CN101462700B - 自动化配酸系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配酸系统及控制方法，属于配酸系统技术领域。系统特征：包括分别由计算机控制系统控制的通过管路连通的浓酸罐(4)、50％酸罐(12)、稀酸罐(14)、(19)、(22)，浓酸罐(4)和50％酸罐(12)间设硫酸稀释冷却器(8)，50％酸罐(12)和罐(14)、(19)、(22)之间管路顺序耐腐蚀泵(13)、(17)、(21)连通控制，罐(14)下部与上部之间通过硫酸冷却器(18)循环连通。控制方法：1)启动系统；2)配需要浓度的硫酸：3)配酸同时调节实现硫酸合适的温度；4)配好的硫酸从硫酸稀释冷却器流入50％酸罐内；5)配置36％或22％硫酸。本发明的自动化配酸系统及控制方法配酸精度高、硫酸冷却速度快、操作安全且劳动强度低。

Description

自动化配酸系统及控制方法

一、技术领域

本发明涉及一种配酸系统及控制方法，特别是一种采用电脑和硫酸稀释冷却器有机结合的自动化配酸系统，属于配酸系统技术领域。

二、背景技术

目前，随着现代科学技术和社会经济的飞速发展，以及计算机网络技术的广泛应用，各行各业保证自身的正常运行质量的要求也在不断的提高，因此硅胶行业对自动化的要求也迫在眉睫，不但要求成本低，高稳定，而且在易用性、快捷性、实时性、准确性等方面也提出了更高的要求。目前，硅胶行业常规的配酸模式是采用人工配料。其步骤如下：

1)、在搪瓷罐中加入适量的水，然后再加入浓硫酸，通入压缩空气进行搅拌；

2)、取样，采用NaOH滴定中和，从而测量出所配硫酸的浓度，如果浓度不合适，再加入适量的酸或水，反复测量，直至浓度合适。

3)、搪瓷罐夹层通入冷却水，对配好的浓度合适的硫酸进行冷却至制胶所需要的温度。

4)、把配好的酸放入酸计量罐中。

以上这种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”，硫酸浓度很难控制；

2)、配好的硫酸冷却速度较慢：通常需要2-3小时；

3)、操作安全性较低：配酸时会出现硫酸溅到人身上的危象，稀释时产生的刺激性气体对人体存在一定的危害；

4)、劳动强度大：需要人工反复的对酸进行化验，每班配酸罐数较多，开关阀门的次数较多。

三、发明内容

本发明的目的在于解决上述已有技术存在的问题，提供一种配酸精度高、硫酸冷却速度快、操作安全且劳动强度低的自动化配酸系统及控制方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

自动化配酸系统，特殊之处在于，包括有分别由计算机控制系统1控制的通过管路连通的浓酸罐4、50％酸罐12、稀酸配酸罐14、稀酸调整罐19、稀酸使用罐22，计算机控制系统1通过浓酸泵2、浓酸温度计3连通控制浓酸罐4，浓酸罐4和50％酸罐12之间管路通过配酸泵5、硫酸稀释冷却器8连通控制，硫酸稀释冷却器8的上下端分别设有硫酸稀释器加水阀9以及与冷却水相通的冷却水进水阀7，浓酸罐4和50％酸罐12之间的管路上还设有浓酸流量计6、温度计10、稀酸浓度计11，50％酸罐12和稀酸配酸罐14、稀酸调整罐19、稀酸使用罐22之间管路顺序通过带温度计24、稀酸流量计25的耐腐蚀泵13、带稀酸浓度计23的耐腐蚀泵17、带稀酸浓度计20的耐腐蚀泵21连通控制，稀酸配酸罐14下部通过带电动阀门15控制的硫酸冷却器18连通至稀酸配酸罐14上部、通过电动阀门16连通至稀酸调整罐19；

所述计算机控制系统1的主控机采用西门子S7-314可编程控制器PLC，主控器配置CP343工业以太网通讯模块，实现与监控操作站的数据通讯，实现PLC与监控计算机的连接；

自动化配酸系统控制方法，其控制原理为：根据生产产量目标，计算出所需酸(碱)的瞬时流量控制值及水瞬时流量控制值，此值作为基本目标值，同时考虑目标浓度的实测值，反应温度等参数变量经过模糊推理控制给酸(给碱)变频器及加水电动调节阀，从而实现整个配料环节的自动控制，具体实施步骤如下：

1)、启动计算机控制系统1，程序初始化，进入模拟工艺组态流程图界面；

2)、配需要浓度的硫酸：打开配酸泵5和硫酸稀释器加水阀9，往硫酸稀释冷却器8中加酸和水，根据硫酸稀释冷却器8出口的温度计10和稀酸浓度计11的显示数据，随时通过调节变频来自动调节进酸量和进水量；

