在精细化工生产工艺中,自动配料系统是一道非常重要的工序,它由前、后配料两个子系统组成。前配料系统在总控微机系统的控制下,将五钠、芒硝、纯碱等固体原料与烧碱、磺酸、泡花碱、水等液体原料在配料锅里搅拌后形成料浆。料浆经老化、暂存后被高压泵打人喷粉塔内,由热风干燥后形成基粉。前配料系统主要完成主料和各种配料的称重、配比。后配料系统将前配料系统形成的基粉通过电子皮带秤和传送带送人预混器,与泵人的香精、非离子等原料混合后,由传送带送人成品仓。后配料系统实现了对输送物料流量的计量。自动配料系统采用DCS集散控制方式,选用西门子S7—300 PLC构成数据采集控制系统,模块化设计,经济实用。人机界面监控软件采用国内工控领域头牌组态软件“组态王”,具有开放性好、便于用户维护和二次开发的优点。系统所有过程控制数据及设备运行状态可集中管理、实时记录,随时打印和查阅。
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自动配料监控系统由计算机、机柜和外围设备(前配料秤、后配料秤、料位机)组成。
1.1 监控系统的结构
自动配料监控系统由两台计算机作为整个系统的人机界面。其中一台为主站,完成全部系统参数设定、过程监控、数据记录;另一台作为从站,以主站为依托www.cechina.cn,主管后配料系统的数据设定、过程监控。主站直接同西门子S7—300 PLC系统、前配料秤自动控制仪表和后配料秤相通信。图l为前配料系统监测控制框图,图2为后配料系统监测控制框图。
前配料监控系统现场采用密封型接线盒www.cechina.cn,防尘、防潮,可确保信号传输可靠。前配料秤仪表采用专用工业过程控制仪,通过RS一485总线与中控室实现通信,既可独立控制,又可实现PLC联机控制。各阀位及卸料器位置信号检测采用霍尔传感器,具有无触点、抗干扰、抗粉尘、耐潮湿的特点。料仓仓位采用重锤式料位计,可实现连续仓位检测。后配料监控系统主秤采用高精度配料皮带秤CONTROL ENGINEERING China版权所有,附料采用减量秤(失重秤),非离子泵、香精泵、流量检测采用间接方式,即通过压力变送器实时检测管道压力,由压力变化判断出料口、进料口是否堵塞。
1.2 监控系统的功能
监控系统具有人机交互、通讯、显示及存储、打印等功能,并具有数据、图形显示,状态监控、数据输入、信息存储等各种有关操作的功能画面。系统可实现实时过程数据监视、模拟显示工艺流程、实时数据记录查阅、系统操作员权限设定、工艺参数设定、设置运行过程事件报警及手动与自动控制切换。监控系统中现场控制仪表实时显示流量、载荷、累计值、温度等。温度指示通过现场温度显示仪表、压力指示通过现场压力显示仪表及电机的电流经现场显示仪表远传至中控室集中显示。变频器调节配备自动切换开关,与主控计算机通讯。
2 监控系统控制过程
2.1 前配料监控系统的控制过程
2.1.1 自动称料
自动称料控制单元主要为l0台称重控制仪表CONTROL ENGINEERING China版权所有,PLC作为辅助控制系统,计算机人机界面显示配比参数(配方)及监控记录实时数据。在自动控制方式下,单击前配工艺画面中自动配料“启动”按钮,或前配控制柜“启动”按钮,称重控制仪表就按设定好的配方打开10台秤的称料阀。如果系统检测到某台秤配料阀未关www.cechina.cn,会发生报警并进入暂停状态。每台秤根据称料快慢设有提前量,当控制仪表检测到秤称料重量达到设定值时,会减去提前量,控制仪表则关闭进料阀。提前量可人为修正或自动修正,使控制仪表控制配料秤每次配料精度达到设定