核子秤原理结-1课件

小感量核子秤清大小感量核子秤工作原理、组成及特点北京清大科技股份有限公司2004年12月•北京

小感量核子秤目录一、工作原理二、产品组成三、产品特点

目录一、工作原理核子秤工作原理一、工作原理1、计量原理2、定值控制原理3、配比控制原理4、系统报警工作原理核子秤工作原理一、工作原理计量原理1、计量原理核子皮带秤的计量原理是基于物料(烟丝)对

射线吸收的原理。γ源稳定地放射出

射线，物料(烟丝)从γ源和探测器之间穿过，

射线的一部分被物料(烟丝)吸收，其余部分穿透物料(烟丝)，照射到

射线探测器上，并形成与

射线强度成比例的电离信号（U），此信号值反映出输送机上通过

射线探测器上物料(烟丝)负荷（F）的大小。如(图1)所示。

射线穿透物料后，强度变化规律如下：

N=N0eμ×F/S………(1)

其中：μ––––物料的质量吸收系数,m2/kg;

计量原理1、计量原理计量原理F––––输送机物料负荷,kg/m;S––––输送机宽度,m;N0––––无物料时探测器处

射线强度;N––––有物料时探测器处

射线强度;

探测器输出信号与

射线强度成正比，因此有：U1=U0eμ×F/S……………(2)

其中：U1––––有物料时的输出信号,V;U0——空载时的输出信号，V；

令K1=-S/μ称作物料标定常数，则有：

F=K1×ln(U1/U0)…..(3)

计量原理F––––输送机物料负荷,kg/m计量原理

因此通过测量U0、U1，即可得到输送机上物料负荷F。输送机速度V可由测速编码器的得到： V=K3f+K2…….……(4)其中：V––––输送机速度,m/s;f––––速度频率,Hz;K2、K3––––标定常数输送机输送的物料流量P为： P=F×V……..……(5)通过输送机皮带上物料的累计量W为：W=∫Pdt=∑Fi×Vi×T…(6)

计量原理因此通过测量U0、U1，即可得到输送机上物料负计量原理其中：Fi——输送机上物料的负荷Kg/m（i=1…N）Vi——输送机的皮带速度m/sT——运转周期sN——计算次数图1

计量原理其中：Fi——输送机上物料的负荷Kg/流量定值控制原理2、流量定值控制原理核子皮带秤测量出输送机上物料(烟丝)的瞬时流量P后，再与触摸屏上给定流量P0进行比较，得出差值e(t),计算机根据差值e(t)进行PID计算，算出回控量,将其变换成控制电压信号，输出给变频器调节交流电动机的转速，从而改变皮带机上物料(烟丝)的流量，使其与给定流量P0相符合，以达到流量定值控制的目的。如下(图2、3)所示：图2主控器P0E(t)变频调速器PIDP2、流量定值控制原理核子皮带秤测量出输送机上物料(烟丝)的瞬时流量P后，再与触摸屏上给定流量P0进行比较，得出差值e(t),计算机根据差值e(t)进行PID计算，算出回控量,将其变换成控制电压信号，输出给变频器调节交流电动机的转速，从而改变皮带机上物料(烟丝)的流量，使其与给定流量P0相符合，以达到流量定值控制的目的。如下(图2、3)所示：图22、流量定值控制原理核子皮带秤测量出输送机上物料(烟丝)的瞬时流量P后，再与触摸屏上给定流量P0进行比较，得出差值e(t),计算机根据差值e(t)进行PID计算，算出回控量,将其变换成控制电压信号，输出给变频器调节交流电动机的转速，从而改变皮带机上物料(烟丝)的流量，使其与给定流量P0相符合，以达到流量定值控制的目的。如下(图2、3)所示：图22、流量定值控制原理核子皮带秤测量出输送机上物料(烟丝)的瞬时流量P后，再与触摸屏上给定流量P0进行比较，得出差值e(t),计算机根据差值e(t)进行PID计算，算出回控量,将其变换成控制电压信号，输出给变频器调节交流电动机的转速，从而改变皮带机上物料(烟丝)的流量，使其与给定流量P0相符合，以达到流量定值控制的目的。如下(图2、3)所示：图2流量定值控制原理2、流量定值控制原理主控器P0E(t)变频调流量定值控制原理

图33、配比控制原理

PPIDPID调节示意图

P0流量定值控制原理PPIDPID调节示意图P0配比控制原理配比控制系统可采用流量定值控制或随机跟踪控制两种配比控制方法。A.流量定值控制配比工作状态此种状态和流量控制相似，只是各秤的目标流量按配比要求给定，每台秤都工作在流量定值控制状态。由于每台秤的流量都被控制在各自给定的目标流量值，从而达到整个系统的配比要求。B．随机跟踪配比工作状态此种工作状态是选定一台秤上的物料(烟丝)流量作为主秤流量，而其它秤上的物料(烟丝)流量要跟踪主秤