3)、在配酸同时打开硫酸稀释冷却器8的冷却水进水阀7，以调节实现硫酸经过硫酸稀释冷却器8后达到合适的温度；

4)、上述配好的硫酸从硫酸稀释冷却器8流入50％酸罐12内，以备配置其它规格的硫酸；

5)、打开耐腐蚀泵13和电动阀门16，按照同样方法配置需要浓度的硫酸，当配出的稀酸温度达不到使用要求时，打开耐腐蚀泵17和电动阀门15使稀酸在硫酸冷却器18中循环，当温度合适后，关闭电动阀门15，打开电动阀门16，稀酸进入稀酸调整罐中19，放置一段时间后，打开耐腐蚀泵21，把酸打到稀酸使用罐22中，以备制胶使用；

所述硫酸稀释冷却水采用温度(8℃-15℃)的纯净水；

在配酸的过程通过控制温度来控制实现进酸流量和进水流量。

本发明的自动化配酸系统及控制方法配酸精度高、硫酸冷却速度快、操作安全且劳动强度低。

四、附图说明

图1：为发明自动化配酸系统结构示意图；

在图中，1、计算机控制系统，2、浓酸泵，3、浓酸浓度计，4、浓酸罐，5、配酸泵，6、浓酸流量计，7、冷却水进水阀，8、硫酸稀释冷却器，9、硫酸稀释器加水阀，10、温度计，11、稀酸浓度计，12、50％酸罐，13、耐腐蚀泵，14、稀酸配酸罐，15、电动阀门，16、电动阀门，17、耐腐蚀泵，18、硫酸冷却器，19、稀酸调整罐，20、稀酸浓度计，21、耐腐蚀泵，22、稀酸使用罐，23、稀酸浓度计，24、温度计，25、稀酸流量计。

五、具体实施方式

以下参照附图，给出本发明的具体实施方式，用来对本发明的构成进行进一步说明。

实施例1

本实施例的自动化配酸系统及控制方法参考图1，

自动化配酸系统，包括分别由计算机控制系统1控制的通过管路连通的浓酸罐4、50％酸罐12、稀酸配酸罐14、、稀酸调整罐19、稀酸使用罐22，计算机控制系统1通过浓酸泵2、浓酸温度计3连通控制浓酸罐4，浓酸罐4和50％酸罐12之间管路通过配酸泵5、硫酸稀释冷却器8连通控制，硫酸稀释冷却器8的上下端分别设有硫酸稀释器加水阀9以及与冷却水相通的冷却水进水阀7，浓酸罐4和50％酸罐12之间的管路上还设有浓酸流量计6、温度计10、稀酸浓度计11，50％酸罐12和稀酸配酸罐14、稀酸调整罐19、稀酸使用罐22之间管路顺序通过带温度计24、稀酸流量计25的耐腐蚀泵13、带稀酸浓度计23的耐腐蚀泵17、带稀酸浓度计20的耐腐蚀泵21连通控制，稀酸配酸罐14下部通过带电动阀门15控制的硫酸冷却器18连通至稀酸配酸罐14上部、通过电动阀门16连通至稀酸调整罐19；

计算机控制系统1的主控机采用西门子S7-314可编程控制器(PLC)，主控器配置CP343工业以太网通讯模块，实现与监控操作站的数据通讯，实现PLC与监控计算机的连接；

自动化配酸系统控制方法，具体实施步骤如下：

1)、启动计算机控制系统1，程序初始化，进入模拟工艺组态流程图界面；

2)、配50％浓度的硫酸：在模拟工艺组态流程图界面上打开硫酸泵5和硫酸稀释器加水阀9，往硫酸稀释冷却器8中加酸和水，界面图上随时显示进酸和进水的瞬时流量，根据硫酸稀释器8出口的温度计10和稀酸浓度计11的显示数据，随时通过调节变频来自动调节进酸量和进水量；

3)、在配酸同时打开硫酸稀释冷却器8的冷却水进水阀7，以调节实现硫酸经过硫酸稀释冷却器8后达到合适的温度；

4)、配好的50％硫酸从硫酸稀释冷却器8流入50％酸罐12内，以备配置其它规格的硫酸；

5)、打开耐腐蚀泵13和电动阀门16，按照同样方法配置36％或22％硫酸，当配出的稀酸温度达不到使用要求时，打开耐腐蚀泵17和电动阀门15使稀酸在硫酸冷却器18中循环，当温度合适后，关闭电动阀门15，打开电动阀门16，稀酸进入稀酸调整罐中19，放置一段时间后，打开耐腐蚀泵21，把酸打到稀酸使用罐22中，以备制胶使用；

硫酸稀释冷却水采用温度(8℃-15℃)的纯净水；

在配酸的过程通过控制温度来控制实现进酸流量和进水流量。

另外，本发明还可以存在以下功能：

1)、本设计系统在设计时充分考虑了系统手动控制功能，以备系统调试及应急事件时生产过程的控制。所有变频泵及普通泵、调节阀、电动截止阀，现场设计操作箱。变频泵所有频率信号可现场数显表显示，现场调节变频器频率。调节阀可现场调节阀门开度，开度控制信号及开度反馈信号均可现场数显表显示。所有泵可实现现场启动/停止功能。

