十、技術服務： ............................................................................................................................................................... 11

    煤氣柜作為鋼鐵企業重要的設施之一，在貯存煤氣、調節煤氣管網壓力、合理使用能源、 減少環境污染等方面發揮著重要作用?，F場的煤氣柜為干式煤氣柜類型。威金斯型煤氣柜對轉爐回收的煤氣具有儲存、穩壓、混合的作用，具有吞吐量大、日常維護及檢修工作量少和使用壽命長等優點。煤氣柜的安全運行對轉爐煤氣的回收利用、降低轉爐冶煉能耗作用重大、意義深遠?；钊鳛橥鹚剐兔簹夤竦年P鍵部件之一，在煤氣柜工作過程中，活塞的升降垂直度直接影響到氣柜正常工作和運行安全。如橡膠布簾破損將造成大量煤氣泄漏，給人員和設備的安全帶來嚴重的安全隱患，煤氣回收生產將停止，將給活塞飄移量和傾斜度過大的，公司生產造成很大經濟損失?；钊谏舷律颠^程中會出現顫動、扭動等現象，造成橡膠布簾產生皺褶，這是橡膠布簾破損的重要原因。特別是T擋板與柜體側板之間的活塞飄移量偏大， 特別是高柜容時，活塞飄移量經常出現超過最大允許飄移量的情況，致使外圈橡膠布簾在柜體一側翻卷不暢，甚至發生機械碰撞、擠壓現象，這是造成橡膠布簾破損的主要原因。 激光柜位計、氣柜活塞漂移、氣柜活塞傾斜、氣柜活塞扭轉產品，具有無接觸、無侵入、測量端面小等優點，利用其激光相干性好、方向性強、發散角小、能量集中、穿透性好、微弱信號處理能力強、獨特的軟件算法和精密的望遠光學鏡頭等特點來解決這一相應難題。海郅翰公司是一家專業從事光電技術開發應用的公司，在激光應用領域有獨到的優勢，結合當前氣柜測量產品的局限性，推出激光原理的柜位計、活塞漂移設備與活塞傾斜，解決了氣柜運行中安全檢測的難題，彌補了國內此領域的空白。 本套方案可以實現遠程數據傳輸和現場顯示；可以實時掌握氣柜活塞運行數據，便于實現氣柜與自動化生產流程控制；

三、南京海郅翰產品優勢：
1.量程大、測距、無盲區；
2.防爆設計、安裝容易、可靠性高；
3.配備高溫部件；
4.不受介質溫度影響。不受溫度變化影響；
5.非插入式測量，非接觸測量；
6.測量速度快；
7.操作簡單，可編程測量；
8.測量精確、高精度適合高要求項目；
9.分辨率高出一般儀表十倍；
10.具有除塵、蒸汽，高效的優點；
11.能夠通過數字傳輸RS485、模擬輸出4-20mA；
12.波束角小，適合長距離定位，避免障礙物；
13.可以斜角安裝；
14.能在導電常數低的介質條件下測量；
15.可以在測量面不規則的情況下使用；
16.測量時不受周圍噪音環境影響；
17.具有自我診斷功能；

18.產品認證：

四、方案實現：
1.基本原理
      氣柜活塞激光測量設備是由激光監測傳感器、固定法蘭、防護罩等構成，根據激光的傳播時間，通過內置的精確定時器。儀表為可見激光，通過激光能夠準確對準測量目標進行精確測量。將激光設備安裝在固定支架上，與柜頂連接牢固，連接部位應考慮柜頂走道振動因素，需加裝減震彈簧或減震墊緩解振動對儀表測量過程中影響。通過4-20mA電流環或者RS485總線將數據傳輸到中央控制室進行監控。 激光傳感單元由半導體激光器發射連續或高速脈沖激光束，激光束遇到被測物體表面進行反射，光線返回由激光接收器接收。并精確記錄精光自發射到接收之間的時間差，從而確定從激光到被測物之間的距離。距離物料表面的距離D 與脈沖的時間行程T 成正比： D=C×T/2 其中C 為光速。

2.測控方案—激光柜容
2.1用激光檢測方法，實時獲取柜位、用于氣柜安全運行數據判斷。安裝示意圖如下圖一示：

激光柜位計安裝與氣柜頂部，測量激光垂直照射浮盤反射板/膜上，對活塞的行程實時測量，將測量結果通過4-20mA電流環模擬輸出或RS485 Modbus數字輸出，經有線方式，將結果實時傳送給控制器、總控機房的PLC系統或DCS系統中。

1，氣柜柜容與活塞傾斜激光反射板固定方式為：激光受光點固定4個可調螺桿，激光專用反射膜隨設備配套，反射板四角開孔，孔徑建議φ8mm~φ12mm之間。反射板水平安裝與可調螺桿上方。找中心點可用吊鉛錘方式。

