本书以粉体生产过程中的控制系统为主线，介绍与粉体生产相关的电气、仪表、自动化控制方面的知识，包括粉体生产流程中常用的自控手段与电控结构的配合、粉体生产线上各种专用的设备与技术、的集成控制系统和生产线的设计和管理等。本书封面贴有清华大学出版社防伪标签，无标签者不得销售。

本书是“粉体技术丛书”之一，主要内容是以粉体生产过程中的控制系统为主线，介绍与粉体生产相关的电气、仪表、自动化控制。因为自动化生产控制是一个很广泛的概念，不同的行业，如采矿、冶金、机械、石油化工、电站、食品、制药，它们的生产过程自动化虽然在基础理论、系统构成、自控元件等许多方面都是相通的，但系统结构与侧重点却有各自的特点和不同。因此本书编写的主题仅是结合粉体生产流程中经常用到的电气自动化控制系统做一些实用性的介绍，着眼于应用。由于粉体工程工艺段并不是独立的，往往是从属于不同的行业或只是其整个生产流程的一部分，例如在一些大型石油化工企业中，粉体生产工艺往往是道成品生产工序，此工序自控系统虽然相对独立，但却又是工厂DCS控制系统的一部分；中小型粉体生产企业的自控系统的结构及控制程度又往往取决于生产规模与成本，所以编写时，从粉体工程中常用的传统自控手段与电控结构着手，逐步讲到集成控制系统。本书的读者群是从事粉体工程自控设计、制造、维修和使用的工程技术人员及各类学校机电专业学生。

本书由多年从事粉体工程自动化生产线设计和制造的江苏南大紫金科技有限公司负责撰写。全书由总经理刘建平高级工程师和杨济航高级工程师主编，参加编写的还有熊仲银工程师和黄进峰工程师等。其中第7章由熊仲银编写，第8章由黄进峰编写，第5.3节由陆泾工程师编写。由清华大学盖国胜教授、杨玉芬博士组织审稿；第3章粒度在线检测技术的撰写得到了济南微纳公司任中京工程师的帮助和支持，借此机会表示诚挚的感谢。在本分册编写过程中参阅了很多文献资料，在此对相关专家和作者表示感谢。

