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西门子--某精细化学有限公司EGCG工程电气和仪表安装
工程背景     某精细化学有限公司位于上海浦东，EGCG工程是其在中国现有合资企业的发展并进一步加大对中国投资的又一个新的利润增长点项目。就整个现场电气仪表系统而言，西门子公司承担了除了马达、仪表单体设备安装之外其余所有的工作量，并于2002年5月已正式交接给用户投入使用。 到目前为止，EGCG工程已生产出合格产品。 工程执行     在现场施工过程中，我们克服了设计图纸不详细、设计变更多、施工时间短等困难；特别在仪表调试过程中，针对用户雷达液位计的安装和旁通管的原设计缺陷等问题，根据我们自己所掌握专业性的丰富的现场实际经验，及时地向用户提出了自己的建议并加以改正，提前完成调试工作，赢得了用户的尊敬。主要的电气系统安装调试内容介绍    MCC柜选用了价格便宜、性能可靠的固定式配电柜形式。根据工艺需 要，其中一台 22KW马达选用软启动方式；其余马达选用了直接启动方式。 供给 4台MCC柜的主动力电缆采用了双拼电缆。车间内的167套照明灯具选用飞利浦产品。主电缆桥架采用带盖的镀锌桥架，分桥架采用了镀塑隔栅桥架。提供安装各种桥架和穿管长度约 2000米。由12个现场气体报警探测头所组成的一套气体报警系统及可及时检测出装置内可燃气体的浓度。一套避雷针系统使装置免遭雷电打击。 另外还有防爆、通讯网络、现场防爆和非防爆电源插座，满足现场生产各种要求。 主要的仪表系统安装调试内容介绍     在本系统中，共有各种184台，仪表选型上大多采用了智能型带HART协议的卫生型进口仪表，例如采用了安装要求高、调试比较复杂的质量流量计和雷达液位计。还有音叉式液位计、转子流量计、涡街流量计、温度变送器、压力变送器、压力开关 、PH 计和电导率等仪表种 类。6 套现场 Profibus 总线型 FESTO 接线箱的选用, 目的是去控制现场所有的开关阀。 所有现场调节阀均配用了西门子的 PS2 智能阀门定位器提供并安装也包括32只现场号和电源接线箱；各种仪表电缆近10公里；各种仪表桥架和穿线管约1000米；仪表气源管约3500米。另外还有各种镀锌安装支架以及整个系统接地排的制作。并完成仪表的单体和系统联动调试工作。

西门子--MASSFLO在精细化工中的成功应用
简介     中坤化学有限公司是一家新兴的精细化工企业，位于美丽的中国海滨城市厦门海沧工业区。 右图为主装置一角  下图所示为成品罐区     它以天然材料松节油为原料，提取合成出主要的终端产品二氢月桂烯醇。它是重要的香精香料添加剂，主要应用于香水，香波及医药中间体中。由于高纯度及稳定的质量，主要销往美国，日本等海外市场。 使用中的前丹佛斯流量计     2001年7月前丹佛斯中国在此项目中赢得了全部的流量仪表订单，包括：     ·MASS2100质量流量计37套，从Di1.5到Di40,涵盖了丹佛斯质量流量计的全部口径     ·Vorflo1100/2000涡街流量计5套，主要用于蒸汽测量     Massflo Di40 用于成品测量   Massflo Di15用于溶剂测     前丹佛斯中国为用户提供了周到的技术服务，仪表运行准确、可靠，用户满意这样的结果。 为什么用户选择前丹佛斯流量计     中坤化学有限公司在此项目中采用了*现场总线技术，系统为Emerson Automation 的 Delta V包括数据采集AMS子系统。流量仪表的竞争是十分激烈的，凭借其高超的科利奥力质量流量技术，前丹佛斯提供了一个完善的流量解决方案而取得了胜利：     ·的精度0.1%     ·FFT技术的使用，适于低流速测量     ·USM II 平台，即插即用的通讯模块，全部配HART协议     ·Mass2100不仅用于测量液体，而且适于气体测量，其中两套质量流量计用于低流量氢气测量的防爆设计 结束语    这是一个具有重要意义的项目，丹佛斯Massflo2100质量流量计的多方面技术优势得到了充分体现。    前丹佛斯能够在竞争激烈的质量流量计市场，特别是在精细化工行业，提供富于经验的专家级的流量测量控制方案。

