專(zhuān)利名稱(chēng)：自動(dòng)化配酸系統(tǒng)及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配酸系統(tǒng)及控制方法，特別是一種采用電腦和硫酸稀釋冷 卻器有機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化配酸系統(tǒng)，屬于配酸系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
目前，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 的廣泛應(yīng)用，各行各業(yè)保證自身的正常運(yùn)行質(zhì)量的要求也在不斷的提高，因 此硅膠行業(yè)對(duì)自動(dòng)化的要求也迫在眉睫，不但要求成本低，高穩(wěn)定，而且在 易用性、快捷性、實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性等方面也提出了更高的要求。目前，硅膠 行業(yè)常規(guī)的配酸模式是采用人工配料。其步驟如下
1) 、在搪瓷罐中加入適量的水，然后再加入濃硫酸，通入壓縮空氣進(jìn)行 攪拌；
2) 、取樣，采用NaOH滴定中和，從而測(cè)量出所配硫酸的濃度，如果濃度 不合適，再加入適量的酸或水，反復(fù)測(cè)量，直至濃度合適。
3) 、搪瓷罐夾層通入冷卻水，對(duì)配好的濃度合適的硫酸進(jìn)行冷卻至制膠 所需要的溫度。
4) 、把配好的酸放入酸計(jì)量罐中。 以上這種人工配酸存在很多缺陷
1) 、配酸精度低其原理是"面多加水，水多家面"，硫酸濃度很難控制；
2) 、配好的硫酸冷卻速度較慢通常需要2-3小時(shí)；
3) 、操作安全性較低配酸時(shí)會(huì)出現(xiàn)硫酸濺到人身上的危象，稀釋時(shí)產(chǎn) 生的刺激性氣體對(duì)人體存在一定的危害；
4) 、勞動(dòng)強(qiáng)度大需要人工反復(fù)的對(duì)酸進(jìn)行化驗(yàn)，每班配酸罐數(shù)較多， 開(kāi)關(guān)閥門(mén)的次數(shù)較多。
三
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述已有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種配酸精度高、 硫酸冷卻速度快、操作安全且勞動(dòng)強(qiáng)度低的自動(dòng)化配酸系統(tǒng)及控制方法。 本發(fā)明'是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
自動(dòng)化配酸系統(tǒng)，特殊之處在于，包括有分別由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1控制的
通過(guò)管路連通的濃酸罐4、 50%酸罐12、稀酸配酸罐14、稀酸調(diào)整罐19、稀酸 使用罐22，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1通過(guò)濃酸泵2、濃酸溫度計(jì)3連通控制濃酸罐4， 濃酸罐4和50%酸罐12之間管路通過(guò)配酸泵5、硫酸稀釋冷卻器8連通控制， 硫酸稀釋冷卻器8的上下端分別設(shè)有硫酸稀釋器加水閥9以及與冷卻水相通的
4冷卻水進(jìn)水閥7，濃酸罐4和50%酸罐12之間的管路上還設(shè)有濃酸流量計(jì)6、 溫度計(jì)10、稀酸濃度計(jì)11， 50%酸罐12和稀酸配酸罐14、稀酸調(diào)整罐19、稀 酸使用罐22之間管路順序通過(guò)帶溫度計(jì)24、稀酸流量計(jì)25的耐腐蝕泵13、 帶稀酸濃度計(jì)23的耐腐姊泵17、帶稀酸濃度計(jì)20的耐腐蝕泵21連通控制， 稀酸配酸罐14下部通過(guò)帶電動(dòng)閥門(mén)15控制的硫酸冷卻器18連通至稀酸配酸 罐14上部、通過(guò)電動(dòng)閥門(mén)16連通至稀酸調(diào)整罐19;
所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1的主控機(jī)采用西門(mén)子S7-314可編程控制器PLC， 主控器配置CP343工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊，實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控操作站的數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn) PLC與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的連接；
