，在線檢測裝置和計量裝置配套完備，能自動檢測各項參數(shù)，計量精確。綜上所述，我國灌裝計量控制系統(tǒng)制造業(yè)雖然起步晚，基礎(chǔ)薄弱，但經(jīng)過二十多年技術(shù)的不斷引進、工藝裝備的技術(shù)改造、CAD計算系統(tǒng)輔助設(shè)計的普遍應(yīng)用，整體的產(chǎn)品質(zhì)量提高很快。但是，與國外先進技術(shù)的差距尚且存在，主要表現(xiàn)在研究開發(fā)的滯后，試驗手段（如灌裝閥工作原理的定量分析）欠缺。國內(nèi)化工行業(yè)的優(yōu)勝劣汰和集約化發(fā)展，也將造成化工產(chǎn)品的灌裝計量控制技術(shù)不斷前進，必將促進具有技術(shù)實力企業(yè)的進步和發(fā)展。1.3論文的主要內(nèi)容本論文論述了一種用西門子S7-300 PLC作為控制部分的液氯的計量控制系統(tǒng)的工作原理與實現(xiàn)過

10、程。該系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、人機交互界面模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊由稱重傳感器和A/D轉(zhuǎn)換部分組成。主要硬件指PLC以及擴展模擬量模塊的輸入輸出設(shè)備等部分。軟件部分描述了控制系統(tǒng)流程圖、系統(tǒng)的分裝過程工作流程等。論文的具體結(jié)構(gòu)和內(nèi)容安排如下：第一章，緒論部分，主要介紹了論文的研究背景與意義及論文的主要內(nèi)容，包括液氯計量控制系統(tǒng)的現(xiàn)況分類及其發(fā)展趨勢等。第二章，首先對液氯生產(chǎn)、液化、輸送方式做了簡單介紹，然后又對液氯輸送過程中安全隱患、危害、及泄露事故發(fā)生時的處置等。第三章，主要介紹了液氯計量控制系統(tǒng)各部分的控制指標及現(xiàn)場操作流程。第四章，具體闡述了系統(tǒng)各模塊的硬件設(shè)計，主要包括數(shù)據(jù)

11、采集模塊、控制器模塊、人機交互界面模塊等主要硬件的介紹。第五章，軟件設(shè)計部分，主要簡單介紹了軟件設(shè)計的整體思路、控制系統(tǒng)的流程及灌裝過程的流程等內(nèi)容。第六章，總結(jié)和展望部分，對灌裝計量控制系統(tǒng)進行了總結(jié)，概述了系統(tǒng)的性能及特點，提出了一些針對性的解決思路和設(shè)想，并展望了其發(fā)展前景。352.液氯參數(shù)及生產(chǎn)2.1物料外觀和體態(tài)：常溫下氯為黃綠色氣體，液態(tài)的氯是黃色透明液體。理化性質(zhì)：液氯為黃綠色的油狀液體，有毒，有窒息性氣味。分子式Cl2。分子量70.91。在15時比重為1.4256，在標準狀況下，沸點為-34.6，凝固點為-101.5。在水分存在下對鋼鐵有強烈腐蝕性。溶于水和易溶于堿液。遇水生成

12、次氯酸和鹽酸，次氯酸再分解為鹽酸新生態(tài)氯、氧和氯酸。氯與一氧化碳在高熱條件下，可生成光氣。在日光下與混合時會發(fā)生燃燒爆炸。與許多物質(zhì)反應(yīng)引起燃燒和爆炸液氯為基本化工原料，可用于冶金、紡織、造紙等工業(yè)，并且是合成鹽酸、聚氯乙烯、塑料、農(nóng)藥的原料。用高壓鋼瓶包裝，凈重500kg、1000kg;槽車罐裝，凈重25噸左右/罐。貯于陰涼干燥通風處，防火、防曬、防熱。項目 指標優(yōu)等品 一等品 二等品氯含量，% 99.8 99.6 水份含量，% 0.015 0.030技術(shù)指標:GB-T5138-1996危害特性：液氯不會燃燒，但可助燃。一般可燃物大都能在氯氣中燃燒，一般易燃氣體或蒸汽也都能與氯氣形成爆炸性混

13、合物。氯氣能與許多化學品如乙炔、松節(jié)油、乙醚、氨、燃料氣、烴類、氫氣、金屬粉末等猛烈反應(yīng)發(fā)生爆炸或生成爆炸性物質(zhì)。它幾乎對金屬和非金屬都有腐蝕作用。2.2液氯制造 制取純凈氯氣。不管是離子膜法電解制堿或是金屬陽極法電解制堿，聯(lián)產(chǎn)的氯氣總有一定的雜質(zhì)，對于某些使用場合來說，需要純度較高的氯氣，而干燥以后的原料氯氣是無法滿足要求的。在氯氣液化過程中，絕大部分氯氣得到冷凝，不凝性的氣體作為尾氣排出，使液態(tài)氯純度得到了提高。便于運輸和貯存。氯氣液化以后，體積大大縮小，氯氣的密度為3.2kg/m3，而液氯的密度可達13-16kg/m3，因此，便于長距離運輸。用作氯氣的平衡產(chǎn)品。由于氯堿化工企業(yè)

14、主產(chǎn)是連續(xù)性的，當某一氯氣用戶無法正常耗用氯氣時，將會影響到電解的負荷，而生產(chǎn)液氯則就有了緩沖余地，可以將用戶減少的氯氣用量平衡掉，使電解槽不必降低負載，從而使整個氯氣供給、使用的生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相對穩(wěn)定。2.3液化方式氣體液化的條件有兩條：降溫：把溫度至少降低到一定的數(shù)值，即稱為臨界溫度增壓：在臨界溫度使氣體液化所必須的最小壓力稱為該氣體的臨界壓力Pc。氯氣的臨界溫度=144，臨界壓力Pc=76.1 大氣壓。也就是說，只要低于144，在某一溫度下，必有一個對應(yīng)的壓力可以使氯氣液化。由于氯的液化溫度與氯壓力成單值函數(shù)關(guān)系，因此在工業(yè)上采用三種不同的氯氣壓力生產(chǎn)液氯。高壓法：氯壓力在1.41.6MP

