專利名稱：一種硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
控制系統(tǒng)是整個(gè)硝酸甲胺水膠炸藥生產(chǎn)線的核心?，F(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)線采用人工手動(dòng)控制，控制復(fù)雜，安全性低，運(yùn)行參數(shù)無法實(shí)時(shí)顯示。由于系統(tǒng)本身的局限性，各種參數(shù)的顯示難以實(shí)現(xiàn)，如流量、溫度、液位及流量等工藝參數(shù)，不利于操作者掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，系統(tǒng)缺乏靈活性，難以擴(kuò)展和完善功能。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供了一種硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用由PID控制系統(tǒng)與并行在線系統(tǒng)構(gòu)成的自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)硝酸甲胺生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，解決了上述問題。一種硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括并行在線系統(tǒng)、PID控制系統(tǒng)，PID控制系統(tǒng)信息輸出端與并行在線系統(tǒng)信息輸入端連接，并行在線系統(tǒng)的反饋信息輸出端與PID控制系統(tǒng)信息輸入端連接；所述并行在線系統(tǒng)包括原料貯罐、并行中和機(jī)構(gòu)、在線濃縮機(jī)構(gòu)，原料貯罐通過管路與并行中和機(jī)構(gòu)的入口連接，原料貯罐與并行中和機(jī)構(gòu)之間的管路上設(shè)有輸送泵、流量傳感器，并行中和機(jī)構(gòu)的出口與在線濃縮機(jī)構(gòu)入口連接；所述并行中和機(jī)構(gòu)包括的中和罐、微調(diào)罐、管路、閥門機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)、流量傳感器、PH值傳感器、冷卻系統(tǒng)、溫度控制裝置，中和罐通過管路與原料貯罐連接，中和罐設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)、溫度控制系統(tǒng)、PH值傳感器、液位傳感器，中和罐、微調(diào)罐、原料貯罐間的管路上設(shè)有閥門機(jī)構(gòu)、流量傳感器，微調(diào)罐設(shè)有液位傳感器；所述在線濃縮機(jī)構(gòu)包括濃縮罐、濃縮罐與并行中和機(jī)構(gòu)之間管路上設(shè)置的閥門機(jī)構(gòu)、壓力表、濃縮罐內(nèi)設(shè)置的液位傳感器、密度傳感器，與濃縮罐連接的抽真空裝置和加熱裝置；所述PID控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、PLC電氣控制裝置、顯示控制裝置，上位機(jī)通過系統(tǒng)總線與PLC電氣控制裝置連接，并行在線系統(tǒng)的信號(hào)輸出端接入PLC電氣控制裝置的信號(hào)輸入端，PLC電氣控制裝置的信號(hào)輸出端接入上位機(jī)的信號(hào)輸入端。優(yōu)選的，所述的并行在線裝置中的原料貯罐包括一甲胺貯罐、稀硝酸貯罐。優(yōu)選的，所述并行在線系統(tǒng)的信號(hào)輸出端包括輸送泵、液位傳感器、溫度傳感器、PH值傳感器、密度傳感器、抽真空裝置、加熱裝置、閥門機(jī)構(gòu)、壓力表的信號(hào)輸出端。優(yōu)選的，所述PID控制系統(tǒng)的上位機(jī)與PLC電氣控制裝置通過PROFIBUS總線進(jìn)行連接。優(yōu)選的，所述PID控制系統(tǒng)的顯示控制裝置是觸摸屏顯示器。優(yōu)選的，所述抽真空裝置是真空泵或射流泵。[0014]優(yōu)選的，還包括故障診斷報(bào)警模塊，故障診斷報(bào)警模塊包括二次儀表、設(shè)置于PLC電氣控制裝置內(nèi)的模擬量系統(tǒng)，二次儀表安裝于并行在線系統(tǒng)的信號(hào)輸出端，二次儀表信號(hào)輸出端接入PLC電氣控制裝置內(nèi)的模擬量系統(tǒng)輸入端。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):1、采用了 PID控制系統(tǒng)，能精確的實(shí)現(xiàn)按比例并行中和，根據(jù)pH值變化在線按比例定量中和，并反饋給執(zhí)行裝置動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)PH值，采用PID控制使控制過程具有響應(yīng)快、超調(diào)小、穩(wěn)態(tài)精度高的優(yōu)點(diǎn)。