2，激光反射膜為自粘式，撕開后直接黏附與金屬反光板表面。

3，現場必須加裝儀表防護罩，制作考慮防雨，通風散熱。 

4，現場儀表的安全保護接地，與就近設備接地網（4歐及以下）作等電位連接。

 2.2氣柜活塞平衡傾斜檢測，安裝示意圖如下圖二示：

      激光活塞傾斜檢測設備安裝與氣柜頂部，測量激光垂直照射浮盤反射板上，對活塞的行程實時測量，將測量結果通過4-20mA電流環模擬輸出或RS485 Modbus數字輸出，經有線方式，將結果實時傳送給控制器、總控機房的PLC系統或DCS系統中。 柜頂調平裝置處選取對角安裝的4臺防爆激光活塞平衡檢測儀，為考慮夏冬季溫差大，氣柜外側板變形會導致測量誤差，為減少季節柜體形變誤差，激光活塞平衡檢測儀設備應分東南、西北、西南、東北方位垂直安裝，選用海郅翰專用安裝附件減震式安裝方法，防止人員柜頂走動時帶來的振動引起儀表測量干擾。為了減少安裝時誤差，可通過儀表內部可通過偏置參數±偏置數據，修正安裝時產生的偏差。

2.3氣柜活塞漂移檢測，安裝示意圖如下圖三示：

圖三氣柜活塞漂移檢測

       威金斯卷簾式煤氣柜（皮膜柜）是冶金行業中回收、儲存轉爐、高爐、焦爐煤氣的重要設備設施。煤氣柜運行中，活塞漂移異常，是導致煤氣柜皮膜撕裂、破損、活塞墜落等安全事故的重要原因在同行業中時有發生。安裝位置于測量位置-T擋板走臺與側板間距，由于測量距離短，所以無需加裝反射板。柜內環形設備通道按每60°安裝一臺，安裝方式為水平安裝，選用南京海郅翰專用安裝附件安裝免動火。實時監控柜內活塞的漂移度。通過柜內6個點的實時測量，精準的顯示出活塞在升降運行過程中的T擋板走臺與側板間距漂移數據。將測量結果通過4-20mA電流環模擬輸出或RS485 Modbus數字輸出，經有線方式，將結果實時傳送給控制器、總控機房的PLC系統或DCS系統中。

2.4氣柜活塞扭轉檢測，安裝示意圖如下圖四示：

煤氣柜活塞是隨進氣送氣上下頻繁運動的大型活動構件，在干式氣柜是通過柜頂的壓力塊和鋼絲調平裝置保持平衡，避免活塞在運行過程中發生扭轉漂移，氣柜運行一段時間后，調平裝置存在誤差，各組調平鋼絲繩受力及位置不均，活塞會出現扭轉偏移，甚至出現活塞圓周旋轉≥50mm，造成活塞失穩，橡膠膜縱向擠壓破損，煤氣泄漏等影響生產和發生重大安全事故風險；在稀油密封氣柜中為控制氣柜的旋轉量，裝有防回轉裝置，每套回轉裝置左右有兩個滑塊，靠磨損回轉擋塊中的兩側銅塊來限制活塞扭轉量，操作運行人員需定期進入柜內測量銅塊的磨損來確定旋轉量，有時旋轉量大，會發生滑塊受力太大脫落現象，活塞旋轉量超標會引起氣柜運行中的不暢，所以日常動態實時監測活塞圓周的旋轉量至關重要，做好實時旋轉量的監測、記錄、存儲、報警、聯鎖，發生旋轉量超標提前及時報警，保證活塞旋轉量控制在安全范圍之內，超出范圍報警聯鎖停止氣柜運行，人為及時處理，防止事態擴大，保護氣柜安全。 工作原理 HZH-NZCL2活塞扭轉監測儀采用三維微電子機械系統（3D-MEMS），是將硅加工成三維結構，其封裝和觸點便于安裝和裝配，用這種技術制作的傳感器具有極好的精度、極小的尺寸和極低的功耗。這種傳感器僅由一小片硅就能制作出來，并能測量三個互相垂直方向的加速度。傳感器的功率消耗非常低，設備驅動中具有不可比擬的優越性。在 MEMS 傳感器芯片內，三軸（X、Y、Z）上的運動或傾斜會引起活動硅結構的少量位移，活塞圓周發生微小變化盡在掌握之中，可自由設定報警扭轉度并輸出4-20mA電流信號或標準modbusrtu 協議RS485串口通訊方式至中控PLC或DCS中心顯示，達到保護氣柜安全運行目的。