15、a（表壓），液化溫度3050。中壓法：氯壓力在0.20.4MPa（表壓），液化溫度010。低壓法：氯壓力在1.5MPa（表壓）左右，液化溫度-30左右。以上三種生產(chǎn)方法，以低壓法操作最繁瑣，能耗最高。隨著氯氣壓力的升高，能耗也相應(yīng)的減少，但同時對設(shè)備的要求也越高，安全隱患也越大。氯氣壓力越高氯氣液化越容易， 當氯氣壓力上升到1MPa 以上時，用普通的冷卻水就可以將氯氣液化，也就不需要冷凍裝置，因此高壓法的節(jié)能效果自然就十分明顯了。隨著設(shè)備能力的提高， 將來氯堿企業(yè)采用高壓法的會越來越多。但在冬季東北地區(qū)氣溫低，當環(huán)境溫度達到25時，氯氣壓力只要在0.15MPa（表壓）以上就會在管路中液化，直至

16、液體完全封住管路造成氯氣無法在管路中流動，造成全系統(tǒng)停車。因此在中國北方的城市還不宜使用高壓法和中壓法生產(chǎn)液氯，而是采用低壓法。氨-氯化鈣鹽水冷凍法我國以前采用的液氯生產(chǎn)工藝大部分為低壓法（氨-氯化鈣鹽水冷凍法）。干燥氯氣進入液化槽的氯冷凝器， 與槽內(nèi)-10-25的氯化鈣鹽水進行間接換熱后冷凝成氣/液混合物進入分離器，液氯由底部出口管流出，進入液氯儲槽，沒有冷凝下來的含氯尾氣送下一工序。氣氯冷凝的傳熱過程為： 氣氯將熱量傳給氯化鈣水溶液，氯化鈣水溶液再將熱量傳給液氨，液氨吸熱蒸發(fā)氣化以供給氣氯液化時所需的冷量，氯化鈣溶液則在氯冷凝器之間循環(huán)以傳遞冷量。液氨蒸發(fā)成氣氨進集氨器，經(jīng)壓縮機、油冷卻器

17、，然后進入氨冷凝器冷凝成液氨，又經(jīng)分配臺節(jié)流分配到各液化槽作再次循環(huán)。氟利昂冷凍法近年來由于設(shè)備的改進，一些企業(yè)制造液氯的方法逐漸由低壓法向中低壓方向發(fā)展， 生產(chǎn)綜合能耗也隨之明顯下降?，F(xiàn)在一般都采用氟利昂冷凍工藝替代氨-氯化鈣鹽水冷凍法生產(chǎn)液氯。其生產(chǎn)流程分為兩部分，一部分為氟利昂冷凍機組制冷過程，一部分為氯氣液化過程。a）氟利昂冷凍機組制冷過程從氯氣液化器出來的氣態(tài)氟，進入螺桿壓縮機組進行壓縮， 壓縮后的高壓氟利昂氣體經(jīng)油分離器進入氟冷凝器，冷凝后的液體氟利昂進入貯氟器，分離后的潤滑油回入螺桿壓縮機的曲軸箱。經(jīng)壓縮后的液體氟經(jīng)貯氟器進入氯氣液化器的管程，制冷劑氟利昂在系統(tǒng)中不停地循環(huán)，不停

18、地制冷，不停地與氯氣換熱。b）氯氣的液化過程氯氣進入氯氣液化器的殼程，管程中液態(tài)氟蒸發(fā)吸收氯氣的熱量，使氯氣液化，液化后的液氯經(jīng)氣液分離器去液氯儲槽，未液化的氯氣送至其他工序。兩種冷凍法的比較氨-氯化鈣鹽水冷凍法需要二次換熱，能量利用率低。使用鹽水作為載冷劑，對設(shè)備及廠房腐蝕比較嚴重，為保證安全生產(chǎn)多種設(shè)備須定期更換。同時為增強換熱效果，夏天冷卻水不能重復利用，水耗量較大。同時制冷劑氨對環(huán)境污染較嚴重并且易燃易爆，對人體危害也大。如果在鹽水槽中，氨和氯同時泄漏會生成爆炸危險性非常大的三氯化氮，對安全生產(chǎn)形成非常大的隱患。其優(yōu)點是：當發(fā)生意外，壓縮機不能制冷時，因鹽水有一定的冷量，可以保證氯氣系

19、統(tǒng)壓力不會快速升高。氟利昂冷凍工藝， 采用了對環(huán)境污染相對小一些制冷劑，同時沒有二次換熱，降低了能耗，同時操作強度及操作人員數(shù)量大大降低。但此套液化工序應(yīng)注意的一些問題：因氟利昂無色無味，一旦泄漏很難發(fā)現(xiàn)，所以一定要保證氟利昂系統(tǒng)設(shè)備密封性能完好。尤其是貯氟器液位既要保證密封完好又要便于觀察液位。當過量液體制冷劑進入氯氣液化器后，因氯氣壓力波動等原因造成沒有足夠的氯氣與制冷劑換熱，致使制冷劑不能汽化，降低了壓縮機的工作能力。建議在氯氣液化器安裝液位指示裝置，便于觀察進入氯氣液化器內(nèi)的液體制冷劑的量。因制冷劑在氯氣液化器中走管程，因此液位指示裝置最好安裝在液化器封頭上。2.4液氯輸送方式汽化加壓