自動(dòng)化配酸系統(tǒng)控制方法，其控制原理為根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)量目標(biāo)，計(jì)算出 所需酸(堿)的瞬時(shí)流量控制值及水瞬時(shí)流量控制值，此值作為基本目標(biāo)值， 同時(shí)考慮目標(biāo)濃度的實(shí)測(cè)值，反應(yīng)溫度等參數(shù)變量經(jīng)過(guò)模糊推理控制給酸(給 堿)變頻器及加水電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)配料環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制，具體實(shí)
施步驟如下
1) 、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1，程序初始化，進(jìn)入模擬工藝組態(tài)流程圖界面；
2) 、配需要濃度的硫酸打開(kāi)配酸泵5和硫酸稀釋器加水閥9，往硫酸 稀釋冷卻器8中加酸和水，根據(jù)硫酸稀釋冷卻器8出口的溫度計(jì)10和稀酸濃 度計(jì)ll的顯示數(shù)據(jù)，隨時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)變頻來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)酸量和進(jìn)水量；
3) 、在配酸同時(shí)打開(kāi)硫酸稀釋冷卻器8的冷卻水進(jìn)水閥7，以調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn) 硫酸經(jīng)過(guò)硫酸稀釋冷卻器8后達(dá)到合適的溫度；
4) 、上述配好的硫酸從硫酸稀釋冷卻器8流入50%酸罐12內(nèi)，以備配置 其它規(guī)格的硫酸；
5) 、打開(kāi)耐腐蝕泵13和電動(dòng)閥門(mén)16，按照同樣方法配置需要濃度的硫 酸，當(dāng)配出的稀酸溫度達(dá)不到使用要求時(shí)，打開(kāi)耐腐蝕泵17和電動(dòng)閥門(mén)15 使稀酸在硫酸冷卻器18中循環(huán)，當(dāng)溫度合適后，關(guān)閉電動(dòng)閥門(mén)15，打開(kāi)電動(dòng) 閥門(mén)16，稀酸進(jìn)入稀酸調(diào)整罐中19，放置一段時(shí)間后，打開(kāi)耐腐蝕泵21，把 酸打到稀酸使用罐22中，以備制膠使用；
所述硫酸稀釋冷卻水采用溫度(8°C-15°C)的純凈水； 在配酸的過(guò)程通過(guò)控制溫度來(lái)控制實(shí)現(xiàn)進(jìn)酸流量和進(jìn)水流量。 本發(fā)明的自動(dòng)化配酸系統(tǒng)及控制方法配酸精度高、硫酸冷卻速度快、操 作安全且勞動(dòng)強(qiáng)度低。 四

圖l:為發(fā)明自動(dòng)化配酸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意在圖中，1、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，2、濃酸泵，3、濃酸濃度計(jì)，4、濃酸罐， 5、配酸泵，6、濃酸流量計(jì)，7、冷卻水進(jìn)水閥，8、硫酸稀釋冷卻器，9、硫 酸稀釋器加水閥，10、溫度計(jì)，11、稀酸濃度計(jì)，12、 50%酸罐，13、耐腐蝕泵，14、稀酸配酸罐，15、電動(dòng)閥門(mén)，16、電動(dòng)閥門(mén)，17、耐腐蝕泵，18、硫 酸冷卻器，19、稀酸調(diào)整罐，20、稀酸濃度計(jì)，21、耐腐蝕泵，22、稀酸使用 罐，23、稀酸濃度計(jì)，24、溫度計(jì)，25、稀酸流量計(jì)。 五具體實(shí)施例方式
以下參照附圖，給出本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，用來(lái)對(duì)本發(fā)明的構(gòu)成進(jìn)行進(jìn) 一步說(shuō)明。 實(shí)施例1
本實(shí)施例的自動(dòng)化配酸系統(tǒng)及控制方法參考圖1，
自動(dòng)化配酸系統(tǒng)，包括分別由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1控制的通過(guò)管路連通的濃 酸罐4、 50%酸罐12、稀酸配酸罐14、、稀酸調(diào)整罐19、稀酸使用罐22，計(jì)算 機(jī)控制系統(tǒng)1通過(guò)濃酸泵2、濃酸溫度計(jì)3連通控制濃酸罐4，濃酸罐4和50% 酸罐12之間管路通過(guò)配酸泵5、硫酸稀釋冷卻器8連通控制，硫酸稀釋冷卻 器8的上下端分別設(shè)有硫酸稀釋器加水閥9以及與冷卻水相通的冷卻水進(jìn)水閥 7，濃酸罐4和50%酸罐12之間的管路上還設(shè)有濃酸流量計(jì)6、溫度計(jì)IO、稀 酸濃度計(jì)11， 50%酸罐12和稀酸配酸罐14、稀酸調(diào)整罐19、稀酸使用罐22 之間管路順序通過(guò)帶溫度計(jì)24、稀酸流量計(jì)25的耐腐蝕泵13、帶稀酸濃度計(jì) 23的耐腐蝕泵17、帶稀酸濃度計(jì)20的耐腐蝕泵21連通控制，稀酸配酸罐14 下部通過(guò)帶電動(dòng)閥門(mén)15控制的硫酸冷卻器18連通至稀酸配酸罐14上部、通 過(guò)電動(dòng)閥門(mén)16連通至稀酸調(diào)整罐19;
