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| 調(diào)漿配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) | 2020-02-15 |
| 摘要 以某企業(yè)的調(diào)漿配料生產(chǎn)流程為基礎(chǔ)，介紹了基于離散數(shù)字潤(rùn)滑油配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及其實(shí)現(xiàn)過程。該涂料配料系統(tǒng)硬件搭配合理，程序設(shè)計(jì)模塊化，控制精度高，可靠性良好。 介紹在CASGOOD的平臺(tái)上開發(fā)設(shè)計(jì)性能的油墨數(shù)字配料系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)某企業(yè)的調(diào)漿配料生產(chǎn)過程控制。樹脂配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路明確、方法獨(dú)到，而且具有控制精度高、適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性良好等特點(diǎn)，很好地實(shí)現(xiàn)了廠家的控制要求。 1溶劑自動(dòng)化配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 1.1助劑自動(dòng)配料系統(tǒng)過程及要求 企業(yè)的主要生產(chǎn)工藝流程為：將鐵紅廠細(xì)磨后的鐵紅漿料用輸料泵輸入反應(yīng)釜；在反應(yīng)罐中進(jìn)行脫水處理后再儲(chǔ)備下來；再采用自動(dòng)化檢測(cè)控制技術(shù)將高濃縮溶液(濃度值高于60%)通過輸料泵輸入到混合調(diào)制混合罐中；在混合罐中加水?dāng)嚢杌旌?，進(jìn)行調(diào)漿處理(調(diào)漿濃度50%, 精度要求5%)，調(diào)漿后的溶液總量要達(dá)到預(yù)定值；最后控制輸料泵將調(diào)漿后的溶液按照預(yù)定量輸出到標(biāo)定池中，再進(jìn)行后繼處理。 天那水配料系統(tǒng)的控制要求是：根據(jù)工藝要求，自動(dòng)調(diào)控被控參數(shù)，啟停各類設(shè)備；自動(dòng)存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù)和打印報(bào)表；實(shí)時(shí)顯示主要運(yùn)行參數(shù)和曲線；混合罐中調(diào)漿濃度為50%, 精度為5%；每天出礦量達(dá)到T噸，精度為0.3%。 1.2甲醇計(jì)量配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 分析乙醇稱重配料系統(tǒng)控制要求，難點(diǎn)主要在于調(diào)漿過程和出漿過程的精度控制。調(diào)漿過程的濃度精度要求為5%，由于濃度計(jì)、密度計(jì)等儀器的精度基本在1%-5%之間，所以通過這些儀器可以實(shí)現(xiàn)控制精度要求。而出漿過程中精度要求為0.3%，所以出漿過程控制要通過精度更高的儀器來實(shí)現(xiàn)，如壓力計(jì)(精度達(dá)0.05%)。 根據(jù)生產(chǎn)的控制要求，分析粘合劑配料系統(tǒng)控制的難點(diǎn)，將鹽酸配料系統(tǒng)的控制過程分成漿料濃縮控制過程、攪拌調(diào)漿控制過程、出料控制過程三大部分。 1) 漿料濃縮控制過程負(fù)責(zé)控制啟停反應(yīng)罐，對(duì)鐵紅廠出來的細(xì)磨鐵紅漿料進(jìn)行濃縮；并根據(jù)濃度計(jì)抽樣值控制反應(yīng)罐出漿開關(guān)，以確保從反應(yīng)罐出去的溶液是高濃度溶液。此控制過程的控制點(diǎn)只有兩個(gè)：反應(yīng)罐的啟停電機(jī)和出漿閥門，控制過程相對(duì)簡(jiǎn)單。 2) 攪拌調(diào)漿控制過程主要控制加水。由于企業(yè)對(duì)調(diào)漿濃度的精度要求并不高，所以加水量是以混合罐進(jìn)漿開始10min 內(nèi)溶液的平均濃度為依據(jù)計(jì)算出來的。 攪拌調(diào)漿控制完成之后，混合罐內(nèi)的礦漿溶液濃度在50%左右，桶內(nèi)溶液高度達(dá)到預(yù)定的液位計(jì)高度。 3) 出料控制過程是關(guān)鍵的一步，控制的原理如下： 首先， 通過加油機(jī)向混合罐中調(diào)膠罐入自來水， 每次調(diào)膠罐入2000L， 通過對(duì)壓力計(jì)抽樣標(biāo)定對(duì)應(yīng)的水壓P2，分別得到2000L、4000L、6000L、…、100000L等50個(gè)水壓值，并存入醇溶液配料系統(tǒng)中。