2、采用溫度控制裝置將中和過程確定在一個(gè)安全的中和溫度范圍，中和過程中，通過液位傳感器對(duì)不同反應(yīng)物料進(jìn)行同步檢測(cè)，確保了更好的配比精度、適應(yīng)性和靈活性；通過pH值傳感器對(duì)pH值的變化狀態(tài)同步檢測(cè)，確保了中和更加穩(wěn)定，具有較高的工作精度和效率，比人工調(diào)節(jié)pH值，更穩(wěn)定更效率。3、濃縮過程的抽真空裝置，采用真空泵或射流泵兩種設(shè)備，保證了生產(chǎn)的穩(wěn)定性，降低了運(yùn)行成本。自動(dòng)進(jìn)行硝酸甲胺濃縮的過程，并反復(fù)比對(duì)密度值，直到達(dá)標(biāo)。4、工藝設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè):通過控制室上位機(jī)能監(jiān)控各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況及主要運(yùn)行參數(shù)。5、PID控制系統(tǒng)的PLC電氣控制裝置可對(duì)輸送泵、攪拌設(shè)備、抽真空裝置等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器、閥門機(jī)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并具有報(bào)警及歷史數(shù)據(jù)查詢功能，提高系統(tǒng)的安全性、可靠性。6、PID控制系統(tǒng)的上位機(jī)采用WINDOWS運(yùn)行環(huán)境，通過PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線與PLC電氣控制裝置組成分布式控制系統(tǒng)，提高了硝酸甲胺制造過程的智能化、人性化和簡(jiǎn)單化，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制、半自動(dòng)控制和自動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)了從硝酸甲胺制造過程的無人值守自動(dòng)化運(yùn)行，在減員增效方面取得了效果。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實(shí)用新型中硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)組成示意圖；附圖標(biāo)記說明:1_PID控制系統(tǒng)，2-并行在線系統(tǒng)。圖2是本實(shí)用新型中PLC電氣控制裝置與并行在線系統(tǒng)的信號(hào)輸出端的連接示意圖。附圖標(biāo)記說明:1_原料貯罐的信息輸出端，2-并行中和機(jī)構(gòu)的信息輸出端，3-在線濃縮機(jī)構(gòu)的信息輸出端。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)包括并行在線系統(tǒng)和PID控制系統(tǒng)兩部分，并行在線系統(tǒng)包括原料貯罐、并行中和機(jī)構(gòu)、在線濃縮機(jī)構(gòu)。原料貯罐通過管路與并行中和機(jī)構(gòu)的入口連接，原料貯罐與并行中和機(jī)構(gòu)之間的管路上設(shè)有輸送泵、流量傳感器，并行中和機(jī)構(gòu)的出口與在線濃縮機(jī)構(gòu)入口連接。不銹鋼制成的原料貯罐包括一甲胺貯罐和稀硝酸貯罐，5個(gè)輸送泵通過輸入管道分別與中和te和微調(diào)te的入口相連，中和te上設(shè)有溫度控制機(jī)構(gòu)，Itte內(nèi)分別安裝有液位傳感器，原料貯罐的出口分別與并行中和機(jī)構(gòu)的一端連接，并行中和機(jī)構(gòu)包括的中和罐、微調(diào)罐、管路、閥門機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)、流量傳感器、PH值傳感器、冷卻系統(tǒng)、溫度控制裝置，中和罐通過管路與原料貯罐連接，中和罐設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)、溫度控制系統(tǒng)、pH值傳感器、液位傳感器，中和罐、微調(diào)罐、原料貯罐間的管路上設(shè)有閥門機(jī)構(gòu)、流量傳感器,微調(diào)罐設(shè)有液位傳感器。在線濃縮機(jī)構(gòu)包括濃縮罐、濃縮罐與并行中和機(jī)構(gòu)之間管路上設(shè)置的閥門機(jī)構(gòu)、壓力表、濃縮罐內(nèi)設(shè)置的液位傳感器、密度傳感器，與濃縮罐連接的抽真空裝置和加熱裝置。PID控制系統(tǒng)采用以西門子PLC為核心部件構(gòu)筑上下層分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。PID控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、PLC電氣控制裝置、顯示控制裝置，并行在線系統(tǒng)的信號(hào)輸出端接入PLC電氣控制裝置的信號(hào)輸入端，PLC電氣控制裝置的信號(hào)輸出端接入上位機(jī)的信號(hào)輸入端。