計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)l的主控機(jī)采用西門(mén)子S7-314可編程控制器(PLC)，主 控器配置CP343工業(yè)以太網(wǎng)通訊模塊，實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控操作站的數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn) PLC與監(jiān)控計(jì)算機(jī)的連接；
自動(dòng)化配酸系統(tǒng)控制方法，具體實(shí)施步驟如下
1) 、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)1，程序初始化，進(jìn)入模擬工藝組態(tài)流程圖界面；
2) 、配50%濃度的硫酸在模擬工藝組態(tài)流程圖界面上打開(kāi)硫酸泵5和 硫酸稀釋器加水閥9，往硫酸稀釋冷卻器8中加酸和水，界面圖上隨時(shí)顯示進(jìn) 酸和進(jìn)水的瞬時(shí)流量，根據(jù)硫酸稀釋器8出口的溫度計(jì)10和稀酸濃度計(jì)11 的顯示數(shù)據(jù)，隨時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)變頻來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)酸量和進(jìn)水量；
3) 、在配酸同時(shí)打開(kāi)硫酸稀釋冷卻器8的冷卻水進(jìn)水閥7，以調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn) 硫酸經(jīng)過(guò)硫酸稀釋冷卻器8后達(dá)到合適的溫度；
4) 、配好的50%硫酸從硫酸稀釋冷卻器8流入50%酸罐12內(nèi)，以備配置 其它規(guī)格的硫酸；
5) 、打開(kāi)耐腐蝕泵13和電動(dòng)閥門(mén)16，按照同樣方法配置36%或22%硫酸， 當(dāng)配出的稀酸溫度達(dá)不到使用要求時(shí)，打開(kāi)耐腐蝕泵17和電動(dòng)閥門(mén)15使稀 酸在硫酸冷卻器18中循環(huán)，當(dāng)溫度合適后，關(guān)閉電動(dòng)閥門(mén)15,打開(kāi)電動(dòng)閥門(mén) 16，稀酸進(jìn)入稀酸調(diào)整罐中19，放置一段時(shí)間后，打開(kāi)耐腐蝕泵21，把酸打到稀酸使用罐22中，以備制膠使用；
硫酸稀釋冷卻水采用溫度(8°C-15°C)的純凈水；
在配酸的過(guò)程通過(guò)控制溫度來(lái)控制實(shí)現(xiàn)進(jìn)酸流量和進(jìn)水流量。
另外，本發(fā)明還可以存在以下功能
1) 、本設(shè)計(jì)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了系統(tǒng)手動(dòng)控制功能，以備系統(tǒng)調(diào)試 及應(yīng)急事件時(shí)生產(chǎn)過(guò)程的控制。所有變頻泵及普通泵、調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)截止閥， 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)操作箱。變頻泵所有頻率信號(hào)可現(xiàn)場(chǎng)數(shù)顯表顯示，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)變頻器 頻率。調(diào)節(jié)閥可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥門(mén)開(kāi)度，開(kāi)度控制信號(hào)及開(kāi)度反饋信號(hào)均可現(xiàn)場(chǎng) 數(shù)顯表顯示。所有泵可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)/停止功能。
