系統(tǒng)功能
反應(yīng)釜自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)如下功能:
1、監(jiān)控功能:在監(jiān)控畫面上實(shí)時(shí)監(jiān)視實(shí)驗(yàn)設(shè)備的狀態(tài)、儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
2、自動(dòng)控制功能:通過(guò)點(diǎn)擊畫面手動(dòng)控制按鈕,手動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備;通過(guò)設(shè)定實(shí)驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)控制參數(shù)和點(diǎn)擊畫面自動(dòng)控制按鈕,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的全自動(dòng)化控制。
3、數(shù)據(jù)整理功能:通過(guò)數(shù)據(jù)、曲線分析實(shí)驗(yàn)的實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)以Excel表格的形式導(dǎo)出。
4、報(bào)警功能:顯示實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)異常報(bào)警情況,包括報(bào)警時(shí)間,報(bào)警確認(rèn)時(shí)間等。
5、數(shù)據(jù)管理功能:實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的配方管理,包括實(shí)驗(yàn)結(jié)果的錄入,數(shù)據(jù)的保存、修改、查詢、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出到Excel等功能。
6、密碼保護(hù)功能:系統(tǒng)密碼保護(hù),確保系統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的安全。
相應(yīng)的產(chǎn)品
反應(yīng)釜自動(dòng)化控制系統(tǒng)=PLC控制系統(tǒng)+上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)+在線儀表+實(shí)驗(yàn)設(shè)備
PLC控制系統(tǒng):西門子300PLC、STEP 7編程軟件
上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng):工控計(jì)算機(jī)、WINCC上位機(jī)軟件
在線儀表:PH儀表(可選)、PT100熱電阻、光電傳感器
實(shí)驗(yàn)設(shè)備:直流調(diào)速攪拌器、加熱器、進(jìn)出料泵
1、系統(tǒng)主要功能:
1)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè):在監(jiān)控畫面上顯示實(shí)驗(yàn)的工藝流程圖,實(shí)時(shí)顯示進(jìn)出料泵、攪拌器、加熱器的運(yùn)行狀態(tài),顯示PH值、反應(yīng)溫度、攪拌速度等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并自動(dòng)記錄。
2)自動(dòng)控制:根據(jù)工藝要求進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,通過(guò)畫面按鈕手動(dòng)、自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)設(shè)備,包括攪拌器的恒速控制、加熱器的恒溫控制、恒PH控制、設(shè)備的手動(dòng)控制、整個(gè)反應(yīng)過(guò)程的自動(dòng)控制。
3)歷史數(shù)據(jù)查詢:通過(guò)數(shù)據(jù)及趨勢(shì)曲線觀察反應(yīng)過(guò)程,用戶可在選擇需要查看的曲線的內(nèi)容,選擇需要查看的時(shí)間段,動(dòng)態(tài)選擇需要查看的數(shù)據(jù)。
4)異常記錄保存:動(dòng)態(tài)顯示實(shí)驗(yàn)的所有報(bào)警情況,包括報(bào)警的時(shí)間,報(bào)警確認(rèn)的時(shí)間,報(bào)警消失的時(shí)間,報(bào)警的優(yōu)先級(jí)別等。
5) 實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄及預(yù)處理:實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的錄入,數(shù)據(jù)的保存、修改、查詢、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出Excel等功能的配方管理,靈活設(shè)計(jì)配方及實(shí)驗(yàn)條件,方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出與處理。
6) 系統(tǒng)密碼保護(hù):實(shí)行系統(tǒng)的多級(jí)密碼保護(hù),確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)操作員權(quán)限進(jìn)行管理設(shè)置,根據(jù)不同的權(quán)限賦予不同的監(jiān)控功能。
2、監(jiān)控界面介紹
1)工藝流程界面:
根據(jù)工藝流程、實(shí)驗(yàn)的設(shè)備設(shè)計(jì)的監(jiān)控主頁(yè)面,主要功能:了解工藝、監(jiān)視設(shè)備的狀態(tài)、儀表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及曲線、反應(yīng)過(guò)程的狀態(tài)、設(shè)備及反應(yīng)過(guò)程的控制。