2)、实时及历史数据趋势图显示：实时趋势用于实时显示数据的变化情况。在画面运行时实时趋势曲线对象由系统自动更新。查询变量可以由查询人员自行定义，并可同时显示多个曲线。数据将从趋势的右边进入，同时趋势将从右向左移动。历史趋势图可以用于查询一段时间内的数据趋向。

3)、消息系统及事故报警处理功能：消息系统为过程故障和操作状态提供综合的信息，并将当前或历史过程数据存储在归档中，同时在报警画面提供显示信息以及语音警示。这样可以及早识别临界状态，减少或避免停机时间。操作员可以通过画面选择或输入来查询历史存档信息。

4)、报表(记录)和存储：提供一套集成的报表系统，数据库里的所有过程点都可以打印输出。可以把在过程中录入的数据按以下方式输出，输出的页面格式是自由的，用户自定义的。可以打印输出到文件及在屏幕上打印预览。可以定义打印任务按小时、天、星期及月报表形式循环输出。报表输出可按时间顺序触发、事件触发或操作者触发。

本发明具有以下优点：

1)、操作简单，劳动强度低，易于管理和维护：操作人员在办公室里就可以实现所有酸的配置工作，而且系统的管理和维护较简单；

2)、本套系统自动化控制水平比较先进：设备选用国际市场的主流设备，确保系统在性能、功能、容量等指标上长期处于领先地位。

3)、易于扩展：该系统能方便地进行调整、修改和扩充，在采用新技术的同时保护现投资。

4)、系统设计比较可靠：本发明在关键环节上有备份设计，在关键设备上要消除单点失效。设计中所选用的设备本身应具有高度的可靠性，保证系统在超负荷情况下仍然能够继续正常运行。注重系统的安全保密工作。

5)、开放性：在设备选型符合国际标准和工业界标准的相关接口，自动化系统、网络、监控系统实现可靠的互联；在支持标准的应用开发平台方面，系统软硬件平台应具有良好的移植能力，协议应选择广泛应用的标准协议。

Claims (4)

1.自动化配酸系统，特征在于，包括有分别由计算机控制系统(1)控制的通过管路连通的浓酸罐(4)、50％酸罐(12)、第一稀酸配酸罐(14)、第二稀酸调整罐(19)、第三稀酸使用罐(22)，计算机控制系统(1)通过浓酸泵(2)、浓酸温度计(3)连通控制浓酸罐(4)，浓酸罐(4)和50％酸罐(12)之间管路通过配酸泵(5)、硫酸稀释冷却器(8)连通控制，硫酸稀释冷却器(8)的上下端分别设有硫酸稀释器加水阀(9)以及与冷却水相通的冷却水进水阀(7)，浓酸罐(4)和50％酸罐(12)之间的管路上还设有浓酸流量计(6)、第一温度计(10)、第一稀酸浓度计(11)，50％酸罐(12)和第一稀酸配酸罐(14)、第二稀酸调整罐(19)、第三稀酸使用罐(22)之间管路顺序通过带第二温度计(24)、稀酸流量计(25)的第一耐腐蚀泵(13)、带第二稀酸浓度计(23)的第二耐腐蚀泵(17)、带第三稀酸浓度计(20)的第三耐腐蚀泵(21)连通控制，第一稀酸配酸罐(14)下部通过带第一电动阀门(15)控制的硫酸冷却器(18)连通至第一稀酸配酸罐(14)上部、通过第二电动阀门(16)连通至第二稀酸调整罐(19)。

2.按照权利要求1所述自动化配酸系统，其特征在于所述计算机控制系统(1)的主控机采用可编程控制器PLC。

3.采用权利要求1或2所述自动化配酸系统的控制方法，特征在于，步骤如下：

1)、启动计算机控制系统(1)，程序初始化；

2)、配需要浓度的硫酸：打开配酸泵(5)和硫酸稀释器加水阀(9)，往硫酸稀释冷却器(8)中加酸和水，根据硫酸稀释冷却器(8)出口的第一温度计(10)和第一稀酸浓度计(11)的数据，随时通过调节变频来自动调节进酸量和进水量；

3)、在配酸同时打开硫酸稀释冷却器(8)的冷却水进水阀(7)，以调节实现硫酸经过硫酸稀释冷却器(8)后达到合适的温度； 

4)、上述配好的硫酸从硫酸稀释冷却器(8)流入50％酸罐(12)内，以备配置其它规格的硫酸；

5)、打开第一耐腐蚀泵(13)和第二电动阀门(16)，按照同样方法配置需要浓度的硫酸，当配出的稀酸温度达不到使用要求时，打开第二耐腐蚀泵(17)和第一电动阀门(15)使稀酸在硫酸冷却器(18)中循环，当温度合适后，关闭第一电动阀门(15)，打开第二电动阀门(16)，稀酸进入第二稀酸调整罐中(19)，放置一段时间后，打开第三耐腐蚀泵(21)，把酸打到第三稀酸使用罐(22)中，以备使用。

4.按照权利要求3所述自动化配酸系统的控制方法，其特征在于所述硫酸稀释冷却水采用温度8℃-15℃的纯净水。 

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