配比控制原理配比控制系统可采用流量定值控制或随机跟踪控制两配比控制原理的物料(烟丝)流量，按配比比例变化；假设，有五丝配比，选定1号秤(叶丝)为主秤，1号秤的物料(叶丝)流量为P1(t),则各秤的流量给定值为：P01=P1(t)P02=P01×(P12÷P11)P03=P01×(P13÷P11)P04=P01×(P14÷P11)P05=P01×(P15÷P11)其它四台秤的流量给定值P02、P03、P04、P05跟随主秤的流量P01而变化，P11、P12、P13、P14、P15是五种物料(烟丝)的配比系数，即重量百分比，一般有：P11+P12+P13+P14+P15=100PLC控制器根据主秤测量的P1(t)值及各种物料的配比系数P11、P12、P13、P14、P15计算出各跟踪秤的流配比控制原理的物料(烟丝)流量，按配比比例变化；假设，

配比控制原理量给定值P02、P03、P04、P05，再根据P02、P03、P04、P05对各秤进行流量定值控制，以保证各种物料(烟丝)的配比要求。配比控制框图如下(图4)所示：

图4

叶丝主秤梗丝从秤膨丝从秤薄片丝从秤回用烟丝从秤配比控制原理量给定值P02、P03、P04、P0系统报警原理4.系统报警工作原理

当秤体信号低于某值、变频器执行机构出现故障、人为紧急停止时，系统发出故障信号并在触摸屏上提示故障类型，提醒操作人员及时排除故障；当控制系统出现故障时，可通过“手动/自动”开关，将此开关置于“手动”位置，利用变频器控制或直接控制电动机运行，以保证继续生产，继而及时排除故障。二、产品组成及功能

1、组成本产品由PLC等器件构成的主机系统（电控柜）和秤体（一次仪表）及测速装置组成，如下(图5)所示：系统报警原理4.系统报警工作原理产品组成、功能

图52、功能(1)秤体：由秤体支架、γ射线探测器(电离室)、

主机系统速度信号秤体信号电机控制γ源罐负荷传感器秤体支架

联动信号有料信号故障信号校秤信号公斤脉冲流量信号网络数据皮带输送机产品组成、功能主机系统速度信号秤体信号电机控制γ源罐负荷传产品组成、功能γ源罐（241Am）组成，秤体跨装在皮带机上，γ射线探测器安装在上下皮带之间，秤体托架支撑整个秤体于地面或皮带机上，它主要完成皮带机上物料信号的探测,如下（图6）所示。图6秤体支架称重传感器γ罐源二次防护罩秤体产品组成、功能γ源罐（241Am）组成，秤体跨装在皮带机上，产品组成、功能（2）测速装置：由编码器和固定装置组成；完成皮带机速度的采集。如下（图7）所示

图7（3）电控柜采用德国SIEMENS公司(或美国AB公司)的彩色触摸屏和S7-300系列(或美国AB系列)可编程控制器（PLC）进行控制与显示，系统电气设备（PLC模块、触摸屏、变频器、连接线路、控制开关等）集成安装于控制柜中，控制柜为全密封钢式产品组成、功能（2）测速装置：由编码器和固定装置组成；完产品组成、功能结构，按烟机行业标准设计，出入口过滤网轴流风机，保证机内空气的清洁度和微正压及电子元器件的散热，适合于工业现场环境。如下（图8）所示。图8

电控柜触摸屏PLC模块变频器产品组成、功能结构，按烟机行业标准设计，出入口过滤网轴流

电控柜主要完成：

a)工况选择操作；b)系统参数设置；c)数据采集处理；d)工作数据停电存贮；e)现场流量趋势显示与输出；f)系统故障报警显示；g)联机/单机选h)自动/手动选择；i)现场网络数据交换。电控柜主要完成：产品组成、功能PLC的组成及功能如下：

序号名称功能型号规格(siemens)型号规格(A.B)1电源模块提供=24VPS-307～220v/5A/10ASLC500-1746-P22中央处理器控制数据处理CPU314/315SLC1747-L541/L542B3数字量输入接收开关量输入SM321-1BH01/1BL00SLC1746-IB8/IB164模拟量输入接收模拟量输入SM331-7KB01/7KF01SLC1746-NI04I/NI85数字量输出输出开关量SM322-8BF00/1BL00SLC1746-OB8/OB166模拟量输出输出模拟量SM332-5HB01/5HD01SLC1746-NIO4I/NO4V7高速计数器接收速度信号FM350-1/FM350-2SLC1746-HSCE8网络通讯与上位机网络通讯CP342-2SLC1746-SCNR9接口模块两个机架的连接IM365-OBA01产品组成、功能PLC的组成及功能如下：序号名称产品特点三、产品特点1.动态计量精度、控制精度和配比精度高、长期工作性能稳定可靠。2.系统设备安装、维护简单方便，称重传感器受温度、腐蚀性、皮带倾角、振动、张力及粉尘等因素影响较小，便于新型自动化生产线的兴建和旧生产线的改造。3、设备具有灵活的人机对话界面，可非常方便地产品特点三、产品特点产品特点进行工况流程、工艺参数、配比参数、过程趋势、故障诊断等图文显示功能的转换，可方便直观地进行信号标定、参数设置、性能调整、故障