10萬升水溶液高度對(duì)應(yīng)的位置就是液位計(jì)的位置。 其次，調(diào)漿完成后、出漿之前對(duì)溶液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，攪拌時(shí)間為預(yù)定值。攪拌均勻后，從壓力計(jì)抽取溶液在液位計(jì)高度對(duì)應(yīng)的壓力值P1。 最后，醇溶液配料系統(tǒng)啟動(dòng)出漿開關(guān)，并不斷循環(huán)抽樣檢測(cè)壓力計(jì)，抽樣間隔為1s。當(dāng)抽樣值達(dá)到計(jì)算出的剩余礦漿壓力值時(shí)停止出漿，同時(shí)關(guān)閉各類設(shè)備，配料系統(tǒng)控制過程結(jié)束。 上述方案有如下的優(yōu)點(diǎn)：充分利用了壓力計(jì)的高精度性能，確保配料系統(tǒng)的控制精度要求；各個(gè)模塊獨(dú)立，互不干擾，便于操作和維護(hù)；避開使用價(jià)格昂貴的密度計(jì)等儀器，通過使用壓力計(jì)等儀器降低了氨溶液配料系統(tǒng)的費(fèi)用。 2活性劑配料系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 2.1助懸劑配料系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 潤(rùn)濕劑配料系統(tǒng)中各個(gè)物理參數(shù)的測(cè)量選用相應(yīng)的不銹鋼稱重模塊來檢測(cè)，濃度計(jì)選用蘭州同位素儀表廠的HT-2310, 精度為1% ；流量計(jì)選用西安儀表廠的W3000-0401211-100，精度為2% ；壓力計(jì)同樣選用西安儀表廠的315/AGS5S22M, 精度為0.2% ；攪拌轉(zhuǎn)速以及送漿速度、出漿速度的控制選用艾默生的TD1000系列變頻器；數(shù)據(jù)采集卡選用研祥的PCL-812PG，通過它實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)的A/D、DI 轉(zhuǎn)換；考慮到PCL-812PG的輸入、輸出信號(hào)要求為0-5V電壓或4-20ma 電流，而這些信號(hào)不滿足稱重模塊輸出、驅(qū)動(dòng)開關(guān)設(shè)備的要求，這就需要通過PCLD-880和PCLD-885做中轉(zhuǎn)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行整流。潤(rùn)濕劑配料系統(tǒng)上位機(jī)選用研祥生產(chǎn)的IPC-810/PV工控機(jī)。 2.2涂劑配料系統(tǒng)軟件構(gòu)架及各部分功能 甘油劑配料系統(tǒng)軟件的軟件構(gòu)架為開發(fā)生動(dòng)方便的操作界面，在上位機(jī)中采用了國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件,Controx2000 進(jìn)行控制界面的設(shè)計(jì)。ControX2000是基于Windows98/2000/NT操作配料系統(tǒng)的軟件包，它內(nèi)部采用Client/Sever體系結(jié)構(gòu)， 對(duì)眾多的現(xiàn)場(chǎng)控制器和其他現(xiàn)場(chǎng)智能部件能進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和監(jiān)視，操作時(shí)具有高性能和高可靠性，以及隨時(shí)對(duì)各種突發(fā)事件做出反應(yīng)，不丟失任何數(shù)據(jù)和報(bào)警信息。 此外，Controx2000與數(shù)據(jù)采集卡之間的通信無需編制通訊程序, Controx2000將現(xiàn)場(chǎng)的硬件設(shè)備采集來的數(shù)據(jù)通過組態(tài)軟件的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序傳送到組態(tài)軟件中。在ControX2000中只需配置這些硬件的驅(qū)動(dòng)程序， 比如對(duì)數(shù)據(jù)采集卡PCL-812PG, Controx2000就要配置該硬件相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序。而在酊劑配料系統(tǒng)中，就可以通過設(shè)置不同地址的標(biāo)簽量來與數(shù)據(jù)采集卡的通道相對(duì)應(yīng)，通過標(biāo)簽值的變化反應(yīng)、控制數(shù)據(jù)采集卡通道的輸入和輸出。 