20、輸送方式：液氯在汽化器內(nèi)通過夾套熱水加熱， 使液氯汽化產(chǎn)生1.0MPa 的壓力，將儲槽內(nèi)的液氯壓送到包裝崗位。三氯化氮產(chǎn)生于食鹽水電解過程，因此氯氣中會夾雜少量三氯化氮。由于三氯化氮和液氯的沸點不一，當液氯蒸發(fā)時，三氯化氮與氯的分離系數(shù)為610，故大部分三氯化氮存留在未蒸發(fā)的液氯殘液中。隨著蒸發(fā)過程的進行，液氯總量越來越少，而積累在其中的三氯化氮含量則越來越高。當三氯化氮在液氯中濃度超過5%時即有爆炸的危險， 因此液氯汽化器必須定期排污。汽化加壓輸送方式存在不可避免的危險因素，同時由于對液氯二次汽化，不僅消耗能源操作過程也比較負責，現(xiàn)在企業(yè)大都不再采用此方法輸送液氯?？諝饧訅狠斔头绞剑嚎諝饨?jīng)壓

21、縮干燥后給液氯儲罐加壓，將液氯壓送到包裝崗位。氯氣安全規(guī)程中要求，罐車上卸液氯用的壓縮空氣，應(yīng)經(jīng)過干燥處理，保證干燥后空氣含水量低于0.01%。因此壓縮空氣干燥是此操作的重點。其次，槽車包裝過程及包裝完成后，都要有廢氣排放。廢氣為含氯空氣不能排放大氣，可以選擇返回氯氣系統(tǒng)，但會造成氯氣系統(tǒng)短時間壓力升高，影響系統(tǒng)壓力平穩(wěn)。最好選擇向吸收氯氣裝置排放，如次鈉反應(yīng)釜、氯氣吸收塔等。此操作過程相對安全，但也為升壓操作，應(yīng)盡量減少使用次數(shù)。液下泵輸送方式：液下泵適合從密閉容器中抽取液氯，對液氯進行輸送和包裝。液下泵操作的好處是，沒有對設(shè)備進行升壓，減少超壓泄漏危險。傳統(tǒng)液下泵采用填料加干燥空氣或氮氣進

22、行密封，屬于動密封，不能保證完全無泄漏，而且當液氯氣相壓力或密封氣壓力波動時，將打破氣相壓力平衡，產(chǎn)生密封氣泄漏到氯氣系統(tǒng)造成系統(tǒng)壓力高或者氯氣向外泄漏等。同時氯氣每時每刻都要被流動的密封氣帶走，損耗量很大，還要對不間斷排放的含氯尾氣進行處理。新型液氯液下磁力泵，無泄漏，所有密封點均由靜密封墊密封，通過磁性聯(lián)軸器驅(qū)動。不需要密封氣密封，安全、經(jīng)濟、可靠。無氯氣損耗，無尾氣排放等優(yōu)點，被越來越多企業(yè)所采用。因此用液氯液下磁力泵輸送液氯為液氯輸送的首選。2.5安全隱患氯氣內(nèi)含氫超標：原料氯氣中含有氫氣。一定比例的氯氣與氯氣是爆炸性氣體混合物。在開始進行氯氣液化時，由于氯氣能液比而氫氣則未達到液化條

23、件不能液化，氫氣在混合氣體中的比例較小，以不凝性的組分形式存在于氣相之中，尚未達到爆炸范圍的下限，所以氯氣內(nèi)氫的存在不會影響系統(tǒng)的安全。隨著氯氣的液化量增多，不凝性氣體中氫的含量由于積聚而增加，達到爆炸范圍，威脅著液氯生產(chǎn)的安全。在液氯制備過程中，必須根據(jù)不凝性氣體中的氫含量（液氯尾氣含氫）來控制原料氯氣的液化程度，就是控制它的液化效率。一般尾氣中氫的體積分數(shù)不能超過4%，由此可見氯氣的液化程度必須處于受控狀態(tài)，受到一定的限制。一旦尾氣含氫超標，就會發(fā)生爆炸事故，這種事故在氯堿行業(yè)曾經(jīng)發(fā)生過。三氯化氮超標：三氯化氮是一種易爆且爆炸性十分強烈的化學物質(zhì)，自然爆炸溫度368K，在氯氣中的爆炸范圍為

24、5.0%，6.0%（體積分數(shù)）。三氯化氮是一種*黏稠液體或斜方形晶體，有類似氯氣的刺激味，毒性極大；在酸、堿介質(zhì)中很容易分解。純?nèi)然呛懿环€(wěn)定的，333K時，在震動或超聲波的刺激條件下，可分解爆炸：在陽光、鎂光直接照射下，瞬間爆炸；與臭氧、氧化氮、油脂或有機物接觸，易誘發(fā)爆炸。2摩爾三氯化氮爆炸時，分解為1摩爾氮氣和3摩爾氯氣，同時釋放出460kJ熱量，即2NCl3N2+3Cl2+460kJ在容積不變的條件下爆炸時，溫度可達2128，壓力543.1MPa，在空氣中爆炸溫度約為1700。2.6健康危害對眼、呼吸系統(tǒng)粘膜有刺激作用?？梢鹈宰呱窠?jīng)興奮、反射性心跳驟停。急性中毒：輕度者出現(xiàn)粘膜刺

25、激癥狀：眼紅、流淚、咳嗽，肺部無特殊所見；中度者出現(xiàn)支氣管炎和支氣管肺炎表現(xiàn)，病人胸痛，頭痛、惡心、較重干咳、呼吸及脈搏增快，可有輕度紫紺等；重度者出現(xiàn)肺水腫，可發(fā)生昏迷和休克。有時發(fā)生喉頭痙攣和水腫。造成窒息。還可引起反射性呼吸抑制，發(fā)生呼吸驟停死亡。慢性中毒：長期低濃度接觸，可引起慢性支氣管炎、支氣管哮喘和肺水腫；可引起職業(yè)性痤瘡及牙齒酸蝕癥。皮膚接觸: 脫去污染的衣著，立即用水沖洗至少15分鐘。若有灼傷，按酸灼傷處理。眼睛接觸: 立即提起眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗至少15分鐘。吸入: 迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。呼吸困難時給輸氧。給予24%碳酸氫鈉溶液霧化吸入。食入:

26、立即就醫(yī)工程控制: 嚴加密閉，提供充分的局部排風和全面排風。呼吸系統(tǒng)防護: 空氣中濃度超標時，必須佩帶防毒面具。緊急事態(tài)搶救或逃生時，建議佩帶正壓自給式呼吸器。眼睛防護: 戴化學安全防護眼鏡。防護服: 穿相應(yīng)的防護服。手防護: 戴防化學品手套。臨界溫度（）: 144臨界壓力（MPa）: 7712.7泄漏處置迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風處，并隔離直至氣體散盡，建議應(yīng)急處理人員戴正壓自給式呼吸器，穿廠商特別推薦的化學防護服（完全隔離）。避免與乙炔、松節(jié)油、乙醚、氨等物質(zhì)接觸。切斷氣源，噴霧狀水稀釋、溶解，然后抽排（室內(nèi)）或強力通風（室外）。如有可能，用管道將泄漏物導至還原劑（酸式硫酸鈉或酸式碳酸鈉

27、）溶液。也可以將漏氣鋼瓶置于石灰乳液中。漏氣容器不能再用，且要經(jīng)過技術(shù)處理以清除可能剩下的氣體。3.液氯計量控制系統(tǒng)的控制指標及參數(shù)3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在通常情況下對外進行液氯供應(yīng)時，需通過液氯鋼瓶灌裝，為了保證計量的準確性和控制的可靠性，液氯灌裝過程中需按鋼瓶自身皮重及灌裝的質(zhì)量進行自動計量并加以控制。由此，我們可以設(shè)計一套由西門子PLC和觸摸屏等元器件組成的自動計量及自動控制灌裝系統(tǒng)，通過此計量控制系統(tǒng)既可以保證連續(xù)批量灌裝計量的準確性，又可以保證連續(xù)批量灌裝控制的可靠性。圖3-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig. 3-1 System structure drawing本系統(tǒng)是一個典型的批量生產(chǎn)控制系統(tǒng)，如圖

28、3-1。工作流程大致如下：采用剪切梁式稱重傳感器稱重傳感器計量鋼瓶皮重及灌裝質(zhì)量，再由稱重變送器接收剪切梁式稱重傳感器輸出的信號，將信號轉(zhuǎn)換為標準信號（4-20mA）輸入到PLC模擬量輸入模塊，與設(shè)定值進行比較，通過軟件編程對數(shù)據(jù)量計量處理，送彩色觸摸屏數(shù)字化顯示，根據(jù)操作人員對觸摸屏稱重量的設(shè)定，可實現(xiàn)稱重罐體的去皮、罐裝定量設(shè)定、罐裝啟動、稱重在線顯示以及控制閥自動控制等功能。3.2技術(shù)指標及參數(shù)3.2.1稱重部分· 產(chǎn)品型號規(guī)格：SCS-3電子地上衡（鋼瓶秤）· 準確度等級：靜態(tài)：JJG555-96級 動態(tài)：0.5%FS· 最大稱量：3000kg·

29、 分度值：1kg（顯示分度值可設(shè)為0.5kg）· 物料：液氯· 臺面尺寸：1.4m×0.9m· 液氯充裝壓力1MPa· 氣源壓力：0.40.6Mpa· 系統(tǒng)防爆等級：Ex dIIBT6· 儀表外殼防爆等級：Ex dIIBT4· 稱體部分傳感器防爆等級：Ex ibIIBT6· 接線盒防爆等級：Ex iaIICT6· 報警裝置：ExdIIBT6· 設(shè)備配置數(shù)量：8臺+1臺（復核秤，不含控制）3.2.2 安裝環(huán)境和條件（1）環(huán)境條件：· 電源：電壓220V+10-15，頻率50Hz

30、±2· 溫度：儀表040，秤體-1050· 濕度：1090RH（不結(jié)露）· 氣源壓力：0.61.0MPa，操作壓力：0.40.6MPa（2）操作現(xiàn)場秤體安裝位置應(yīng)易于操作、維護人員接近并便于鋼瓶的吊裝，至少需要在秤體周圍留有1m以上的空間用于安裝、校秤和維護。并應(yīng)考慮排氣裝置，并進行合理布置，以保證操作人員的安全。（3）振動秤體必須避免強烈的振動?？稍试S的振動不能超過如下規(guī)定：· 最大振幅：0.3mm· 最大線速度：7.5mm/s· 最大加速度：5000mm/s2· 動態(tài)載荷引起的支撐結(jié)構(gòu)的最大變形：1/10003

31、.3工藝過程及控制指標3.3.1系統(tǒng)基本配置罐裝計量控制系統(tǒng)由PLC控制器模入模出模塊、人機顯示等設(shè)備組成，由稱重變送器接收稱重體輸出的信號，將信號轉(zhuǎn)換為標準信號輸入到PLC模擬量輸入模塊，通過軟件編程對數(shù)據(jù)量計量處理，送彩色觸摸屏數(shù)字化顯示，根據(jù)操作人員對觸摸屏稱重量的設(shè)定，可實現(xiàn)稱重罐體的去皮、罐裝定量設(shè)定、罐裝啟動、稱重在線顯示以及控制閥自動控制等功能?？紤]長期可靠運行，現(xiàn)場環(huán)境對計量控制系統(tǒng)的腐蝕等，PLC控制柜體安裝位置應(yīng)在就近的控制室內(nèi)，由現(xiàn)場傳感器采集的稱重信號通過信號纜線進入計量控制柜體，并通過彩色觸摸屏顯示，根據(jù)各條罐裝線的“去皮罐裝稱重結(jié)束”的工作程序設(shè)置八個顯示處理畫面，