西门子--超声波料位计在粉仓料位测量中的应用
1） 针对粉仓：     选用量程大的换能器，提高声波的强度，减小粉尘对它的影响     使用带泡沫面的换能器，可以提高它的发射强度和灵敏度，同时利用震动增强自清洁能力。 1、 工艺简介     随着我国选煤自动化的不断提高，选煤厂对于各类参数有了更高的要求，尤其是仓位的准确性，要求更加严格。我们知道煤仓中的结构是相当复杂的再加上传统的粉仓加料方式又各种各样，诸如：皮带给料机、刮板机、斗式提升机等。被测介质也各不相同，比重，颗粒度等给测量带来很大困难，超声波料位计在固体颗粒和块状物料的测量中已经被普遍采用，并且得到一定的认可。 2、 超声波料位计原理     西门子妙声力超声波料位计是利用测量换能器发射和接收到的声波的时间，计算出换能器到物料表面距离的仪表。           2） 利用西门子妙声力的Dolphin软件调整回波算法   3、应用实例     在某电厂的20个精煤仓料位测量中，由于精煤中含有少量的水分，极容易生成水雾，给测量带来一定困难；另外4个进料口4个出料口也给测量带来一定困难。具体参数：仓高26米，直径15米，通过刮板机把料送入仓内，四个进料口平均分配在筒仓中心线上，换能器的安装必须在距离筒仓中心4-5米处并且尽量使其发波的角度垂直于物料表面。     仪表的电子单元选用西门子妙声力DPL换能器选用XLS-60型，安装完毕后首先应该利用瞄准器对其发射角度进行调整，使其测量信号达到*状态。上电后，把所有参数标定好后（此时响应速度应该调整为1M/S），观察其信号线燥声基本在0-10dB基本没有电噪声的影响，在加料的过程中（料位过半）回波强度0：1甚至有时收不到回波。当时进行分析排除各种原因，zui后认为出现这种情况的原因是由于仓的直径太大，而且里面情况也比较复杂，这就给测量带来一定的困难。在回波处理算法的过程中用的是ALF也就是取首波和zui大回波的平均值。由于仓内形状过于复杂决定更改其算法，摒弃常用的ALF算法而采用A（取zui大回波）结果经过几分钟的观察，回波强度变为0-29，属于良好，拿激光测距仪标定后的结果与仪表显示误差在0.1左右，也就是说测量值能够较好的反映料仓内的实际料位。经过2个月的观察，运行一直非常稳定，这就说明精煤仓料位*可以利用西门子妙声力系列产品来测量。 4、总结     以上成功的应用实例，说明西门子妙声力系列超声波料位计在测量煤仓、矿石等还是卓有成效的，只要选用正确的换能器，变送器，以及正确的安装位置就可以解决粉仓测量的问题。所以在许多行业中选用西门子妙声力系列超声波料位计是一种理想的选择。

西门子--SITRANS LR400雷达物位计在高炉上的应用
一、序言     高炉上的物位量是钢铁行业中一个非常重要的测量数据，它对于钢铁生产的质量控制、提高生产效率和提高生产安全性起着非常重要的作用。高炉上的的物位测量点包括两种介质的测量：炉顶矿料的物位测量和鱼雷罐车的铁水的液位测量。      但是，由于这些工况的过程温度都非常的高（一般都超过300℃），高炉上的物位测量一直是个难题。长期以来，各大钢铁制造厂商一直致力于寻找一种使用寿命长、性能可靠、维护量低、测量度高的经济性的解决方案。      2002年，Siemens推出了Sitrans LR400型雷达物位计，之后这款在固体测量领域表现出优异的性能的雷达物位计不断赢得客户的青睐，*迅速增长。经过近几年的不断钻研，Siemens公司将LR400应用在高炉的物位测量领域，积累了大量宝贵的经验，并赢得了客户的信任。 二、测量原理和产品介绍      Sitrans LR400型雷达物位计是*款专门针对粉状固体的测量特点而研发的非接触式雷达物位计。因此这款产品一经推出后，其优异的固体测量性能为其赢得了大量的订单，尤其是在水泥、面粉等存在大量粉尘影响的工业中，表现出色，已经成为很多客户的产品。      