上位機(jī)軟件是運(yùn)行于Microsoft Windows2000和XP環(huán)境下的WINCC組態(tài)軟件，通過PROFIBUS總線與PLC電氣控制裝置相連，PLC電氣控制裝置與并行在線系統(tǒng)的信號(hào)輸出端，包括輸送泵、液位傳感器、溫度傳感器、PH值傳感器、密度傳感器、抽真空裝置、加熱裝置、閥門機(jī)構(gòu)、壓力表的信號(hào)輸出端相連。上位機(jī)可以修改硝酸甲胺制造的過程配方及工藝參數(shù)，并傳給PLC電氣控制裝置；PLC電氣控制裝置完成整個(gè)系統(tǒng)中工作狀態(tài)的實(shí)現(xiàn)、存儲(chǔ)、同意查詢、報(bào)表的生成,打印及過程監(jiān)控等任務(wù),接收變送器傳來的工作過程數(shù)據(jù)并結(jié)合配方對(duì)硝酸甲胺制造工作實(shí)施控制。1、中和反應(yīng)控制過程中和反應(yīng)啟動(dòng)后，PLC電氣控制裝置檢測(cè)冷卻水入口溫度、出口溫度、冷卻水出水流量是否達(dá)標(biāo)，并實(shí)時(shí)監(jiān)控，隨后啟動(dòng)攪拌電機(jī)，檢測(cè)攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速是否達(dá)到要求，并且關(guān)閉濃縮罐中間閥，啟動(dòng)尾氣回收裝置真空泵，真空泵并與攪拌機(jī)連鎖，并且可單獨(dú)解鎖運(yùn)行。隨后PLC電氣控制裝置發(fā)送命令啟動(dòng)稀硝酸貯罐的輸送泵泵，打開稀硝酸貯罐的調(diào)節(jié)閥、稀硝酸貯罐的截止電磁閥，經(jīng)流量計(jì)累積計(jì)算加入設(shè)定量(可調(diào))的稀硝酸，使得反應(yīng)環(huán)境為酸性。同時(shí)啟動(dòng)一甲胺貯罐的輸送泵，打開一甲胺貯罐的調(diào)節(jié)閥，一甲胺貯罐的截止電磁閥，同時(shí)加入兩種液體進(jìn)行反應(yīng)，在反應(yīng)的過程中，PID控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥的開啟大小與反應(yīng)罐的溫度，反應(yīng)溫度低時(shí)閥的開啟大小增加，反應(yīng)溫度高時(shí)閥的開啟大小減小，當(dāng)溫度超過二次儀表上設(shè)置的第一設(shè)定溫度時(shí)觸摸屏顯示器屏幕報(bào)警并且關(guān)閉一甲胺、稀硝酸貯罐的調(diào)節(jié)閥門，當(dāng)溫度超過二次儀表上設(shè)置的第二設(shè)定溫度時(shí)關(guān)閉一甲胺、稀硝酸貯罐的截止閥并通過觸摸屏顯示器屏幕報(bào)警。當(dāng)溫度超過二次儀表上設(shè)置的第三設(shè)定溫度時(shí)PID控制系統(tǒng)發(fā)出命令停止稀硝酸、一甲胺貯罐的輸送泵、調(diào)節(jié)閥、截止閥并且打開消防水電磁閥，并轉(zhuǎn)為手動(dòng)操作。PID控制系統(tǒng)根據(jù)液位傳感器檢測(cè)到加入的稀硝酸和一甲胺達(dá)到設(shè)定量后，控制關(guān)閉一甲胺、稀硝酸貯罐的電磁閥，通過檢測(cè)中和罐中PH值傳感器傳輸?shù)男盘?hào)檢測(cè)溶液中的PH值是否達(dá)到要求，達(dá)到要求則通過觸摸屏顯示器提示操作人員中和過程完成，中和過程完成后PID控制系統(tǒng)關(guān)閉硝酸、甲胺調(diào)節(jié)閥、截止閥并停止硝酸泵和甲胺泵，結(jié)束中和過程，如果中和罐中PH值沒有達(dá)到要求，PID控制系統(tǒng)點(diǎn)動(dòng)開啟一甲胺貯罐的截止閥，由于pH值穩(wěn)定需要一定時(shí)間，所以每次加入后等待15S再次檢測(cè)并調(diào)整，通過液位傳感器的傳輸?shù)囊何恍畔⑦M(jìn)行監(jiān)控，以中和罐液位上限作為點(diǎn)動(dòng)開啟一甲胺貯罐的截止閥步驟的上限。2、濃縮過程控制方式濃縮過程啟動(dòng)后，濃縮罐中間閥打開，濃縮罐放料閥關(guān)閉，濃縮罐排氣閥，關(guān)閉取料閥，打開取料閥，真空泵啟動(dòng)，此時(shí)硝酸甲胺溶液由于負(fù)壓被吸到濃縮罐中，待中和罐的液位低于設(shè)定液位時(shí)延時(shí)30S關(guān)閉濃縮罐中間閥，蒸汽調(diào)節(jié)閥開啟，并且根據(jù)罐內(nèi)的溫度變化調(diào)節(jié)閥門開度維持管內(nèi)恒定溫度，待加熱15_20min后，關(guān)閉蒸汽調(diào)節(jié)閥、真空泵、打開濃縮罐排氣閥、關(guān)閉取料閥、打開取料閥、PLC電氣控制裝置通過密度傳感器反饋的信號(hào)檢測(cè)溶液的密度是否達(dá)標(biāo)，如果液體達(dá)標(biāo)，通過系統(tǒng)總線傳輸至上位機(jī)，通過觸摸屏顯示器報(bào)警并提示操作人員檢查，密度達(dá)到預(yù)設(shè)值則PLC電氣控制裝置控制打開濃縮罐放料閥，待濃縮罐液位達(dá)到最低時(shí)關(guān)閉濃縮罐放料閥，完成濃縮過程。如果檢測(cè)密度不達(dá)標(biāo)后，則自動(dòng)重新進(jìn)入濃縮過程，并濃縮5分鐘，反復(fù)進(jìn)行濃縮直至達(dá)標(biāo)，如果出現(xiàn)異常情況則PLC電氣控制裝置控制轉(zhuǎn)為手動(dòng)操作。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