32、可實現(xiàn)各自獨立的操作功能。實現(xiàn)啟動開閥和設(shè)定值到自動關(guān)閥?？紤]到罐裝現(xiàn)場操作人員的方便，每條罐裝線都配有現(xiàn)場手操器及狀態(tài)顯示的功能，該裝置是一種便攜式多按鍵開關(guān)，對應(yīng)燈光顯示狀態(tài)與計量控制系統(tǒng)進行信號連接，操作人員在現(xiàn)場即可按去皮、稱重（相應(yīng)燈亮），計量控制系統(tǒng)完成去皮處理并按圓整稱重設(shè)定值或原稱重設(shè)定值自動打開控制閥（罐裝燈亮）。罐裝達到稱重設(shè)定值時自動關(guān)閉控制閥（罐裝結(jié)束燈亮）。罐裝進行期間若有緊急情況可操作停止按鍵停止罐裝過程（罐裝停止燈亮）。若出現(xiàn)如下故障：稱重傳感器當前模擬量輸出大于所設(shè)定的超載報警點；稱重傳感器當前模擬量輸出小于所設(shè)定的欠載報警點；當鋼瓶皮重與罐裝設(shè)定量的和大于20

33、00千克。計量控制系統(tǒng)通過人機畫面顯示出：稱重傳感器超載、稱重傳感器欠載、設(shè)定值過高自動停止罐裝；并將故障狀態(tài)在手操器顯示燈上顯示出，請用戶修改設(shè)定值。3.3.2系統(tǒng)基本功能配接稱重傳感器，電控氣動閥實現(xiàn)液氯罐裝自動計量及自動開關(guān)控制閥。（1）配接一路稱重傳感器和一路電控氣動控制閥實現(xiàn)液氯罐裝的自動計量、液氯罐裝線閥門的自動開關(guān)；（2）實現(xiàn)自動去皮；（3）實現(xiàn)對某一路罐裝線一個班組或一天罐裝的數(shù)量及液氯總量的統(tǒng)計；（4）實現(xiàn)將某一路統(tǒng)計數(shù)值的通訊送調(diào)度室或總廠；（5）實現(xiàn)操作人員現(xiàn)場在線稱重顯示觀察；（6）實現(xiàn)設(shè)定值的修改、顯示處理、狀態(tài)報警；（7）實現(xiàn)每路現(xiàn)場手操器操作及狀態(tài)顯示；3.3.3

34、現(xiàn)場操作流程系統(tǒng)的操作按以下步驟進行：1. 操作人員將鋼瓶吊裝至秤上的輥輪組上，進行管道連接。2. 確認管道可靠連接后，啟動【開始】按鈕（或上位機人機界面的開始按鍵），系統(tǒng)首先去皮。3. 系統(tǒng)輸出信號，控制給料閥門進行給料。4. 液氯通過灌裝閥在重力或動力壓力下進入空瓶。5. 儀表動態(tài)顯示液氯灌裝的凈重量，當液氯的灌裝重量達到預置提前量（灌裝值-落差值）時，系統(tǒng)發(fā)出信號，關(guān)閉給料閥門，完成一次灌裝循環(huán)。6. 操作員拆除鋼瓶的連接管路，起吊鋼瓶離開秤臺。準備下一次灌裝。7. 控制室上位機監(jiān)控現(xiàn)場灌裝信息（復核秤，不含控制），完成數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理和現(xiàn)場充裝情況的實時監(jiān)控。8. 在上位機出現(xiàn)故障情況

35、下，能通過儀表設(shè)定目標值，稱重儀表輸出信號自動關(guān)閉閥門，從而實現(xiàn)半自動灌裝。注：現(xiàn)場配套急停按鈕和手動控制裝置，在灌裝過程中，若出現(xiàn)異常情況，可人工緊急關(guān)閉給料閥，并可實現(xiàn)人工手動灌裝。儀表具有報警輸出接點，用戶可根據(jù)需要設(shè)定報警模式。系統(tǒng)主要功能特點：· 自動落差補償；· 自動去皮、自動零點跟蹤；· 手動/自動切換；· 充裝情況的實時監(jiān)控；· 軟件具備安全操作；同時具有灌裝瓶的數(shù)據(jù)庫，依據(jù)數(shù)據(jù)庫管理灌裝是否瓶合格或是否注冊，秤量完畢后存儲。· 人機界面為三維動態(tài)模擬圖形，灌裝過程中實時重量；· 灌裝結(jié)束進行報警提示，并自動

36、形成有效信息保存；· 灌裝數(shù)據(jù)庫信息保存、備份、恢復、查詢、打印、統(tǒng)計功能，可按日期等；· 軟件實行分級管理；· 預留數(shù)據(jù)鏈接功能，可按照安監(jiān)局數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)格式對自動控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行相應(yīng)鏈接。4.液氯計量控制系統(tǒng)的硬件組成氯液灌裝計量控制系統(tǒng)是由硬件和軟件所組成。硬件指PLC以及擴展模擬量模塊的輸入輸出設(shè)備等部分；軟件是各種工作程序的總稱。硬件和軟件只有緊密配合、協(xié)調(diào)一致，才能提高系統(tǒng)的性能價格比。本章著重介紹一下硬件的配置情況，軟件部分在下一章節(jié)中予以重點介紹。根據(jù)設(shè)計的基本要求，繪制出系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。由此，系統(tǒng)可大致分為四大模塊，數(shù)據(jù)采集模塊、控制器模塊、執(zhí)行