2) 、實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖顯示實(shí)時(shí)趨勢(shì)用于實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)的變化情 況。在畫(huà)面運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線對(duì)象由系統(tǒng)自動(dòng)更新。查詢(xún)變量可以由查詢(xún) 人員自行定義，并可同時(shí)顯示多個(gè)曲線。數(shù)據(jù)將從趨勢(shì)的右邊進(jìn)入，同時(shí)趨 勢(shì)將從右向左移動(dòng)。歷史趨勢(shì)圖可以用于查詢(xún)一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)趨向。
3) 、消息系統(tǒng)及事故報(bào)警處理功能消息系統(tǒng)為過(guò)程故障和操作狀態(tài)提 供綜合的信息，并將當(dāng)前或歷史過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在歸檔中，同時(shí)在報(bào)警畫(huà)面提 供顯示信息以及語(yǔ)音警示。這樣可以及早識(shí)別臨界狀態(tài)，減少或避免停機(jī)時(shí) 間。操作員可以通過(guò)畫(huà)面選擇或輸入來(lái)査詢(xún)歷史存檔信息。
4) 、報(bào)表(記錄)和存儲(chǔ)提供一套集成的報(bào)表系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)里的所有 過(guò)程點(diǎn)都可以打印輸出?？梢园言谶^(guò)程中錄入的數(shù)據(jù)按以下方式輸出，輸出 的頁(yè)面格式是自由的，用戶(hù)自定義的。可以打印輸出到文件及在屏幕上打印 預(yù)覽。可以定義打印任務(wù)按小時(shí)、天、星期及月報(bào)表形式循環(huán)輸出。報(bào)表輸 出可按時(shí)間順序觸發(fā)、事件觸發(fā)或操作者觸發(fā)。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1) 、操作簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低，易于管理和維護(hù)操作人員在辦公室里就 可以實(shí)現(xiàn)所有酸的配置工作，而且系統(tǒng)的管理和維護(hù)較簡(jiǎn)單；
2) 、本套系統(tǒng)自動(dòng)化控制水平比較先進(jìn)設(shè)備選用國(guó)際市場(chǎng)的主流設(shè)備， 確保系統(tǒng)在性能、功能、容量等指標(biāo)上長(zhǎng)期處于領(lǐng)先地位。
3) 、易于擴(kuò)展該系統(tǒng)能方便地進(jìn)行調(diào)整、修改和擴(kuò)充，在采用新技術(shù) 的同時(shí)保護(hù)現(xiàn)投資。
4) 、系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較可靠本發(fā)明在關(guān)鍵環(huán)節(jié)上有備份設(shè)計(jì)，在關(guān)鍵設(shè)備 上要消除單點(diǎn)失效。設(shè)計(jì)中所選用的設(shè)備本身應(yīng)具有高度的可靠性，保證系 統(tǒng)在超負(fù)荷情況下仍然能夠繼續(xù)正常運(yùn)行。注重系統(tǒng)的安全保密工作。
5) 、開(kāi)放性在設(shè)備選型符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)接口，自動(dòng) 化系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可靠的互聯(lián)；在支持標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)方面， 系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)應(yīng)具有良好的移植能力，協(xié)議應(yīng)選擇廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。
權(quán)利要求
