CN102219120A - 管道助吹式防爆气力输送系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管道助吹式防爆气力输送系统，包括上位机DCS、两台PLC和管线仪表输送系统，管线仪表输送系统和PLC均与上位机DCS连接；上位机DCS与PLC之间采用MODBUS通讯方式，两台PLC之间通过IM365进行通讯；在PLC与管线仪表输送系统之间设有对外部信号进行处理的安全栅。本发明提高了仓泵下料和输送能力，能保证仓泵的下料顺畅，并且可以通过调整输送气流的压力来控制料气比和输送流速和输送量。
Description
技术领域
本发明涉及一种输送装置，具体地说是一种管道助吹式防爆气力输送系统。
背景技术
随着国民经济的发展，制约气力输送系统的“电力能耗高”的问题得到解决，气力输送在的化工、粮食、食品等行业中得到了迅速应用，已经基本替代了人工搬运和机械搬运物料的方式。相较于人工和机械搬运方式，气力输送系统是小颗粒固体物料连续输送最合适的输送设备，同样也适于间断地将大量的颗粒物料从罐车、铁路车辆和货船输送至贮仓。带式输送机、螺旋输送机等输送机械实质上是朝一个方向输送，而气力输送系统可以向上、向下或围绕建筑物、大的设备及其他障碍物输送物料，其输送管可高出或避开其他装置或设备所占用的空间。
一般情况下料仓下料是采用自动重力下料，而仓泵的下料是采用仓泵内流化完成的压力进行下料，这就导致仓泵的下料和输送效率大大减小。目前多采用的是调整输送压力和仓泵压力之间的关系来控制下料的速度，但往往达不到预定的效果，较难控制，仓泵的压力是根据物料的流化特性来确定的、是恒定的。仓泵的下料和输送速度靠输送的气流压力和流速来控制，如果输送压力过低就会导致物料堆积在仓泵下料口附近造成堵塞并且对管道也会造成磨损。如果输送压力过高就会造成输送的气流往仓泵里面窜，会增大仓泵的压力并且因为仓泵出口压力过大而排不出料。
气力输送系统所采用的各种固体物料输送泵、流量分配器以及接受器的操作非常类似于流体设备的操作，因此大多数气力输送关系很容易实现自动控制，由一个中心控制台操作。与其他散状固体物料的输送设备相比，其着火和爆炸的危险性小，并且消除了对环境的污染。在负压输送时，任何一处的空气泄漏都是向内的，因此物料的污染就可限制到最小。可以实现由数点集中送往一处，或由一处分散送往数点的远处。对于化学性能不稳定的物料，可以采用惰性气体输送，利于安全生产，改善车间卫生条件，防止灰尘、粉尘的外扬，有利于环境保护。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道助吹式防爆气力输送系统，该系统提高了仓泵下料和输送能力，能保证仓泵的下料顺畅，并且可以通过调整输送气流的压力来控制料气比和输送流速和输送量。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种管道助吹式防爆气力输送系统，其特征在于：该系统包括上位机DCS、两台PLC和管线仪表输送系统，管线仪表输送系统和PLC均与上位机DCS连接；上位机DCS与PLC之间采用MODBUS通讯方式，两台PLC之间通过IM365进行通讯；在PLC与管线仪表输送系统之间设有对外部信号进行处理的安全栅。
为了提高仓泵下料和输送能力，本发明在管线仪表输送系统中的仓泵下料口往接收仓的方向设有助吹环，通过助吹环对仓泵口造成一股反吸的气流，通过这股吸引气流保证仓泵的下料顺畅，只要通过调整输送气流的压力就可控制料气比和输送流速和输送量。
本发明中，所述上位机DCS监控压力并控制两台PLC工作，选择管线和接收仓。所述安全栅将系统中的电压电流信号限制在安全防爆值内。
本发明系统工作原理：