2) 反應(yīng)過(guò)程控制及參數(shù)設(shè)置界面:
反應(yīng)過(guò)程,分為準(zhǔn)備段、反應(yīng)段、陳化段三個(gè)反應(yīng)階段,每個(gè)反應(yīng)階段可以自由設(shè)定反應(yīng)時(shí)間。每個(gè)反應(yīng)段需要對(duì)以下被控對(duì)象的控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)置:pH值、反應(yīng)溫度、攪拌速度、進(jìn)出料泵設(shè)置。pH值、反應(yīng)溫度、攪拌速度均用PID控制。根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件,靈活設(shè)計(jì)配方,系統(tǒng)保存實(shí)驗(yàn)設(shè)定的參數(shù)及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),方便數(shù)據(jù)的查詢、分析。
3) 配方管理界面:
配方管理主要是對(duì)保存在操作員站數(shù)據(jù)庫(kù)中的操作配方及反應(yīng)結(jié)果的創(chuàng)建、管理維護(hù)及查詢。主要實(shí)現(xiàn)的功能:實(shí)驗(yàn)結(jié)果的錄入、數(shù)據(jù)的保存、修改、查詢、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出到Excel等。
4) 實(shí)時(shí)曲線界面:
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的需要,選擇不同數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)據(jù)及曲線觀察和分析反應(yīng)過(guò)程。
系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
1、把傳統(tǒng)使用的加熱、攪拌等實(shí)驗(yàn)設(shè)備,進(jìn)行自動(dòng)化集成,實(shí)現(xiàn)各實(shí)驗(yàn)設(shè)備的一體化。
2、整個(gè)化學(xué)反應(yīng)操作過(guò)程全部在自動(dòng)化控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行,采用自動(dòng)化控制技術(shù),利用實(shí)時(shí)參數(shù)表和實(shí)時(shí)曲線觀察反應(yīng)過(guò)程,同時(shí)可以精確控制反應(yīng)過(guò)程中主要參數(shù),從根本上改變依靠常規(guī)儀器儀表和化學(xué)器皿對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行觀測(cè)和控制的方法。
3、實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)參數(shù)的數(shù)字化并能實(shí)時(shí)記錄與查找,如溫度、攪拌速率、pH、電導(dǎo)率等。
4、通過(guò)控制反應(yīng)過(guò)程中pH值的變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)加料量,實(shí)現(xiàn)單臺(tái)儀器在間歇反應(yīng)與連續(xù)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化。
5、使用通用的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái),可以靈活設(shè)計(jì)配方及實(shí)驗(yàn)條件、要求,方便實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的導(dǎo)出與處理。
6、自動(dòng)化控制的應(yīng)用可以保證每個(gè)參數(shù)的一致性,在大程度上降低了人為因素對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾。
7、通過(guò)對(duì)科學(xué)數(shù)據(jù)以及工藝關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)在線數(shù)據(jù)采集,有助研究合成或反應(yīng)體系內(nèi)在規(guī)律和機(jī)理,為工藝優(yōu)化、設(shè)備放大及智能可控加工技術(shù)提供理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
8、設(shè)備可根據(jù)實(shí)際需求定制,系統(tǒng)功能可根據(jù)實(shí)際需求設(shè)計(jì),系統(tǒng)的適用范圍廣。
應(yīng)用范圍
反應(yīng)釜自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠應(yīng)用于各科研院所、大專院校以及化工、制藥、染料生產(chǎn)、食品及生物化工等各類化工企業(yè)的常溫材料合成過(guò)程。系統(tǒng)的軟硬件及儀表可根據(jù)實(shí)際需求選擇,反應(yīng)釜可根據(jù)實(shí)際需求定制,大程度地滿足客戶的需求。
運(yùn)用實(shí)例
反應(yīng)釜自動(dòng)化控制系統(tǒng)于2012年5月20日成功運(yùn)用于中國(guó)科學(xué)院青海鹽湖所的氫氧化鎂反應(yīng)釜自動(dòng)化控制系統(tǒng),系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。