2005年2月，Siemens公司为了进一步扩大LR400雷达物位计在固体物位测量市场上的优势，推出了用于固体测量的雷达物位计固体型LR400。      LR400之所以能够在固体测量领域取的如此优异的业绩，这是因为：     1、 它使用24GHz高频微波作为测量信号。根据波的特性：速度=波长*频率，我们可以得知24GHz高频的微波的波长较其他频段的雷达波的波长要短的多。一般的讲，固体料面的形状是倾斜而且粗糙的，较小的波长可以zui大程度上保证发射出去的雷达波能够在粗糙的固体表面zui大程度地被反射回雷达探头。      2、 采用FMCW（连续调频）的工作原理（见图）。FMCW的基本测量原理是：探头同时进行雷达波的发射和接受，类似通讯中的"全双工"；LR400采用了锯齿型的微波，发射波和经固体表面发射后形成的回波之间产生一个相位差，这个相位差通过一个快速傅立页的转换后，形成一个频谱，而这个频谱与雷达物位计测量的距离呈一个线性的关系。因此，通过对锯齿波的相位的检测即可得到一个高精度的物位信号。由于采用了FMCW的测量原理，使雷达波能够*的"射"向测量介质，使其抗干扰能力加强，"失波"的可能性降到zui低，从而提高了它的可靠性。      3、 它采用了四线制的设计。四线制的设计保证了仪表有足够的功率来发射足够强的能量来满足恶劣的测量条件：LR400能够测量介电常数低至1.5的介质（自然界绝大部分的介质的介电常数大于1.5）；量程zui大可至50米。      4、 由于使用高频的信号，使其发射的角度可以做到zui小8度角，使LR400能够zui大程度上避开固定干扰的影响。     另外，推出的固体型LR400雷达在以前的基础上，作了很多大的改进，使其能够更好的满足固体测量的需求。      1、 新了瞄准器的设计，并将瞄准器作为新的固体型雷达的标准配置，而不加任何费用。瞄准器可以保证LR400即使用于介质表面倾斜角度较大的工况，介电常数较低的化学品粉末也能得到较强的信号。      2、 提供了2"、3"、4"三种不同尺寸的喇叭天线的选择，能够更好地满足不同的现场的要求。      3、 改进了LR400的固体算法，使它能够专门适用于各种复杂的固体测量工况。      4、 由于采用了新的算法，使其导波性能得到很大的提高，因此增加了延长管（zui长至592mm的天线设计）的选项，使其能够满足一些安装立管较长、仓顶过厚的安装条件的工况。      5、 另外，设计了新的PTFE的平面防尘窗口，使它即使是在粉尘扬气非常大的工况中也能非常的稳定的工作。 三、方案介绍     如图，在高炉的工况中，通常主要有三个测量要求物位测量：     高炉料面测量；     高炉布料仓料位测量；     鱼雷罐铁水液面测量。     1、高炉料面测量。需要使用物位计测量准备添加到高炉内的矿料，料位的控制需要保证料位维持在一定的高度，高炉料仓的高度不可为空，否则无法保证布料仓的矿料得到及时供应；也不可使料仓料位过满，导致溢出。一般这一测量点需要的测量范围zui大约在5~6米左右。      2、高炉布料仓的矿渣的料位测量的主要的困难之处在于：仓顶顶部的温度非常高，一般超过600℃；仓顶的顶部厚度较大，一般约在1米~1.5米左右。     如下图的物位计安装位置的出口温度一般超过600℃。如果不加任何处理将LR400用于这一工况测量，由于LR400的标准型的测量过程温度为200℃，高温型的过程温度为250℃，但是也不能满足这个测量点的要求。如右图，在试用了LR400后发现，该表的发射电极遭到损坏。     zui后，经过反复的研究以后发现，高温主要有仓内的高温介质的辐射热造成；因此利用LR400的导波特性，决定设计制作导波弯管来避开仓顶安装出口处的高温气体；另外，为了降低传导热的影响，整个导波管的长度超过2米，使管内高温气体能够得到足够的降温管段。安装了如图的导波弯管后，发现安装法兰口的温度小于100℃。      