配料系統(tǒng)功能模塊相互獨(dú)立互不影響，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，良好的人機(jī)交互性能，方便用戶實(shí)時(shí)有效地控制管理生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。 2.3糖漿劑配料系統(tǒng)的主程序框 按照芳香水劑配料系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)分成三個(gè)控制階段：濃縮進(jìn)料過程、加水調(diào)漿過程和出料控制過程。 濃縮進(jìn)料控制過程：人工啟動(dòng)反應(yīng)罐進(jìn)料開關(guān)，啟動(dòng)反應(yīng)罐攪拌電機(jī)開關(guān)，配料系統(tǒng)開始反應(yīng)罐進(jìn)料過程。當(dāng)反應(yīng)罐調(diào)膠罐滿后，停止進(jìn)料開關(guān)和攪拌電機(jī)開關(guān)；根據(jù)生產(chǎn)需要，啟動(dòng)反應(yīng)罐出漿開關(guān)、出漿軟管泵，在出漿的過程中，數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)檢測(cè)濃度計(jì)的抽樣值，配料系統(tǒng)根據(jù)采樣值判定出漿溶液是否為濃度大于60%的高濃度溶液。如果判定為否，關(guān)閉出漿開關(guān)和軟管泵。 加水調(diào)漿控制過程：在啟動(dòng)反應(yīng)罐出漿開關(guān)的同時(shí)，配料系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集卡對(duì)濃度計(jì)進(jìn)行約為10min 的抽樣， 抽樣間隔為1S；配料系統(tǒng)根據(jù)采樣數(shù)據(jù)計(jì)算出加水量后，自動(dòng)啟動(dòng)加水開關(guān)，并通過數(shù)據(jù)采集卡對(duì)流量計(jì)抽樣計(jì)算加水量。當(dāng)加水量滿足時(shí)，著色劑配料系統(tǒng)自動(dòng)停止加水開關(guān)。在加水過程進(jìn)行時(shí)，進(jìn)漿過程繼續(xù)進(jìn)行，直到礦漿溶液高度達(dá)到液位計(jì)高度時(shí)，芳香劑配料系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)態(tài)稱重模塊信號(hào)停止進(jìn)漿。 出料控制過程：進(jìn)漿過程結(jié)束后，潛溶劑配料系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)需要啟動(dòng)攪拌電機(jī)，攪拌礦漿30min（可以設(shè)定），攪拌完成后計(jì)算出礦漿濃度等參數(shù)；當(dāng)用戶輸入班產(chǎn)體積H每日產(chǎn)量I時(shí)，配料系統(tǒng)計(jì)算剩余礦漿壓力，同時(shí)啟動(dòng)出料開關(guān)和軟管泵，開始出料過程；出料中，助溶劑配料系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)壓力計(jì)抽樣值，當(dāng)抽樣值達(dá)到計(jì)算值預(yù)定精度范圍時(shí)，停止出料開關(guān)和軟管泵，出料過程結(jié)束。 3助懸劑配料系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果及其分析 潤(rùn)濕劑配料系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各個(gè)功能模塊界面可以相互轉(zhuǎn)換，聚乙二醇配料系統(tǒng)控制出漿過程時(shí)的界面。二甲亞砜配料系統(tǒng)很好地反應(yīng)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示了重油配料系統(tǒng)控制參數(shù)值及其曲線，對(duì)設(shè)定的參數(shù)值進(jìn)行報(bào)警，很好的完成了生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要求。 福爾馬林配料系統(tǒng)總體運(yùn)行結(jié)果良好，很好地滿足了控制要求，達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)目的。為保證配料系統(tǒng)的良好運(yùn)行，在硫化鈉溶液配料系統(tǒng)中除了對(duì)各控制量自動(dòng)控制外，還設(shè)置了人工手動(dòng)控制。在手動(dòng)控制過程中，軟件系統(tǒng)只負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)。 | |
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