水解集成系統(tǒng)及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及硫酸法鈦白生產(chǎn)水解技術(shù)，特別涉及硫酸法鈦白生產(chǎn)水解設(shè)備自動(dòng)化集成控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)硫酸法鈦白粉生產(chǎn)水解環(huán)節(jié)大部分采用半自動(dòng)化的操作模式，例如蒸汽閥門開度可根據(jù)蒸汽流量需求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，但蒸汽流量仍需通過人機(jī)交互平臺(tái)輸入輸出進(jìn)行修改，而沒有實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的閉路反饋調(diào)節(jié)；也還有一部分生產(chǎn)線完全采用人工操作模式，閥門的開斷和開度、溫度和物位等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)甚至監(jiān)測均為人工操作。如此不僅增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，也因此造成了很多人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的干擾。
[0003]針對這一現(xiàn)狀，國內(nèi)也有一些專業(yè)人士提出了相應(yīng)的解決方案，并在一定程度上實(shí)現(xiàn)了其在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用。東華工程科技股份有限公司米超在《硫酸法造紙鈦白生產(chǎn)裝置的自控工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)》一文中，針對馬鞍山6kt/a硫酸法造紙鈦白生產(chǎn)線，主要實(shí)施了以智能化數(shù)顯儀表控制為主的措施，而對影響產(chǎn)品質(zhì)量的水解工序則采用了小型PLC+PC對工藝進(jìn)行監(jiān)視和控制的方案。但其只實(shí)現(xiàn)了溫度、壓力、流量、物位數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測和集中監(jiān)控以及控制閥門開斷和調(diào)節(jié)的自動(dòng)化，并沒有從水解工藝操作參數(shù)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響著手研究，其程序也只是實(shí)現(xiàn)邏輯鏈鎖功能，而不能對工藝操作參數(shù)進(jìn)行設(shè)定和修改。
[0004]孫力(《鈦白粉廠管控一體化系統(tǒng)研發(fā)》)則針對廣州市某鈦白粉廠，通過數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了部分關(guān)鍵數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動(dòng)采集，并連同其他分散的人工記錄一起實(shí)現(xiàn)了集中存放和管理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分析、處理和遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)監(jiān)視。但其主要是基于企業(yè)ERP (EnterpriseResource Planning)系統(tǒng)而建立的一個(gè)面向生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集與質(zhì)量管理的信息系統(tǒng)，并沒有改善水解工序設(shè)備和儀表的自動(dòng)化水平，也沒有實(shí)現(xiàn)水解工序工藝操作系統(tǒng)自動(dòng)化控制。
[0005]趙士丹在《以在質(zhì)量和成本上取得切實(shí)改進(jìn)為目標(biāo)推進(jìn)鈦白粉生產(chǎn)自動(dòng)化》一文中提出，在鈦白粉生產(chǎn)過程中采用嵌入式、儀表化結(jié)構(gòu)構(gòu)成DCS閉環(huán)自控來實(shí)現(xiàn)溫度、壓力等的實(shí)時(shí)、自動(dòng)檢測以及對應(yīng)控制閥門的自動(dòng)反饋調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵生產(chǎn)步驟的自動(dòng)控制。目前已有硫酸法鈦白生產(chǎn)企業(yè)采用DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)，但由于設(shè)備水平、技術(shù)水平受限或者使用方法不當(dāng)，導(dǎo)致DCS系統(tǒng)對于硫酸法鈦白生產(chǎn)來講稍顯“復(fù)雜”且成本相對較高，故不太適合。