37、器模塊、人機交互界面模塊。其中數(shù)據(jù)采集模塊由稱重傳感器 變送器和A/D轉(zhuǎn)換部分組成。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送給控制器處理，由控制器完成對該數(shù)字量的處理，送執(zhí)行器動作，驅(qū)動顯示模塊完成人機之間的信息交換。此部分對軟件的設(shè)計要求比較高，系統(tǒng)的大部分功能都需要軟件來控制。在擴展功能上，本設(shè)計增加了一個過載、欠量程報警提示。而控制器模塊是系統(tǒng)的核心部分，選用了西門子公司的S-7300系列PLC。4.1控制器模塊4.1.1 PLC簡介可編程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱PC）。與個人計算系統(tǒng)的PC相區(qū)別，用PLC表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算系統(tǒng)技

38、術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、計時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會（IEC）頒布了對PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的系統(tǒng)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。4.1.2 PL

39、C的工作原理可編程控制器是一種存儲器控制器，支持控制系統(tǒng)工作的程序存放在存儲器中利用程序來實現(xiàn)控制邏輯，完成控制任務(wù)。在可編程控制器構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，要實現(xiàn)一個控制任務(wù)，首先要針對具體的被控對象，分析它對控制系統(tǒng)的要求，然后編制出相應(yīng)的控制程序，利用編程器將控制程序?qū)懭肟删幊炭刂破鞯某绦虼鎯ζ髦小Ｏ到y(tǒng)運行時，可編程控制器依次讀取程序存儲器中的程序語句，對它們的內(nèi)容加以解釋并執(zhí)行。根據(jù)輸入設(shè)備的狀態(tài)和其他條件，可編程控制器將其程序執(zhí)行結(jié)果輸出給相應(yīng)的輸出設(shè)備，控制被控對象工作。可編程控制器是利用軟件來實現(xiàn)控制邏輯的，能夠適應(yīng)不同的控制任務(wù)的需要，通用、靈活、可靠性高。它是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用

40、而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它的內(nèi)部存儲器可以執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。4.1.3 PLC的特點及選型PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC

41、的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算系統(tǒng)原理和匯編語言的人使用計算系統(tǒng)從事工業(yè)控制打開了方便之門。系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。4.1.4 PLC的開關(guān)電源-

42、SITOP機器與設(shè)備的高效運行需要使用可靠、恒定的電源。SITOP 穩(wěn)壓電源質(zhì)量優(yōu)異，性能可靠，可確保在工業(yè)環(huán)境中以及樓宇管理系統(tǒng)中使用時達到很高的安全性。除了能提供穩(wěn)定的 24 V 電壓外，它們還可提供其他輸出電壓。即使輸入電壓變化很大，也可以很高的準確度保持輸出電壓穩(wěn)定。這樣，就可在眾多應(yīng)用中使用初級開關(guān)電源，以便為靈敏電子系統(tǒng)直至需要高達 40 A 電流的負載供電。這些無風扇電源的特點是結(jié)構(gòu)緊湊而堅固，具有很高效率和過載能力。它們的輸入電源范圍較大，并通過了各種國際認證，可在全球范圍的幾乎所有類型電網(wǎng)中使用。圖4-1 開關(guān)電源Fig. 4-1 SITOP power下面介紹一種SITOP

43、 power：表4-1 開關(guān)電源Tab. 4-1 SITOP power產(chǎn)品SITOP power電源，型號24 V/20 A輸入單相交流電源電壓 / 1 / 在 AC 時 / 額定值120 V電源電壓 / 2 / 在 AC 時 / 額定值230 V備注通過在設(shè)備上的跳線設(shè)置輸入電壓 / 1 / 在 AC 時93132 V輸入電壓 / 2 / 在 AC 時187264 V廣域輸入否抗過壓能力2.3 ×V額定輸入 ，1.3msIa 額定時的斷電橋接，最小值10 ms斷點橋接Vin = 93/187 V時電源頻率額定值50/60 

44、;Hz電源頻率范圍/最小值47.63 Hz輸入電流 / 輸入電壓額定值為 120 V 時8 A輸入電流 / 輸入電壓額定值為 230 V 時3.3 A接通電流限制 （+ 25 °C），最大值81 AI²t，最大值8 A²·s已安裝的輸入保險絲T 10 A （不可用）電源線中的保護裝置 （IEC 898）建議微型斷路器：16A，特性曲線C輸出輸出調(diào)節(jié)后、零電位直流電壓額定 DC 電壓額定值24 V總?cè)蒎e，靜態(tài) ±3 %剩余波紋度雙重峰值，最大值150 mV尖峰雙重峰值

45、，最大值（頻帶寬帶約 20 MHz）240 mV設(shè)置范圍/最小值22.826.4 V產(chǎn)品功能 / 可調(diào)整輸出電壓是輸出電壓的設(shè)置通過電位器備注僅可在溫度為 0 °C to +45 °C的環(huán)境中使用運行顯示24 V 的綠色 LED 正常啟動/關(guān)閉特性V輸出無超調(diào)（軟啟動）起動延遲，最大值3 s電壓上升，典型值80 msIa 額定電流額定值20 A電流范圍/最小值020 A供給的有效功率 / 典型480 W恒定的過載電流 / 啟動期間短路 / 典型20 A恒定的過載電流 / 運行期間短路 / 典型2

46、0 A用于提高功率的并聯(lián)能力是用于提高功率的可并聯(lián)設(shè)備的數(shù)量，臺2效率 額定、 額定時的效率，約87 %額定、 額定時的功耗，約72 W閉環(huán)控制保護和監(jiān)測輸出過壓保護是，根據(jù) EN 60950電流限制，典型值22 A輸出的特性 / 短路保護是短路保護恒流輸出特性持續(xù)短路電流 / 有效值 / 最大值22 A超載/短路顯示-安全初級/次級電位隔離是電位隔離通過了 EN 60950-1 的安全低輸出電壓防護類別Class I泄漏電流 / 最大值3.5 CE 標識是UL/CSA 認證是UL/ （CSA） 許可UL-Listed （UL 508

