Система многокомпонентного анализа концентрации травильного раствора (онлайн анализатор)

Техническое предложение

Инжиниринговая компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) для стадии травления стальной полосы предлагает современную автоматизированную систему многокомпонентного анализа концентрации травильного раствора.

Непрерывная информация о концентрации каждого из основных компонентов чрезвычайно необходима для оптимального контроля технологического процесса, что гарантирует высокий уровень качества проведения процесса травления, повышает производительность технологической линии и обеспечивает надежность работы всех агрегатов участка травления. Такие данные необходимы как для непрерывных, так и периодических процессов в металлургической промышленности.

Стандартно целей онлайн анализа компонентов в металлургии используются промышленные анализаторы, в основе действия которых лежат различные классические лабораторные методы анализа. Такие анализаторы отличаются сложностью конструкции. Эти приборы позволяют определять концентрацию отдельных компонентов в многокомпонентной смеси травильного раствора. Но такие приборы имеют ряд недостатков:

Высокие эксплуатационные расходы;
Расходы на реактивы;
Непостоянная работа.

Альтернативой таким приборам может служить предлагаемый автоматизированный онлайн анализатор с комбинированным методом, в котором система обрабатывает сигналы, характеризующие физические свойства многокомпонентной смеси. Такой метод не требует дорогостоящего оборудования, и отличаться низкими эксплуатационными расходами и долговечностью.

Передаваемые сигналы от сенсоров предлагаемого анализатора обрабатываются в рамках многомерной модели, позволяющей рассчитать текущие концентрации каждого из компонентов.

В зависимости от поставленных задач в основе принципа работы анализатора может лежать измерение параметров в следующей комбинации:

Скорость звука и плотность;
Скорость звука и проводимость;
Скорость звука и показатель преломления.

Измерение концентрации онлайн анализатором

Ультразвуковой онлайн анализатор предназначен для измерения концентрации и плотности жидкостей. Принцип работы анализатора, это измерение прибором скорости звука и сравнение его значения с данными калибровочной кривой зависимости скорости звука в жидкой среде от концентрации.

Типовое применение анализатора

Рис.1 Мониторинг концентрации и процесса смешения

Рис.2 Мониторинг предельных значений

Контроллеры системы многокомпонентного анализа

Настройка онлайн анализатора осуществляется оператором через контроллер. Контроллер имеет большой графический дисплей и обслуживается интуитивно четырьмя функциональными клавишами. Благодаря интерфейсу с многочисленными цифровыми опциями обеспечивается простая интеграция в любую систему контроля. В зависимости от целей, условий применения и заводского оборудования существуют модели контроллеров с различным набором опций.

Удобное для пользователя меню позволяет сконфигурировать систему многокомпонентного анализа оптимальным образом, позволяющим получить более высокую точность, разрешение и представление данных.

32-битная микропроцессорная технология, TFT цветной дисплей с высокой степенью разрешения для наилучшей видимости в любых условиях освещения;
Степень защиты IP65 передней панели, возможности установки корпуса контроллера в распределительный щит или распределительный шкаф;
Входы и выходы сигналов от 4 до 20 мА, релейные контакты, отказоустойчивые контакты с такими протоколами как TCP/IP и Fieldbus;
Память для хранения данных и отслеживание событий и демонстрация текущих значений параметров по нескольким каналам;
Долговременная RAM карта для конфигурирования и обработки данных системы;
Многоязычный пользовательский интерфейс;
Коды доступа к различным уровням системы в зависимости от прав пользователя;
Специальная система, при помощи которой можно непосредственно наблюдать излучаемый сигнал.

Сенсоры системы многокомпонентного анализа

Практически для любой области применения предлагаются удобные сенсоры с необходимым оборудованием для монтажа. С возможностью подсоединения к трубе размером до 1 мм (1/8") и встроенным датчиком температуры которые очень легко соответствуют основным рекомендациям по применению.

Преимущества многокомпонентного онлайн анализатора концентрации травильного раствора:

Сенсор в жёстком полностью закрытом корпусе;
Запатентованные высокоэффективные технологии, позволяющие получать надёжные результаты даже в условиях высокого содержания газовых пузырей;
Широкий диапазон рабочих температур и давления (температура до 200 °C, давление до 500 бар);
Дополнительные опции, такие как определение наличия потока или наличия среды вокруг сенсора.
Наличие цифрового сенсора гарантирует высокую точность результатов, небольшое время отклика и надёжную передачу данных.
Графическое отображение принимаемого высокочастотного звукового сигнала, позволяющее оптимально настроить измерительную систему.

ПРИМЕР

Технические характеристики и комплектация системы

В качестве примера компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) предлагает рассмотреть вариант онлайн анализатора концентрации многокомпонентного травильного раствора стадии травления стальной полосы.

Параметры измерения
Назначение непрерывное измерение концентрации трёхкомпонентной жидкости
Среда 1	HCL
Среда 2	FeCL₂₃
Дополнительный компонент	H₂0
Точность	5 г/л
Температура	от 75 до 95 С
Давление	от 3 до 5 бар

1. Регулятор №1

Количество: 1 шт.

Описание и комплектация

Показания

Графический TFT-дисплей (ЖК-дисплей с активной матрицей), 320×240 пикселей;
Отображение концентрации и температуры;
Отображение названия продукта;
Отображение информации о статусе и предельных величинах.

Функции

Выбор продукта из 16 продуктов;
Незашифрованное извещение об ошибке;
Задание параметров в виде древовидной структуры;
Многоязыковые инструкции оператору (руководство оператора).

Вводы и выводы

2 аналоговых вывода 4…20 мА;
1 аналоговой ввод 4…20 мА;
2 цифровых вывода;
4 цифровых вывода;
Интерфейс RS232.