權(quán)利要求1.一種硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括并行在線系統(tǒng)、PID控制系統(tǒng)，PID控制系統(tǒng)信息輸出端與并行在線系統(tǒng)信息輸入端連接，并行在線系統(tǒng)的反饋信息輸出端與PID控制系統(tǒng)信息輸入端連接； 所述并行在線系統(tǒng)包括原料貯罐、并行中和機(jī)構(gòu)、在線濃縮機(jī)構(gòu)，原料貯罐通過管路與并行中和機(jī)構(gòu)的入口連接，原料貯罐與并行中和機(jī)構(gòu)之間的管路上設(shè)有輸送泵、流量傳感器，并行中和機(jī)構(gòu)的出口與在線濃縮機(jī)構(gòu)入口連接； 所述并行中和機(jī)構(gòu)包括的中和罐、微調(diào)罐、管路、閥門機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)、流量傳感器、PH值傳感器、冷卻系統(tǒng)、溫度控制裝置，中和罐通過管路與原料貯罐連接，中和罐設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)、溫度控制系統(tǒng)、PH值傳感器、液位傳感器，中和罐、微調(diào)罐、原料貯罐間的管路上設(shè)有閥門機(jī)構(gòu)、流量傳感器，微調(diào)罐設(shè)有液位傳感器； 所述在線濃縮機(jī)構(gòu)包括濃縮罐、以及濃縮罐與并行中和機(jī)構(gòu)之間管路上設(shè)置的閥門機(jī)構(gòu)、壓力表、濃縮罐內(nèi)設(shè)置的液位傳感器、密度傳感器，與濃縮罐連接的抽真空裝置和加熱裝置； 所述PID控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、PLC電氣控制裝置、顯示控制裝置，上位機(jī)通過系統(tǒng)總線與PLC電氣控制裝置連接，并行在線系統(tǒng)的信號(hào)輸出端接入PLC電氣控制裝置的信號(hào)輸入端，PLC電氣控制裝置的信號(hào)輸出端接入上位機(jī)的信號(hào)輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的并行在線裝置中的原料貯罐包括一甲胺貯罐、稀硝酸貯罐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述并行在線系統(tǒng)的信號(hào)輸出端包括輸送泵、液位傳感器、溫度傳感器、pH值傳感器、密度傳感器、抽真空裝置、加熱裝置、閥門機(jī)構(gòu)、壓力表的信號(hào)輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PID控制系統(tǒng)的上位機(jī)與PLC電氣控制裝置通過PROFIBUS總線進(jìn)行連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PID控制系統(tǒng)的顯示控制裝置是觸摸屏顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述抽真空裝置是真空泵或射流泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括故障診斷報(bào)警模塊，故障診斷報(bào)警模塊包括二次儀表、設(shè)置于PLC電氣控制裝置內(nèi)的模擬量系統(tǒng)，二次儀表安裝于并行在線系統(tǒng)的信號(hào)輸出端，二次儀表信號(hào)輸出端接入PLC電氣控制裝置內(nèi)的模擬量系統(tǒng)輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種硝酸甲胺生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)，解決的技術(shù)問題是硝酸甲胺生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制，自動(dòng)控制系統(tǒng)包括并行在線系統(tǒng)、PID控制系統(tǒng)，PID控制系統(tǒng)信息輸出端與并行在線系統(tǒng)信息輸入端連接，并行在線系統(tǒng)的反饋信息輸出端與PID控制系統(tǒng)信息輸入端連接，該控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，能夠?qū)崿F(xiàn)硝酸甲胺工序無人值守，并且能夠高效的制造硝酸甲胺，安全可靠。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202995443SQ201220754730
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者李濤, 趙杰, 付艷軍, 汪勝 申請(qǐng)人:新時(shí)代民爆(遼寧)股份有限公司