47、）， 文件 E143289， CSA （CSA 22.2 No. 14-95）防爆-FM 許可-CB 許可否造船許可-防護等級 （EN 60529）IP20EMC發(fā)射干擾（輻射）EN 55022 Class B電網(wǎng)諧波限制EN 61000-3-2抗干擾能力（免疫）EN 61000-6-2運行數(shù)據(jù)環(huán)境溫度 / 運行期間055 °C備注自然對流環(huán)境溫度 / 運輸期間-25+85 °C環(huán)境溫度 / 存放期間-25+85 °C濕度等級符合 EN 60721氣候類型為 3K3，無冷凝機械裝置連接技術(shù)螺栓連接接口/電源輸入L， N， PE: 每

48、0.5 . 2.5 mm² 釘型端子 單芯/多股接口/輸出L+: 每 0.33 . 10 mm² 1個螺釘型端子; M: 每 0.33 . 10 mm²2個螺釘型端子接口/輔助觸點-寬度 / 外殼的280 mm高度 / 外殼的125 mm深度 / 外殼的92 mm安裝寬度320 mm安裝高度225 mm重量，大約2.4 kg產(chǎn)品特點 / 外殼的 / 可順序排列的殼體否固定類型 / 墻壁安裝否固定類型 / 導軌安裝是固定類型 / S7-300 異型匯流排安裝否安裝安裝在DIN導軌 EN 60715 35x7

49、.5/15上機械附件90° 安裝支架 （6EP1971-2BA00）其他說明在額定輸入電壓和環(huán)境溫度25的參數(shù)（除非另有規(guī)定）4.2數(shù)據(jù)采集與執(zhí)行模塊4.2.1SCS-3電子地上衡（鋼瓶秤）鋼瓶秤，是專業(yè)的用來稱量鋼瓶所儲存氣體重量的電子秤。鋼瓶秤采用了框架結(jié)構(gòu)秤體，其表面涂有多層防腐涂料，耐腐蝕，方便沖洗；其秤臺鋼瓶支架可以方便鋼瓶轉(zhuǎn)動。配套使用高精度剪切梁式稱重傳感器和智能化稱重儀表組成的稱量系統(tǒng)，準確度高，工作穩(wěn)定可靠。除此之外，鋼瓶秤采用整體框架，移動方便，而且結(jié)構(gòu)簡單、安裝、維護方便、精度高、長期穩(wěn)定性好。鋼瓶秤廣泛應(yīng)用于化工、自來水、紡織印染、農(nóng)藥制造等行業(yè)。 

50、圖4-2正在稱重的鋼瓶秤Fig. 4-2 Cylinders are weighing scales分類：鋼瓶秤按照功能可以分為普通型、防爆型、防水型、帶上下限報警型和帶打印型五種。結(jié)構(gòu)：配用四只高精度剪切梁式稱重傳感器和智能化稱重顯示儀表，組成稱重系統(tǒng)。該系統(tǒng)準確度高，稱量迅速，工作穩(wěn)定可靠。廣泛應(yīng)用于自來水廠水消毒氯氣計量、化工廠用鋼瓶灌裝的物料計量等場合。平臺秤簡易結(jié)實、清潔方便。秤臺上的專用支架可以放置400到800多種規(guī)格的鋼瓶。平臺秤可按用戶需要選配多種型號的稱重顯示儀表，以實現(xiàn)不同的稱重管理和計量功能。防腐涂料及特殊防腐工藝使其可用于防腐和防水環(huán)境中，選配打印機、大屏幕顯示器，還

51、可擴展相應(yīng)功能。型號：SCS鋼瓶電子秤1.SCS鋼瓶電子秤是為使用液態(tài)氯氣、液態(tài)氨氣等行業(yè)稱量鋼瓶儲氣量的專用電子衡器。2.秤臺采用框架結(jié)構(gòu)，表面進行防腐噴塑處理。3.鋼瓶電子秤具有耐腐蝕、易清洗、使用方便的特點。4.鋼瓶電子秤秤臺上安裝的鋼瓶支撐架可以方便鋼瓶的轉(zhuǎn)動。配套使用的智能稱重控制儀是一種性能穩(wěn)定、控制精度高的儀表。它采用單片微處理器新技術(shù)，具有A/D轉(zhuǎn)換速度快、性能穩(wěn)定可靠、操作方便、通用性強等特點。具有去皮計量、零位十六進調(diào)整、放大倍數(shù)十六步進調(diào)整、滿值數(shù)字一次調(diào)整、非線性修正、零位自動跟蹤、累計、清除、打印輸出、分度數(shù)、分度值選擇、斷電保護、定值控制等功能，具有420mA標準信

52、號輸出，可方便地與PLC等計算機設(shè)備聯(lián)結(jié)，操作十分簡單。4.2.2DBST雙剪切梁式稱重傳感器剪切梁傳感器的原理：剪切梁傳感器的彈性體受力的作用后，需要測量的不是其正應(yīng)力，而是由剪切力引起的切應(yīng)力。但切應(yīng)力本身是測量不出來的，它只能產(chǎn)生于與工字梁 中心軸線成45度的互相垂直的主應(yīng)力，也就是產(chǎn)生于由切應(yīng)力而引起的拉伸應(yīng)力及壓縮應(yīng)力。因此，將4片應(yīng)變計分別貼在工字梁腹板的兩面，并與中心軸線成 45度的相互垂直的位置上，如圖4-3所示。這4個應(yīng)變計組成全橋，當傳感器承受載荷時，應(yīng)變計R，R3的電阻值增大，R2，R的電阻值減小，其結(jié)果在電 橋的對角線上產(chǎn)生與載荷成正比的不平衡輸出。利用這一稱重傳感器原