[0006]對于國內(nèi)硫酸法鈦白生產(chǎn)，尤其是影響到產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序如水解工序，雖然已有人士意識(shí)到自動(dòng)化控制的重要性并提出了改進(jìn)措施，但由于沒能將自動(dòng)控制程序的開發(fā)、先進(jìn)工程裝備的使用和較佳工藝參數(shù)的控制進(jìn)行完美的結(jié)合，以及部分企業(yè)尚未意識(shí)到自動(dòng)化控制水平對產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣及穩(wěn)定性的重要影響，或基于投資的增加與短期效益回報(bào)的考慮，故目前國內(nèi)硫酸法鈦白生產(chǎn)水解工序的自動(dòng)化控制大部分尚處于中等水平甚至下等的半自動(dòng)PLC流程控制水平，僅能減少現(xiàn)場操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，而不能確保產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。因此，開發(fā)既控制流程和又控制參數(shù)的全自動(dòng)化控制系統(tǒng)是生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定、高質(zhì)量鈦白產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種水解集成系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)硫酸法鈦白生產(chǎn)水解工序的自動(dòng)化控制的集成。
[0008]本發(fā)明解決所述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，水解集成系統(tǒng)，包括工作站、PLC控制柜、溫度控制器一、預(yù)熱鍋加熱器、調(diào)速器一、預(yù)熱鍋攪拌器、加料栗、純水栗、溫度控制器二、水解鍋加熱器、調(diào)速器二、水解鍋攪拌器、出料栗及灰點(diǎn)判定儀；
[0009]所述工作站與PLC控制柜連接，PLC控制柜分別與溫度控制器一、調(diào)速器一、加料栗、純水栗、溫度控制器二、調(diào)速器二及出料栗連接，溫度控制器一與預(yù)熱鍋加熱器連接，調(diào)速器一與預(yù)熱鍋攪拌器連接，溫度控制器二與水解鍋加熱器連接，調(diào)速器二與水解鍋攪拌器連接；
[0010]所述工作站，用于設(shè)定PLC控制柜的運(yùn)行程序，監(jiān)測PLC控制柜的工作狀態(tài)，存儲(chǔ)PLC歷史工作參數(shù)；
[0011]所述灰點(diǎn)判定儀，用于檢測鈦液透光度，獲取水解鈦液的變灰點(diǎn)并將其與預(yù)設(shè)灰點(diǎn)進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳輸給PLC控制柜；
[0012]所述PLC控制柜，用于根據(jù)運(yùn)行程序或灰點(diǎn)判定儀的比較結(jié)果對溫度控制器一、調(diào)速器一、加料栗、純水栗、溫度控制器二、調(diào)速器二及出料栗的工作狀態(tài)進(jìn)行控制，還用于將PLC控制柜的工作參數(shù)反饋至工作站。
[0013]具體的，所述灰點(diǎn)判定儀包括紫外可見光分光光度計(jì)。
[0014]具體的，還包括控制接口一、控制接口二及控制接口三，PLC控制柜通過控制接口一與加料栗連接、通過控制接口二與純水栗連接及通過控制接口三與出料栗連接。
[0015]具體的，還包括UPS電源，所述UPS電源分別與工作站及PLC控制柜連接。
[0016]具體的，所述工作站設(shè)置有通信模塊，系統(tǒng)檢測PLC控制柜工作狀態(tài)與預(yù)設(shè)工作程序不一致時(shí)，下發(fā)警示信息至移動(dòng)終端。
[0017]水解集成系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟:
[0018]步驟1、用戶根據(jù)待水解要求預(yù)設(shè)水解集成系統(tǒng)的工作參數(shù)及灰點(diǎn)，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的工作參數(shù)進(jìn)行工作；
[0019]步驟2、系統(tǒng)檢測水解集成系統(tǒng)的實(shí)時(shí)工作參數(shù)，并將其與預(yù)設(shè)的工作參數(shù)進(jìn)行比對，根據(jù)比對信息實(shí)時(shí)調(diào)整系統(tǒng)工作狀態(tài)；
