水泥廠助磨劑流量計(jì)，根據(jù)要求，由于選用的水泥助磨劑是液體助磨劑，所以要測(cè)量所配水泥助磨劑的流量，需選用測(cè)液體流量計(jì)，由于液體流量計(jì)分為體積流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)，而質(zhì)量流量計(jì)雖然可直接顯示出被測(cè)介質(zhì)的流量且測(cè)量精度也較高，但其單價(jià)通常很高，所以我們?cè)诖诉x用單價(jià)較低的體積式流量計(jì)，考慮到水泥助磨劑是醇胺類(lèi)、糖醚類(lèi)等的水溶液，具有導(dǎo)電性；另外考慮到安裝的簡(jiǎn)單方便，我們選用了電磁流量計(jì)，根據(jù)計(jì)算，為留有余量，并考慮現(xiàn)場(chǎng)的管道尺寸及PLC所接受的信號(hào)，為滿足前面工藝方面提出的技術(shù)要求，我們選用的電磁流量計(jì)為蘇州華陸儀器儀表有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為HLLDG系列電磁流量計(jì)產(chǎn)品，其量程范圍為240L/h，*大工作壓力為0.6MPa，4-20mA信號(hào)輸出，計(jì)量精度等級(jí)為0.5%。

水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試

由于使用水泥助磨劑有助于 1.顯著改善和穩(wěn)定粉磨工藝；2.改善水泥性能、實(shí)施細(xì)磨和超細(xì)磨、滿足新標(biāo)準(zhǔn)的要求；3.改善物料的易磨性、提高粉磨效率、增加磨機(jī)臺(tái)產(chǎn)、提高水泥實(shí)際產(chǎn)量、節(jié)省電耗從而降低水泥生產(chǎn)成本；4.提高熟料利用率從而提高混合材摻量等而被大量用于現(xiàn)代水泥生產(chǎn)的過(guò)程中。水泥助磨劑分粉體助磨劑和液體助磨劑，液體助磨劑由于其配比少（一般在0.01%～0.2%范圍內(nèi)）、對(duì)單位水泥生產(chǎn)成本影響小、效果持續(xù)穩(wěn)定、其摻量易于控制等特點(diǎn)而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

1 對(duì)水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的技術(shù)要求

為用好水泥助磨劑，水泥助磨劑摻入物料的工藝過(guò)程必須采用定量控制系統(tǒng)。在安裝使用水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)之前，公司工藝方面提出以下要求：① 我公司有兩條水泥生產(chǎn)線，每條水泥生產(chǎn)線的42.5水泥品種的設(shè)計(jì)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為110t/h，實(shí)際臺(tái)時(shí)產(chǎn)量已可達(dá)到150t/h，為保證生產(chǎn)32.5水泥品種臺(tái)時(shí)產(chǎn)量在160t/h時(shí)仍然能滿足要求，考慮到所選用水泥助磨劑的配比在0.17%以內(nèi)，故所選計(jì)量器具的量程范圍必須至少達(dá)到272kg/h；② 由于水泥生產(chǎn)線的配料系統(tǒng)的每臺(tái)定量給料機(jī)的動(dòng)態(tài)計(jì)量精度為1.5%，故要求水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)用計(jì)量器具的動(dòng)態(tài)計(jì)量精度也必須優(yōu)于1.5%；③ 要求水泥助磨劑的配比可以在中控室的DCS操作界面上隨意修改；④ 當(dāng)水泥配料系統(tǒng)穩(wěn)定配料時(shí)水泥助磨劑的實(shí)際摻入量也應(yīng)該確保穩(wěn)定；⑤ 當(dāng)水泥配料系統(tǒng)的總流量給定值由于實(shí)際需要而修改時(shí)，水泥助磨劑的摻量也應(yīng)自動(dòng)的隨之改變；⑥ 水泥助磨劑的流量實(shí)際值必須在中控室的DCS操作界面上準(zhǔn)確顯示，顯示值**到小數(shù)點(diǎn)后一位；⑦ 水泥助磨劑的每班的累計(jì)值必須在中控室的DCS操作界面上顯示出來(lái)；⑧ 水泥助磨劑的摻入設(shè)備的啟停可以在中控室的DCS操作界面上進(jìn)行操作，并與有關(guān)設(shè)備聯(lián)鎖，確保由于故障等原因有關(guān)設(shè)備停機(jī)時(shí)水泥助磨劑的摻入設(shè)備也必須聯(lián)鎖停機(jī)；⑨ 盛放水泥助磨劑的容器內(nèi)助磨劑的液位須在中控室的DCS操作界面上顯示出來(lái)。