53、理，便可測出力或載荷的大小。 圖4-3原理圖Fig. 4- 3 Schematic diagram剪切梁傳感器的特點：1、輸出信號不受測力點位置變化的影響；2、線性好、精度高。由于應(yīng)變計是貼在工字梁腹板上，并與中心軸線成45“的位置上，它只測量與切應(yīng)力對應(yīng)的主應(yīng)力，不受彎曲應(yīng)力的影響，所以線性好、精度高；3、傳感器受拉伸、壓縮時，切應(yīng)力的幅度與分布基本相同，即傳感器的拉伸、壓縮輸出靈敏度基本相同，所以特別適用于同時測量拉和壓的對象；4、高度低，體積小，重量輕，易于安裝和維修；5、結(jié)構(gòu)簡單，易于密封，長期穩(wěn)定性好，經(jīng)久耐用；6、抗側(cè)向能力強。4.2.3 IND110變送器IND110重

54、量變送器是梅特勒-托利多公司專為各類工業(yè)應(yīng)用場合設(shè)計的高品質(zhì)產(chǎn)品，采用電荷平衡式模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字濾波處理技術(shù)，消除了模擬電路型的重量變送器所固有的時飄及反復標定現(xiàn)象。圖4-4 IND稱重變送器Fig. 4-4 IND Weighing transmitterIND110重量變送器是梅特勒-托利多公司專為各類工業(yè)應(yīng)用場合設(shè)計的高品質(zhì)產(chǎn)品，采用電荷平衡式模數(shù)轉(zhuǎn)換及數(shù)字濾波處理技術(shù)，消除了模擬電路型的重量變送器所固有的時飄及反復標定現(xiàn)象。IND110重量變送器通過對稱重傳感器（組）輸出的弱重量信號進行數(shù)字處理，輸出相應(yīng)的420mA模擬量電信號至用戶的上位系統(tǒng)。同時，IND110重量變送器向現(xiàn)場提供兩個

55、輸出點：超載報警與欠載報警，IND110重量變送器并非本質(zhì)安全型設(shè)備，必須工作于安全場合或采取隔爆措施，在聯(lián)接危險區(qū)的稱重傳感器需使用安全隔離柵。主要技術(shù)性能如表4-2。表4-2 IND110性能表Tab.4-2 IND110 Performance Table技術(shù)指標IND110電源24VDC±4VDC，0.3Amp量程信號范圍1mV至15mV零點信號范圍1 mV至12mV模擬量電流輸出420mA整體輸出精度±0.03的滿秤量（20時）工作溫度范圍-10to45存儲溫度范圍-30to70濕度范圍1095（無冷凝）4.2.4A/D轉(zhuǎn)換器由于分裝過程中，我們需要將系統(tǒng)輸出地模

56、擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，以便更加容易閱讀和操作，并且數(shù)字量具有很高的精確度和很強的可讀性。因此系統(tǒng)硬件中加入了A/D器模塊，讓操作更加方便快捷。下面論述一下A/D轉(zhuǎn)換器的工作過程及轉(zhuǎn)換原理。一、工作過程在以計算機技術(shù)為中心的各個領(lǐng)域中，從測量到控制幾乎到處都使用到數(shù)字技術(shù)，而從自然界獲取的大都是模擬量，作為控制信號也多是模擬量。數(shù)字處理技術(shù)對信號進行處理的過程一般是：模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量智能數(shù)字處理數(shù)字量轉(zhuǎn)化為模擬量。其中起橋梁作用的模數(shù)轉(zhuǎn)換和數(shù)模轉(zhuǎn)換。 模數(shù)轉(zhuǎn)換是把輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出的電路，常寫成A/D轉(zhuǎn)換，或?qū)懗葾DC（Analog Digital Converter ）。數(shù)模轉(zhuǎn)換是

57、把輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出的電路，常寫成D/A轉(zhuǎn)換，或?qū)懗?DAC（Digital Analog Converter ）。D/A輸出的模擬信號并不真正是能連續(xù)變化的模擬信號，而是以所用DAC的絕對分辨率為單位增減的有“臺階”模擬量，所以實際上DAC是準模擬量輸出。二、轉(zhuǎn)換原理A/D、D/A大量用于數(shù)字電壓計以及數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)中。用途不同則對性能要求亦有區(qū)別。數(shù)字電壓計等要求使平方便、高精度且抗干擾性好，而對速度則要求不高。然而在數(shù)據(jù)采集處理、設(shè)備中，則要求處理高頻高速信號或多通道同時處理或者在線高速處理，這首先就要有高速處理性能。使用或者設(shè)計DAC、ADC時，對其有關(guān)性能必須了解清

58、楚，才能做到合理應(yīng)用。1、變換速度時間把輸入的模擬（數(shù)字）信號變換成相對應(yīng)的數(shù)字（模擬）量輸出所需要的時間稱為A/D轉(zhuǎn)換（D/A轉(zhuǎn)換）的時間或“變換速度”。D/A變換速度是指從數(shù)字輸入建立開始，直到使輸出模擬電壓（或電流）達到在規(guī)定誤差范圍內(nèi)的目標值時所需要的時間，例如達到誤差為0.01%時需要10S，就表示其變換速度為10S。A/D變換速度是指變換啟動開始直至變換結(jié)束送出數(shù)字量所需要的時間，也可以用單位時間的轉(zhuǎn)換次數(shù)（轉(zhuǎn)換頻率）描述。根據(jù)轉(zhuǎn)換時間把A/D分為超高速（100M/S）、高速（100M/S 10M/S）、中速（10M/S 10K/S）、低速（10K/S）幾檔。在D/A中從輸入的數(shù)字信號發(fā)生變化開始，