1、自動(dòng)化配酸系統(tǒng)，特征在于，包括有分別由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(1)控制的通過(guò)管路連通的濃酸罐(4)、50％酸罐(12)、稀酸配酸罐(14)、、稀酸調(diào)整罐(19)、稀酸使用罐(22)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(1)通過(guò)濃酸泵(2)、濃酸溫度計(jì)(3)連通控制濃酸罐(4)，濃酸罐(4)和50％酸罐(12)之間管路通過(guò)配酸泵(5)、硫酸稀釋冷卻器(8)連通控制，硫酸稀釋冷卻器(8)的上下端分別設(shè)有硫酸稀釋器加水閥(9)以及與冷卻水相通的冷卻水進(jìn)水閥(7)，濃酸罐(4)和50％酸罐(12)之間的管路上還設(shè)有濃酸流量計(jì)(6)、溫度計(jì)(10)、稀酸濃度計(jì)(11)，50％酸罐(12)和稀酸配酸罐(14)、稀酸調(diào)整罐(19)、稀酸使用罐(22)之間管路順序通過(guò)帶溫度計(jì)(24)、稀酸流量計(jì)(25)的耐腐蝕泵(13)、帶稀酸濃度計(jì)(23)的耐腐蝕泵(17)、帶稀酸濃度計(jì)(20)的耐腐蝕泵(21)連通控制，稀酸配酸罐(14)下部通過(guò)帶電動(dòng)閥門(mén)(15)控制的硫酸冷卻器(18)連通至稀酸配酸罐(14)上部、通過(guò)電動(dòng)閥門(mén)(16)連通至稀酸調(diào)整罐(19)。
2、 按照權(quán)利要求l所述自動(dòng)化配酸系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算機(jī)控 制系統(tǒng)(1)的主控機(jī)采用可編程控制器PLC。
3、采用權(quán)利要求1或2所述自動(dòng)化配酸系統(tǒng)的控制方法，特征在 于，步驟如下[1)、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)(1)，程序初始化；[2) 、配需要濃度的硫酸打開(kāi)硫酸泵(5)和硫酸稀釋器加水閥(9)， 往硫酸稀釋冷卻器(8)中加酸和水，根據(jù)硫酸稀釋器(8)出口的溫度 計(jì)(10)和稀酸濃度計(jì)(11)的數(shù)據(jù)，隨時(shí)通過(guò)調(diào)節(jié)變頻來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn) 酸量和進(jìn)水量；[3) 、在配酸同時(shí)打開(kāi)硫酸稀釋冷卻器(8)的冷卻水進(jìn)水閥(7)， 以調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)硫酸經(jīng)過(guò)硫酸稀釋冷卻器(8)后達(dá)到合適的溫度；[4) 、上述配好的硫酸從硫酸稀釋冷卻器(8)流入50%酸罐(12)內(nèi)，以備配置其它規(guī)格的硫酸；5)、打開(kāi)耐腐蝕泵(13)和電動(dòng)閥門(mén)(16)，按照同樣方法配置需 要濃度的硫酸，當(dāng)配出的稀酸溫度達(dá)不到使用要求時(shí)，打開(kāi)耐腐蝕泵(17) 和電動(dòng)閥門(mén)(15)使稀酸在硫酸冷卻器(18)中循環(huán)，當(dāng)溫度合適后， 關(guān)閉電動(dòng)閥門(mén)(15)，打開(kāi)電動(dòng)閥門(mén)(16)，稀酸進(jìn)入稀酸調(diào)整罐中(19)， 放置一段時(shí)間后，打開(kāi)耐腐蝕泵(21)，把酸打到稀酸使用罐(22)中， 以備使用。
4、按照權(quán)利要求3所述自動(dòng)化配酸系統(tǒng)，其特征在于所述硫酸稀釋 冷卻水采用溫度8。C-15。C的純凈水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種配酸系統(tǒng)及控制方法，屬于配酸系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。系統(tǒng)特征包括分別由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制的通過(guò)管路連通的濃酸罐(4)、50％酸罐(12)、稀酸罐(14)、(19)、(22)，濃酸罐(4)和50％酸罐(12)間設(shè)硫酸稀釋冷卻器(8)，50％酸罐(12)和罐(14)、(19)、(22)之間管路順序耐腐蝕泵(13)、(17)、(21)連通控制，罐(14)下部與上部之間通過(guò)硫酸冷卻器(18)循環(huán)連通?？刂品椒?)啟動(dòng)系統(tǒng)；2)配需要濃度的硫酸3)配酸同時(shí)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)硫酸合適的溫度；4)配好的硫酸從硫酸稀釋冷卻器流入50％酸罐內(nèi)；5)配置36％或22％硫酸。本發(fā)明的自動(dòng)化配酸系統(tǒng)及控制方法配酸精度高、硫酸冷卻速度快、操作安全且勞動(dòng)強(qiáng)度低。
文檔編號(hào)C01B17/69GK101462700SQ200810249590
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日
發(fā)明者孫健英, 張新軍 申請(qǐng)人:山東招源硅膠有限公司