[0020]步驟3、系統(tǒng)檢測鈦液透光度，獲取水解鈦液的實(shí)時(shí)變灰點(diǎn)并將其與預(yù)設(shè)的灰點(diǎn)進(jìn)行比較，獲得比較結(jié)果；
[0021]步驟4、系統(tǒng)根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整水解系統(tǒng)工作狀態(tài)。
[0022]具體的，所述步驟1中，預(yù)設(shè)的工作參數(shù)至少包括溫度控制器一、預(yù)熱鍋加熱器、調(diào)速器一、預(yù)熱鍋攪拌器、加料栗、純水栗、溫度控制器二、水解鍋加熱器、調(diào)速器二、水解鍋攪拌器及出料栗的工作參數(shù)。
[0023]具體的，所述步驟3中，系統(tǒng)通過紫外可見光分光光度計(jì)檢測鈦液透光度，從而計(jì)算出水解鈦液的實(shí)時(shí)變灰點(diǎn)。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明以外加晶種水解工藝為前提，在水解工藝優(yōu)化的基礎(chǔ)上，通過PLC控制柜和灰點(diǎn)判定儀，實(shí)現(xiàn)了水解工序的全自動(dòng)化“一鍵式”操作，建立了實(shí)驗(yàn)室公斤級二氧化鈦全自動(dòng)化水解技術(shù)及裝備集成系統(tǒng)，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度和人工操作誤差，進(jìn)一步穩(wěn)定了水解偏鈦酸的粒度分布(徑距更小)。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明水解集成系統(tǒng)【具體實(shí)施方式】中系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖2為本發(fā)明水解集成系統(tǒng)實(shí)施例1中水解所得的偏鈦酸粒度示意圖；
[0027]圖3為圖2中同種原料及參數(shù)第一次重復(fù)水解所得的偏鈦酸粒度示意圖；
[0028]圖4為圖2中同種原料及參數(shù)第二次重復(fù)水解所得的偏鈦酸粒度示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明水解集成系統(tǒng)實(shí)施例2中水解所得的偏鈦酸粒度示意圖；
[0030]圖6為圖5中同種原料及參數(shù)第一次重復(fù)水解所得的偏鈦酸粒度示意圖；
[0031]圖7為圖5中同種原料及參數(shù)第二次重復(fù)水解所得的偏鈦酸粒度示意圖；
[0032]圖8為本發(fā)明水解集成系統(tǒng)實(shí)施例3中水解所得的偏鈦酸粒度示意圖；
[0033]圖9為圖8中同種原料及參數(shù)第一次重復(fù)水解所得的偏鈦酸粒度示意圖；
[0034]圖10為圖8中同種原料及參數(shù)第二次重復(fù)水解所得的偏鈦酸粒度示意圖。
[0035]以下結(jié)合實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0037]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中硫酸法鈦白生產(chǎn)水解工序的自動(dòng)化控制大部分尚處于中等水平甚至下等的半自動(dòng)PLC流程控制水平，僅能減少現(xiàn)場操作的勞動(dòng)強(qiáng)度，而不能確保產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性的問題，提供一種水解集成系統(tǒng)，如圖1所示，水解集成系統(tǒng)，包括工作站、PLC控制柜、溫度控制器一、預(yù)熱鍋加熱器、調(diào)速器一、預(yù)熱鍋攪拌器、加料栗、純水栗、溫度控制器二、水解鍋加熱器、調(diào)速器二、水解鍋攪拌器、出料栗及灰點(diǎn)判定儀；所述工作站與PLC控制柜連接，PLC控制柜分別與溫度控制器一、調(diào)速器一、加料栗、純水栗、溫度控制器二、調(diào)速器二及出料栗連接，溫度控制器一與預(yù)熱鍋加熱器連接，調(diào)速器一與預(yù)熱鍋攪拌器連接，溫度控制器二與水解鍋加熱器連接，調(diào)速器二與水解鍋攪拌器連接；所述工作站，用于設(shè)定PLC控制柜的運(yùn)行程序，監(jiān)測PLC控制柜的工作狀態(tài)，存儲(chǔ)PLC歷史工作參數(shù)；所述灰點(diǎn)判定儀，用于檢測鈦液透光度，獲取水解鈦液的變灰點(diǎn)并將其與預(yù)設(shè)灰點(diǎn)進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果傳輸給PLC控制柜；所述PLC控制柜，用于根據(jù)運(yùn)行程序或灰點(diǎn)判定儀的比較結(jié)果對溫度控制器一、調(diào)速器一、加料栗、純水栗、溫度控制器二、調(diào)速器二及出