安装了LR400后，经过2~3星期的现场测量后，物位测量结果基本准确。      另外，值得一提的是，现场的工况比较恶劣，常用矿石掉落在现场，由于LR400的标准配置是坚实的铝外壳设计，因此即使如此恶劣的现场工况，LR400也不会存在任何问题。      3、对鱼雷罐铁水的测量。铁水的温度高达1000℃以上。但是由于测量的介质是液体，因此主要需要解决的问题是如何解决高温的问题。      在这一测量点上，我们应用Siemens雷达物位计尝试了三种不同的方法来解决高温的问题，均取得良好的效果。      A、在加长的安装立管上安装压缩空气通道，注入压缩空气以降低雷达液位计的喇叭天线口的过程温度。      B、采用导波弯管的设计，避开由于辐射引起的超高温。      C、由于LR400的具有目前世界上zui小的发射角度（8°），因此，可以如上图的安装方式，使LR400的喇叭天线与安装口保持一定的距离，以降低过程中的超高温。 四、结束语     在国内，因为高炉的料位测量比较特殊，所以一直没有一个理想的解决方案。曾经采用过的测量方案有：α射线物位计、激光物位计、投标尺等测量方式。     通过下表的比较，可以看出，雷达物位计在高炉上的应用的可以充分固体型雷达的特点，性价比是非常高的，而且通过多年的研究和试验，LR400在这一领域的应用已经处于的地位，为高炉的物位测量应用提供了一个客户可以接受的较为理想的解决方案。   LR400雷达物位计 α射线物位计 激光物位计 投标尺 测量方式 非接触式，连续 非接触式， 连续 非接触式，连续 接触式， 非连续   度 高 差 高 一般， 存在人为误差 降温的方式 加压缩空气、 隔离、导波弯管 罐外安装， 无需降温 装隔热玻璃窗 无 高温的影响 无 无 无 无 对人的危害性 无 极大 无 无 安装要求 简单 难度大 对安装要求高 简单 通讯信号 4~20mA，Profibus可选 4~20mA 4~20mA 无 维护量 基本免维护 低 高 高 zui大量程 50m， 量程可调 量程可通过加装测量杆实现，但费用高 大 不超过30米 对现场的适应能力 铝外壳， 坚实， 现场适用性强 一般 精密仪表， 适用性差    适应性强，坚实 使用寿命 长，一般按10年计 长，α射线源有衰减 短，一般约2~3年 一般 价格 一般 贵 极贵 较低

西门子--SITRANS LR400雷达物位计在复杂工况中的应用
序言     化工行业对仪表的需求量非常大，但也是对仪表要求zui为苛刻的行业之一。由于在化工中往往会存在高温、高压/真空、腐蚀性强、粘度大、过程工艺复杂等要求，因此在很多化工领域中的依然存在很多无法解决的难题。本文介绍的就是Siemens的雷达液位计为解决一家化工厂的液位测量难题而作的一次成功的试验，证明了其*的性能*可以应用在化工领域中。 一、 背景     Sitrans LR400作为Siemens雷达物位仪表中的一款产品，其优异的性能在水泥、电力、钢铁等行业中被广泛应用并被证实为测量固体介质的*选择。     但是，由于LR400在固体测量领域的突出表现，使其很少应用在液体测量领域，尤其是化工行业。这里介绍的是，LR400在化工行业中的一次应用实验中的令人吃惊的成功表现。 二、 工况介绍     客户为一家南方的醋酸纤维公司，测量的介质是含有醋酸、水、各种矿碴等混合介质，主要特点是粘度极大，接近于沥青；有大量蒸汽；压力不到1Bar。以前该客户一直使用双法兰差压变送器来测量罐内的液位，但是由于测量介质粘度很大，因此这种测量方式的维护量很大，而且仪表的使用寿命很短。因此长期以来，该客户试用了很多物位测量仪表，都无法很好地解决这一难题。     基于LR400雷达液位计在沥青的液位测量应用中的很多成功的案例的原因，我们向客户推荐了Sitrans LR400来解决这一难题。但是，由于其复杂的罐内结构和测量介质的物理特性，无法采用安装导波管等措施来改善测量效果。     对于客户提供的介质情况看，介质的特性（介电常数）没有很大的问题。