本系统由上位机DCS、PLC、管线仪表输送子系统组成。上位机DCS监控压力、控制PLC工作和选择管线和接收仓，上位机DCS与PLC之间采用MODBUS通讯方式，PLC选择西门子300，CPU是315-2DP。系统共有两个机架，机架之间通过MPI IM365进行通讯，PLC通过安全栅控制阀门进行进料流化输送工作，由于整个系统是处于防爆区间内，所以所有外部信号都要通过安全栅进行信号处理，安全栅将系统中的电压电流信号限制在安全防爆值内。整个流程管线中所有的阀门都要有开关到位信号，开关到位信号需反馈到PLC中执行。
本发明中，料仓的下料口，经气动刀型阀和旋转给料机，下落到称重模块，当达到设定重量时，打开气动刀型阀和圆顶阀进入仓泵，仓泵由流化输送到管线中然后进入各个接收仓。
本发明通过CPU315-2DP PLC对现场的气动阀门进行控制，并对现场的设备如压力表，压力变送器，液位开关，液位变送器，流量变送器信号以及阀门的开关到位信号进行采集，然后根据系统当前状态进行判断操作，并根据反馈的超限信号进行报警、停止、排堵等操作。该系统共用到两个PLC机架，两个机架之间通过IM365接收发送模块进行MPI通讯连接。为保证现场控制安全，PLC通过安全栅控制阀门进行进料流化输送工作，由于整个系统是处于防爆区间内，所以所有外部信号都要通过安全栅进行信号处理，安全栅将系统中的电压电流信号限制在安全防爆值内。上位机DCS监控压力物位、控制PLC工作和选择管线和接收仓，上位机DCS与PLC之间采用MODBUS进行通讯。
本发明提高了仓泵下料和输送能力，在距仓泵下料口往接收仓的方向加上一个助吹环进行管道助吹，通过助吹环对仓泵口造成一股反吸的气流，通过这股吸引气流保证仓泵的下料顺畅，只要通过调整输送气流的压力就可控制料气比和输送流速和输送量。
附图说明
图1是本发明系统结构原理框图。
具体实施方式
一种本发明所述的管道助吹式防爆气力输送系统，见图1，该系统包括上位机DCS、两台PLC和管线仪表输送系统，管线仪表输送系统和PLC均与上位机DCS连接；上位机DCS与PLC之间采用MODBUS通讯方式，两台PLC之间通过IM365进行通讯；在PLC与管线仪表输送系统之间设有对外部信号进行处理的安全栅。上位机DCS监控压力并控制两台PLC工作，选择管线和接收仓。安全栅将系统中的电压电流信号限制在安全防爆值内。
为了提高仓泵下料和输送能力，本发明在管线仪表输送系统中的仓泵下料口往接收仓的方向设有助吹环，通过助吹环对仓泵口造成一股反吸的气流，通过这股吸引气流保证仓泵的下料顺畅，只要通过调整输送气流的压力就可控制料气比和输送流速和输送量。
输送流程如下：
开启运行过程
首先在系统运行之前要确定带料试车中阀门仪表管线无任何问题，仪表空气和氮气储蓄罐的氮气压力都达到标准值，然后才能执行正式运行。先打开所有阀门及设备，然后用氮气对整个系统的吹扫，排尽管道内的空气，待管道内的空气排尽后关闭所有阀门。通过氮气储蓄罐将槽车中的料输送到料仓，在输送的过程中要将料仓上的除尘器打开，排出料仓中的氮气，通过料仓顶部的连续料位计和料位计监测料仓中的料位，在输送过程中如果料仓中的压力过高会触发料仓上的安全阀，安全阀打开排出多余的压力。然后打开料仓下的插板阀进行重力自动下料，然后打开气动截止阀来选择所要工作的管线，当接收到截止阀的开到位信号后打开旋转给料机通过重力将料输送到称重模块中对料称重，当称重模块中的料达到所设定的标准后关闭气动截止阀，当接收到气动截止阀的关到位反馈信号后，关闭旋转给料机。当接收到旋转给料机关闭的反馈信号后打开称重料斗下的插板阀通过重力自动下料，再打开截止阀，当接收到截止阀的开到位反馈信号后打开圆顶阀和排气阀对仓泵进行重力下料，当料仓中的料触发物位传感器后关闭截止阀，当接收到截止阀的关到位信号后关闭圆顶阀和排气阀，然后当接收到圆顶阀和排气阀的关到位信号后打开流化管线上的手动阀和流化阀阀仓泵中的料进行流化处理，流化处理中当仓泵上的压力变送器达到设定压力后打开输送管线上的手动阀和输送阀进行料气混合输送，然后打开助吹阀管线上的手动阀和助吹阀，并且打开管线上的手动阀和助吹阀。其中仓泵管线可以通过手动阀切换输送。然后通过DCS联锁上的画面进行选择所需要的接收仓。