3、測控方案整體拓撲結構示意圖：

04、現場儀表功能鍵及端子說明圖：

5 實施方案 5.1 根據激光設備的安裝示意圖分別安裝在現場指定位置，激光柜容及活塞傾斜測量設備外部安裝儀表防護箱。 5.2 將電源24V電壓正極直接接到料位計的24V+，負極接到24V-。 5.3 每臺料位計采用4芯帶屏蔽信號線，其中兩芯接4-20mA輸出控制室的PLC或者DCS系統中。 5.5 通過工業PLC/DCS將接受的信號連接到中控室工控機數據分析軟件上，可以實時顯示測量的結果，從而準確的得知設備的實時數據。HZH-DDJ-S系列激光設備支持工業上的InTouch、iFix、Citech、WinCC、組態王、Controx開物、ForceControl、Cimplicity、RSView Supervisory Edition、Lookout、Wizcon、MCGS等組態軟件，也可選用我司的分析調試軟件。

五、活塞安全監測自動化方案：
(一) 概述：
PlC控制是目前工業上最常用的自動化控制方法，由于其控制方便，能夠承受惡劣的環境, 因此，在工業上優于單片機的控制。PLC將傳統的繼電器控制技術、計算機技術和通信技術融為一體，專門為工業控制而設計,具有功能強、通用靈活、可靠性高、環境適應性強、編程簡單、使用方便以及體積小、重量輕、功耗低等一系 列優點,因此在工業上的應用越來越廣泛。此次煤氣柜活塞安全監測系統是100000 M3焦爐煤氣柜。實現對氣柜的柜容、傾斜、漂移、扭轉實時監測并超出報警值范圍后及時報警提示。 （二）系統硬件配置： 此次100000 M3轉爐煤氣柜自控系統PLC選用西門子SIEMENS系統。包括1個CPU, 1塊西門子PS10A電源模板，3塊的AI采集模塊及1塊數字量輸出模塊。采用以太網網絡類型，抗干擾性好，保證可靠通訊和人機界面的數據顯示，又有利于快速的現場數據采集。該系統的硬件配置如圖1-1所示。

（三）系統實現： 服務器、操作站系統平臺為Windows7 (服務器/客戶版)，操作站上位監控系統，系統采用西門子STEP7\VCC組態編程軟件，完成模擬量的采集及處理。 （四）系統報警實現：
? 氣柜柜容上下限報警
? 氣柜活塞漂移量報警
? 氣柜活塞傾斜量報警
? 氣柜扭轉超范圍報警
所有報警限值在畫面窗口由用戶設定，超出報警限值范圍聯動本系統聲光報警動作同時畫面所處位置報警色閃爍。 （五）上位監控系統： 本系統共分13個畫面，其中主要畫面包括“煤氣柜監控主畫面”、“參數設定畫面”、“信息管理畫面”、“ 自動報表畫面”、“在線趨勢畫面”、 “系統設置畫面”。各個畫面可以自由切換。登錄畫面如圖1-2所示:

1-2

煤氣柜監控主畫面：

參數設定畫面：

信息管理畫面：

六、激光儀表主要設備技術指標：
環境溫度：-40 ~ +60℃ 

被測介質溫度：-20℃ ~ +70℃ 

工作濕度：0~90% 

量程： 0.001~150m 根據實際氣柜容量選 

激光特性：波束發散角紅外為0.02度； 

測量波長：650nm 

工作精度：干 凈：≤1mm；灰 霧：≤3mm 

分 辨 率： 1 mm 測量速率：從999秒一個讀數到1秒3個讀數，由編程器設置?？蛇x 

模擬輸出： 4-20mA.DC；

最大負載：750Ω。 

數字輸出：RS485（Modbus） 繼電器輸出：高位、低位兩路報警，[email protected] 

供電電源：24VDC 

最大功耗：200mW [email protected]

 認證：EX、JSIM、WATIC、ISO9001 其他技術特性指標可參見產品操作手冊。
七、安裝維護：
1、安裝確保氣柜柜頂及內部工藝安裝已施工完畢，避免電焊機大電流通過儀表造成對儀表內部元件損壞。
2、施工部門按要求固定安裝底板安裝；確保材料、施工的完整性、可靠性；
3、海郅翰專用激光設備維護包每兩月一次清掃激光光學鏡頭，確保鏡頭干凈；擦拭時往一個方向擦，嚴禁順時針或逆時針擦拭光學鏡頭。
南京海郅翰智能科技有限公司
Nanjing hai ZhiHan intelligent technology co., LTD www.mybuildingdesignz.com 技術服務熱線：025-87193400

八、操作安全：
氣柜柜頂施工是高危作業場所，施工單位在施工前必須高度重視，根據施工現場制定出各自的施工安全防護措施，并要指定專人負責。尤其是要穿戴好各自的勞防用品，安全帶要牢固可靠，必須要有牢固懸掛點。