2液泵、液體流量計(jì)及液位計(jì)的選型及安裝

2.1液泵的選型、原理及安裝：

根據(jù)上面的要求，系統(tǒng)的液泵可選用齒輪泵或隔膜泵。由于液泵一般按體積流量選型，根據(jù)上面的要求，每臺(tái)磨的臺(tái)時(shí)產(chǎn)量按160t/h算，水泥助磨劑的相應(yīng)的配比為0.17%，則相應(yīng)的水泥助磨劑的流量為272kg/h。根據(jù)供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)，水泥助磨劑比重γ助=1.2±0.015kg/L，平均值為1.2kg/L。當(dāng)臺(tái)時(shí)產(chǎn)量為160t/h時(shí)水泥助磨劑的體積流量為226.67L/h。

2.2液體流量計(jì)的選型、原理及安裝：

流量計(jì)的選型。流量計(jì)種類(lèi)繁多，根據(jù)流量的定義劃分，流量計(jì)可分為體積流量計(jì)與質(zhì)量流量計(jì)；體積流量計(jì)又包括容積式流量計(jì)、差壓式流量計(jì)、速度式流量計(jì)；質(zhì)量流量計(jì)又包括直接式質(zhì)量流量計(jì)與推導(dǎo)式質(zhì)量流量計(jì)等等。根據(jù)流量計(jì)的測(cè)量原理劃分可分為基于力學(xué)原理的流量計(jì)、基于電磁學(xué)原理的流量計(jì)、基于熱力學(xué)原理的流量計(jì)、基于光學(xué)原理的流量計(jì)、基于原子物理原理的流量計(jì)等等；另外還有其他劃分方法。可見(jiàn)流量計(jì)的種類(lèi)非常之多，可供選擇的范圍很大。面對(duì)如此龐大的流量計(jì)家族，要想選擇一款經(jīng)濟(jì)實(shí)用的流量計(jì)，的確不是一件很容易的事，在具體選擇時(shí)要考慮的因素很多。首先要考慮流量計(jì)本身的情況，如測(cè)量原理、性能、**度、可用性、測(cè)量流量的量程范圍、價(jià)格等；其次要考慮被測(cè)介質(zhì)的情況，如流體的物理特性：流體的粘度、比重、壓力、透明度、導(dǎo)電性、介電常數(shù)、溫度、是否有沉淀等；化學(xué)特性：流體的腐蝕性、有無(wú)毒性、長(zhǎng)期的化學(xué)穩(wěn)定性等；除了上面要考慮的因素外當(dāng)然還要考慮其它一些因素。根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，大致可從以下幾方面考慮：(1)流量計(jì)的性能；(2)流量計(jì)的價(jià)格；(3)流體的理化特性；(4)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境（如設(shè)備的振動(dòng)）及安裝條件（如是否有安裝空間）等。

根據(jù)上面提出的要求，由于選用的水泥助磨劑是液體助磨劑，所以要測(cè)量所配水泥助磨劑的流量，需選用測(cè)液體流量計(jì)。由于液體流量計(jì)分為體積流量計(jì)和質(zhì)量流量計(jì)，而質(zhì)量流量計(jì)雖然可直接顯示出被測(cè)介質(zhì)的流量且測(cè)量精度也較高，但其單價(jià)通常很高，所以我們?cè)诖诉x用單價(jià)較低的體積式流量計(jì)。考慮到水泥助磨劑是醇胺類(lèi)、糖醚類(lèi)等的水溶液，具有導(dǎo)電性；另外考慮到安裝的簡(jiǎn)單方便，我們選用了電磁流量計(jì)。根據(jù)上面的計(jì)算，為留有余量，并考慮現(xiàn)場(chǎng)的管道尺寸及PLC所接受的信號(hào)，為滿足前面工藝方面提出的技術(shù)要求，我們選用的電磁流量計(jì)為蘇州華陸儀器儀表有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為HLLDG系列電磁流量計(jì)產(chǎn)品，其量程范圍為240L/h，*大工作壓力為0.6MPa，4-20mA信號(hào)輸出，計(jì)量精度等級(jí)為0.5%。電磁流量計(jì)由流量傳感器和轉(zhuǎn)換器兩大部分組成，流量計(jì)的內(nèi)壁構(gòu)成測(cè)量管，測(cè)量管上下裝有激磁線圈，通激磁電流后產(chǎn)生磁場(chǎng)穿過(guò)測(cè)量管，一對(duì)電極裝在測(cè)量管內(nèi)壁并與液體相接觸，引出感應(yīng)電勢(shì)，送到轉(zhuǎn)換器，激磁電流則由轉(zhuǎn)換器提供；電磁流量計(jì)的基本原理是法拉第電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁力線運(yùn)動(dòng)時(shí)在其兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)電性液體在垂直于磁場(chǎng)的非磁性測(cè)量管內(nèi)流動(dòng)，與流動(dòng)方向垂直的方向上產(chǎn)生與流量成比例的感應(yīng)電勢(shì)，電動(dòng)勢(shì)的方向由“弗來(lái)明右手規(guī)則”決定。