系统关闭过程
首先停止槽车对料仓的进料，然后过一会关闭料仓上的除尘器和引风机。然后关闭料仓下的插板阀，接着按顺序关闭气动截止阀和给料机。然后关闭称重模块下的插板阀、气动截止阀和气动圆顶阀，再关闭助吹阀、输送阀和流化阀，并且同时关闭助吹、输送和流化管线上的手动阀。然后关闭线路的管线手动选择阀。接着关闭输送管线上的助吹阀和手动球阀。然后关闭接收仓的进料气动球阀，再关闭接收仓上的助吹阀和手动阀。最后等接收仓中的压力达到常压并且不再进料后关闭除尘器下的气动球阀，接着关闭除尘器旁的引风机，等待10S后再关闭除尘器。整个系统关闭结束。
仓泵下料输送
仓泵的压力并且因为仓泵出口压力过大而排不出料。解决方法：在距仓泵下料口往接收仓的方向加上一个助吹环(FOV201)引一股气流进行管道助吹，通过助吹环的这股气对仓泵口造成一股反吸的气流，通过这股吸引气流保证仓泵的下料顺畅，只要通过调整输送气流的压力就可控制料气比和输送流速和输送量。
清堵过程
当系统的管线中压力过高时打开清堵阀减轻压力。当管线防堵高压力报警，就应该进行手动排堵了。手动排堵方法：先关断管线输送阀和助吹阀停止向管线输送物料和氮气，然后打开清堵阀排出堵管线路的压力并会反吸出一部分物料。然后再关断清堵阀并打开助吹阀向管线内输送氮气增大管线压力，如果还是堵管，就接着关断助吹阀并打开排堵阀排出管线压力并反吸物料。如上过程通过手动连续几次就可以排堵了。
PLC控制原理
该系统选用西门子S7-300PLC，通过CPU315-2DP PLC对现场的气动阀门进行控制，并对现场的设备如压力表，压力变送器，液位开关，液位变送器，流量变送器信号以及阀门的开关到位信号进行采集，然后根据系统当前状态进行判断执行下一步操作，并根据反馈的超限信号进行报警、停止、排堵等操作。该系统共用到两个PLC机架，两个机架之间通过IM365接收发送模块进行MPI通讯连接。DCS控制输送管线和接收仓的选择及监控压力等，PLC与DCS通过MODBUS总线连接。为保证现场控制安全，PLC通过安全栅控制阀门进行进料流化输送工作，由于整个系统是处于防爆区间内，所以所有外部信号都要通过安全栅进行信号处理，安全栅将系统中的电压电流信号限制在安全防爆值内。整个流程管线中所有的阀门都要有开关到位信号，开关到位信号需反馈到PLC中执行。
本发明通过CPU315-2DP PLC对现场的气动阀门进行控制，并对现场的设备如压力表，压力变送器，液位开关，液位变送器，流量变送器信号以及阀门的开关到位信号进行采集，然后根据系统当前状态进行判断执行下一步操作，并根据反馈的超限信号进行报警、停止、排堵等操作。为保证现场控制安全，PLC通过安全栅控制阀门进行进料流化输送工作，由于整个系统是处于防爆区间内，所以所有外部信号都要通过安全栅进行信号处理，安全栅将系统中的电压电流信号限制在安全防爆值内。整个流程管线中所有的阀门都要有开关到位信号，开关到位信号需反馈到PLC中执行。
Claims (4)
1.一种管道助吹式防爆气力输送系统，其特征在于：该系统包括上位机DCS、两台PLC和管线仪表输送系统，管线仪表输送系统和PLC均与上位机DCS连接；上位机DCS与PLC之间采用MODBUS通讯方式，两台PLC之间通过IM365进行通讯；在PLC与管线仪表输送系统之间设有对外部信号进行处理的安全栅。
2.根据权利要求1所述的管道助吹式防爆气力输送系统，其特征在于：在管线仪表输送系统中的仓泵下料口往接收仓的方向设有助吹环。
3.根据权利要求1所述的管道助吹式防爆气力输送系统，其特征在于：所述上位机DCS监控压力并控制两台PLC工作，选择管线和接收仓。
4.根据权利要求1所述的管道助吹式防爆气力输送系统，其特征在于：所述安全栅将系统中的电压电流信号限制在安全防爆值内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111019 |