由于编者水平有限，书中如有错误或有待进一步讨论改进之处，恳请广大读者给予批评指教。

作 者2012年3月

第1章 绪论1第2章 粉体的计量4

2.1 称重计量准确度的划分 4

2.1.1 称重计量的技术指标5

2.1.2 非自动电子衡器的准确度等级6

2.1.3 自动电子衡器的准确度等级8

2.2 粉体生产线上的静态计量设备10

2.2.1 静态计量衡器常用的准确度等级10

2.2.2 粉体定量称重衡器的结构和特点10

2.2.3 储料仓称重22

2.2.4 增量称重式定量衡器的控制时序24

2.2.5 减量称重计量方式25

2.3 粉体生产线上的动态计量设备27

2.3.1 重力式皮带秤27

2.3.2 螺旋电子秤32

2.3.3 转子电子秤34

2.3.4 冲板流量计37

2.3.5 失重秤41第3章 粉体生产流程中工艺参数的检测46

3.1 粒度的检测46

3.1.1 粒度检测的方法和仪器46

3.1.2 生产中常用的粒度检测指标50

3.1.3 粒度的在线检测52

3.2 压力的测量55

3.2.1 洁净气体的压力测量55

3.2.2 粉尘环境的压力测量55

3.2.3 压力测量仪表的选型56

3.3 温度测量57

3.3.1 热电偶测温57

3.3.2 热电阻测温58

3.3.3 非接触式测温60

3.3.4 温度控制仪表60

3.3.5 集群温度检测61

3.4 流量的测量61

3.4.1 差压式流量计61

3.4.2 容积式流量计62

3.4.3 速度式流量计62

3.4.4 质量流量计63

3.4.5 流量仪表选型64

3.5 湿度(水分)的检测64

3.6 粉体料位的在线检测65

3.6.1 阻旋式料位计66

3.6.2 音叉式料位计66

3.6.3 射频导纳料位计67

3.6.4 重锤式连续料位测量系统68

3.7 粉尘浓度的检测69

3.8 具有3D显示图像的体积物位扫描仪71第4章 粉体流程中的电气传动与控制74

4.1 传动系统负载的性质74

4.1.1 交流异步电动机74

4.1.2 高效节能电动机76

4.2 异步电动机和变频调速器77

4.2.1 三相异步电动机的启动77

4.2.2 异步电动机的调速78

4.2.3 变频调速79

4.2.4 变频调速器的选择79

4.2.5 采用变频器以后的电动机为什么能节能80

4.3 粉体生产机械的电气传动和控制81

4.3.1 粉体气力输送的动力装置81

4.3.2 粉体机械输送的动力装置83

4.3.3 粉磨、混合系统机械的电气传动84

4.3.4 泵及除尘机械的电气传动86

4.4 带控制点的工艺流程图的绘制87

4.4.1 工艺流程图绘制的几点要求87

4.4.2 带控制点工艺流程图的基本内容89

4.5 电气控制98

4.5.1 电气控制的方法99

4.5.2 电气控制原理图的设计103

4.6 气动控制106

4.6.1 常用的气动控制元件106

4.6.2 几种常用的气动控制回路115

4.7 生产线用电负荷的确定119

4.7.1 生产线用电负荷的统计和归纳119

4.7.2 额定功率和设备容量120

4.7.3 负荷计算122第5章 粉体生产线上的自动化设备123

5.1 自动定量称重包装机123

5.1.1 高速自由落料净重式双秤包装机123

5.1.2 螺旋加料毛重式包装机126

5.1.3 吨袋大包装机128

5.1.4 带脱气装置的超微粉体定量包装机130

5.1.5 配料秤的控制流程134

5.2 粉料的气力输送140

5.2.1 发送罐密相正压气力输送的自动控制140

5.2.2 一种稀相正、负压相结合的气力

输送装置144

5.3 球磨机的复杂控制系统146

5.3.1 球磨机的特性曲线146

5.3.2 球磨机内物料存料量的检测方法148

5.3.3 球磨机的复杂控制系统150

5.4 自动包装线上的专用设备153

5.4.1 自动上袋机153

5.4.2 热合缝包机157

5.4.3 金属检测机161

5.4.4 重量复检机163

5.4.5 机器人码垛机和缠包机165第6章 粉体生产过程中的防护技术170

6.1 粉尘防爆电气设备170

6.1.1 粉体防爆的设计考虑170

6.1.2 粉尘环境用电气设备的防爆171

6.1.3 电气设备的防爆形式174

6.1.4 粉体防爆中的其他电气考虑176

6.2 粉体生产车间的电气接地177

6.2.1 低压配电系统常用的接地形式177

6.2.2 接地装置的连接 179

6.3 有毒有害粉体的密封式灌装181

6.3.1 内气囊夹袋的定量灌装秤181

6.3.2 外气囊夹袋的定量灌装秤184

6.4 粉料搭拱架桥的破除和脱气方法185

6.4.1 粉料搭拱架桥的破除186

6.4.2 破拱装置的安装位置和振动力的调节189

6.5 轻质粉料灌装过程中的脱气密实189第7章 自动控制系统的构成与管理193

7.1 自动控制系统的构成193

7.1.1 控制系统及控制室193

7.1.2 控制室的位置194

7.1.3 设计备用量及扩展195

7.1.4 测量仪表196

7.1.5 电气安全199

7.1.6 环境保护及节能减排200

7.2 各专业和工种之间的协调201第8章 粉体自动化生产线的信息化管理207

8.1 工艺流程图207

8.2 自动控制系统的结构213

8.2.1 自控系统的总体构成213

8.2.2 可编程序控制器214

8.2.3 工业控制计算机223

8.2.4 现场总线226

8.2.5 工业以太网230

8.3 粉体工程信息化管理234

8.3.1 工业“IT" 234

8.3.2 产品的信息化管理236

8.3.3 信息数据远程监控237第9章 典型案例--磁性材料的干湿法混合型生产线239

9.1 流程设计239

9.2 流程工艺说明241

9.2.1 干法工艺241

9.2.2 湿法工艺246参考文献253^[1]