由于雷达液位计是利用微波反射的测量原理，因此蒸汽对于雷达的测量没有大的影响。在这一工况中，zui大的问题是其复杂的罐内结构（见下图），如何避开罐内复杂的加热盘管来得到正确的液位测量值是这次试验的主要目的。     该过程罐高约8m，直径约3m左右，内部有很多复杂的加热盘管结构。罐的底部和中间位置（离罐顶约4m）都有三层呈同心圆形状排列的加热盘管，zui大的圆形加热管直径约100cm，圆形加热管之间的间距约20cm，上下圆形加热盘管之间还有格栅连接；而且在离罐顶约1~1.5m的中间位置处，有两根上下重叠的横管。   三、 实验过程     客户在之前的实验中发现，LR400的测量停留在中间位置（离罐顶约4m）而无法测量的下面。     对于这样复杂的结构的过程罐，即使是zui有经验的工程师都不会有保证成功的信心。所以，这次实验，无论是客户还是作为Siemens来说，都没有一定成功的把握。     分析了客户的实际情况后，发现安装位置的选择非常重要，zui后选择的位置是在近圆心的位置，离圆心58~60cm的人孔，之所以不选择中心位置，主要是为了避开中间的加热横管形成的固定干扰影响。     在人孔上临时安装了LR400后，上电，在稍稍旋转了一个角度后，令人惊奇的发现，LR400能测量到自雷达液位计以下约6.8m的目标，用投尺从安装位置测量罐的高度，测得7.7m，也就是说LR400已经"突破"两根横管和*层的圆形加热盘管的影响，测量到了zui底部的盘管。对于这个的结果，客户和作为SIEMENS仪表工程师的我，都感到非常地"意外"。      在稍后的注水过程中，LR400在全过程中的表现依然稳定且准确。我用PDM全程记录了LR400整个实验过程中的回波图形发现，水位的回波信号非常强，能够从回波图形中看到加热盘管的干扰存在，但基本上对水位的回波信号的影响不大。 PDM所作的LR400回波图形，红色为TVT，X标志为水位的回波信号，前面的峰状回波为干扰     整个实验过后，客户非常满意LR400的表现，也对LR400产生了很大的兴趣。 四、 总结分析     虽然，由于种种原因无法进一步测试LR400的实际使用效果。但是，LR400在如此复杂的应用，能有如此表现，已经是非常令人吃惊的了。     之所以LR400能在这样复杂的工况中表现出高人一等的性能，这是因为：     1、 LR400的发射角很小，这次使用中采用的的型号，只有9度的发射角，可以zui大程度的避开固定目标的干扰。而一般型号的雷达发射角在13~20度左右。     2、 LR400是一种采用高频雷达波的FMCW（连续调频）雷达仪表。其发射频率为24GHz，根据波的特性：速度=波长*频率的公式，我们不难推断出LR400的波长相对于一般的低频雷达（5~6GHz）来说，其波长要小的多。     那么，为什么波长小，就能zui大程度上的减小固定目标的干扰呢？     打个比方，比如一般雷达波是篮球，而LR400的雷达波就好比是乒乓球。如果在一个固定干扰很多的地方，抛出篮球后，碰到干扰物被反弹回来的概率要远远大于乒乓球的概率。这也是为什么LR400能过克服粉尘等影响，准确测量固体粉料的原因之一。     3、 加热盘管的被"照射"面都是圆形的，当LR400的微型雷达波遇到圆形的反射物时，将会被很好的"发散"掉，而不是形成很完整的很强烈的回波。     4、 选择了合适安装位置，尽zui大可能避开了固定目标的干扰。     5、 选择了一定的角度，因为LR400是一种频率调制的雷达物位表，其发射出来的雷达波是呈花瓣状发射，其能量分布是呈椭圆形的，而非圆形的，因此在经过旋转了相应的角度后使其椭圆形长轴上的能量尽可能的避开了固定干扰的的影响。     基于这次成功而又意外的实验，我们有足够的理由相信：如果能够合理的选择应用LR400，它一定能在化工领域也能有更加出色的表现。

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