2.3液位計(jì)的選型：

由于在技術(shù)要求中提出盛放水泥助磨劑的容器內(nèi)的助磨劑液位必須能進(jìn)行遠(yuǎn)程顯示，故所選液位計(jì)必須有電信號(hào)輸出。這樣可供選擇的液位計(jì)有投入式液位變送器、浮球式液位變送器、磁翻柱液位計(jì)等等可供選擇。由于投入式液位變送器安裝簡(jiǎn)單方便（只要投入水泥助磨劑的容器內(nèi)即可）、單價(jià)較低，我們選擇了投入式液位變送器。投入式液位變送器的原理非常簡(jiǎn)單，其測(cè)量原理是基于任何液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，液體的壓強(qiáng)隨深度的增加而增大這樣一個(gè)物理事實(shí)。

2.4定量控制系統(tǒng)軟件的編制及DCS操作界面的組態(tài)

水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)軟件的編制包括以下幾個(gè)方面：PLC流量輸入信號(hào)處理程序；PLC液位輸入信號(hào)處理程序；水泥助磨劑用量累計(jì)程序；軟件調(diào)節(jié)器程序；PLC流量給定輸出信號(hào)處理程序；液泵電機(jī)-變頻器的啟停及聯(lián)鎖程序。

PLC流量輸入信號(hào)處理程序：流量計(jì)輸入到PLC的模擬量輸入模塊上的4-20mA信號(hào)是模擬量信號(hào)，模擬量輸入模塊將這種信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化為可以被PLC的CPU進(jìn)行處理的數(shù)字量信號(hào)。由于正常情況下模擬量輸入模塊將各種模擬量輸入信號(hào)均不加區(qū)分的統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為0～27648之間沒(méi)有任何物理意義的純粹的數(shù)字量，而實(shí)際的生產(chǎn)工藝過(guò)程所涉及到的數(shù)據(jù)都有具體的物理意義，故這種值不能作為實(shí)際值直接使用。要賦予經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換所獲得的數(shù)字量以實(shí)際的物理意義，必須考慮相應(yīng)的數(shù)字量所對(duì)應(yīng)的儀表測(cè)得的物理量的計(jì)量單位及儀表的量程范圍。假定對(duì)于流量計(jì)的一個(gè)流量信號(hào)Q經(jīng)PLC的模擬量輸入模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后變換為數(shù)字量N，則根據(jù)簡(jiǎn)單的比例關(guān)系可得Q=N/27648×240（kg/h），即經(jīng)過(guò)此運(yùn)算就可以把純粹的數(shù)字量N轉(zhuǎn)化為以數(shù)字量形式表達(dá)的流量信號(hào)供CPU處理，在此處理程序中數(shù)N的信號(hào)類(lèi)型應(yīng)為輸入信號(hào)。具體PLC程序框圖如圖3所示。

PLC液位輸入信號(hào)處理程序：假定對(duì)于液位計(jì)的一個(gè)壓力信號(hào)P經(jīng)PLC的模擬量輸入模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后變換為數(shù)字量N，則根據(jù)簡(jiǎn)單的比例關(guān)系可得P=N/27648×72（kPa），即經(jīng)過(guò)此運(yùn)算就可以把純粹的數(shù)字量N轉(zhuǎn)化為以數(shù)字量形式表達(dá)的液位信號(hào)供CPU處理。

4 系統(tǒng)運(yùn)行效果

系統(tǒng)自2006年4月19日安裝調(diào)試完成投入使用后的一個(gè)多月的時(shí)間里化驗(yàn)室每天都對(duì)助磨劑的流量進(jìn)行一次標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果與電磁流量計(jì)的計(jì)量顯示之間的誤差均在±1.5%以內(nèi)。另外通過(guò)對(duì)助磨劑流量趨勢(shì)圖的長(zhǎng)期觀察發(fā)現(xiàn)在正常情況下（過(guò)濾器沒(méi)有被雜物堵塞時(shí)）水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)的控制精度均在±1.5%以內(nèi)，證明水泥助磨劑定量控制系統(tǒng)完滿足工藝方面提出的所有技術(shù)要求，經(jīng)過(guò)近兩年半的運(yùn)行證明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是合理、實(shí)用的。