Датчики

Один подключаемый датчик скорости звука.

Питание
Напряжение	120–230 В переменного тока ±10%
Частота	50 — 60 Гц
Потребление мощности	35 Вт
Питание датчиков	происходит от контроллера

2. Регулятор №2

Количество: 4 шт.

Описание и комплектация

Показания

Графический TFT- дисплей 320×240 пикселей;
Отображение концентрации и температуры;
Отображение названия продукта;
Отображение информации о статусе и предельных величинах;
Представление трендов.

Функции

Подсчёт 2 концентраций;
Выбор продукта из 32 продуктов;
Протокол регистрации данных, 15000 наборов данных, с 32 измеряемыми величинами на каждый набор;
Изменение названия продукта;
Незашифрованное сообщение об ошибке.

Вводы и выводы протокола регистрации событий

4 аналоговых вывода 4…20 мА;
4 аналоговых ввода 4…20 мА;
6 цифровых выводов;
8 цифровых вводов;
Интерфейс RS232.

Датчики

Датчик скорости звука;
Датчик с двумя физическими измеряемыми величинами (плотность, проводимость, индекс преломления). Подсоединение осуществляется посредством аналогового ввода.

Питание
Напряжение	110–230 В переменного тока ±10%
Частота	50 — 60 Гц
Потребление мощности	35 Вт
Питание датчиков	происходит от контроллера
Пластиковый корпус для регулятора
Исполнение	IP56 (Nema 12)
Тип монтажа	настенный, со смотровым окном
Материальное исполнение	пластик
Размеры	500×500×300 мм

Регулятор напряжения питания

Для регулирования напряжения питания 24 В постоянного тока.

Дополнительное оборудование

1. Промышленный модем регулятора

Количество: 1 шт.

Программируемый, с кабелем TBR21, TBR15, TIA/EIA/IS-968 стандартно используемый для Европы, США, Канады.

2. Подключение шины Profibus DP.

Количество: 1 шт.

3. Программное обеспечение для персонального компьютера

Количество: 1 шт.

Является удобным программным обеспечением для персонального компьютера, с помощью которого быстро и просто выполняются различные задания конфигурации на контролёрах, а именно:

Загрузка набора данных по продукции;
Считывание журнала регистрации контроллера;
Технологический контроль непосредственно на линии и изображение усреднённой кривой;
Сохранение данных измерений;
Ввод параметров прибора;
Оформление таблицы параметров прибора;
Дистанционное управление через модемное соединение;
Доступ к прибору через сетевое соединение;
Калькуляция набора данных по продукции.

4. Трубчатый сенсор

Количество: 5 шт.

Сенсор фланцевого типа предназначен для применения в коррозионно-активной среде на неопасных участках.

Технические характеристики
Температура среды, в которую погружен сенсор	до 100°С
Давление	16 бар
Материал сенсора	термопластичное покрытие из фтор полимера
Способ монтажа	промежуточный фланец
Исполнение корпуса	IP 65
Номинальный диаметр	80 мм
Промежуточная длина	30 мм
Взрывозащита	нет
Питание	24 В постоянного тока
Мощность	6 Вт

5. Высокоэффективное керамическое изделие, обработанное ультразвуком

Количество: 5 шт.

Высокоэффективное керамическое изделие, обработанное ультразвуком, делает возможным применение в сложных условиях для измерения.

6. Bus-кабель

Количество: 4 шт.

Bus-кабель для укладки внутри и снаружи при температуре от -30 до +70°С. Стандартный рулон 10 метров. С наружной оболочкой по стандарту VDE0816. Данная конструкция подходит для жесткой и условно гибкой укладке во внутренней и внешней области помещения, также и для укладки в земле. При наземной укладке наружная оболочка нечувствительна против атмосферного ультрафиолетового излучения.

7. Внешний кабель для соединения 4–20 мА

Количество: 40 метров (4 рулона по 10 метров).

Кабель для укладки внутри и снаружи при температуре от -30 до +70°С. Внешний диаметр 7,4 мм. Сопротивление в цепи 18,6 Ом/100 метров. С наружной оболочкой по стандарту VDE0816. Данная конструкция подходит для жёсткой и условно гибкой укладке во внутренней и внешней области помещения, также и для укладки в земле. При наземной укладке наружная оболочка нечувствительна против атмосферного ультрафиолетового излучения.

8. Измерительный преобразователь для измерения проводящей способности
Количество	4 шт.
Аналоговый вывод сигнала	4 — 20 мА
Тип монтажа	настенный
Взрывозащита	сертификат ATEX для зоны II G EEx ia IIC Т4-Т6

9. Датчик для без электродного измерения проводящей способности

Количество: 4 шт.

Примечание и пояснение

Каждый ультразвуковой зонд (трубчатый сенсор) работает с собственным микропроцессором, который берет на себя общее управление и сообщается с контроллером через BUS кабель. С контроллером № 1 один ультразвуковой зонд может обслуживаться одним контроллером. С контроллером № 2 до 4-х ультразвуковых зондов могут обслуживаться одним контроллером. Соединение зондов с контроллером осуществляется через шинный кабель с максимальной длинной провода 1000 метров. Каждый зонд имеет обширные функции само калибровки и диагностики.

Кроме предлагаемого онлайн анализатора концентрации многокомпонентного травильного раствора компания ENCE GmbH (ЭНЦЕ ГмбХ) может поставить отдельные узлы, агрегаты и комплектующие к автоматизированным линиям травления рулонной стали, горячего цинкования рулонной стали и линии нанесения лакокрасочного и полимерного покрытия стальной полосы.