基于plc硬脂酸钙反应釜监控系统设计

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1、、业自动化基于PLC的硬脂酸钙反应釜监控系统设计孙祥国，杨大志，廖映华(四川理工学院机械工程学院，四川自贡643000)于PLC的硬脂酸钙反应釜监控系统的功能要求，介绍了监控系统的硬件系统的选型和设计，同时介绍了软件实际跟踪运行结果表明，该监控系统运行平稳可靠．节约了能耗．明显地提高了经济效益。应釜：监控系统；PLC中圈分类号：TP277文献标识码：B文章编号：1009—9492(201o)．12—0080-021引言作工人稍不留心或慢一点就会发生反应液溢出，而且这智能监控系统已广泛应用于各行各业．比如煤矿矿井是经常发生的事，同时，温度必

2、须达到78qC才能使反应瓦斯监控系统，蔬菜大棚智能监控系统，化工过程监控系达到良好的效果，因此，温度控制十分困难。再有就是统等。近年来，“低碳”已逐渐深入我们的工作和生活液位高度，要求液位高度误差为：l：5mm。进料也是关键，主要是硬脂酸、氢氧化钙、水、催化剂的量和它们的比中，但是在工业生产中，在一些老的、旧的生产企业或车间，还存在部分能耗高、污染较重、工艺落后的设备，如例，如果比例精度不高，就达不到质量要求。进料量及果弃之不用，则损失较大。如果继续用．则会产生较高的其比例都是由工人手工完成，_丁人在人工称重时，劳动强度大，而且往往很难达

3、到比例要求，质量很难控制。运行成本、较重的污染和能耗。如何解决这些问题，已成为这些企业当前面临的重要课题。笔者走访了部分这些老基于综合考虑，设计的智能控制系统要控制的物理量如企业，针对这些问题进行了详细的调查，重点对上世纪八表l。九十年代的化工企业的反应釜、反应塔、干燥设备等一些表l智能控制系统被控参数化工设备进行了详细调查，普遍存在能耗高、工艺落后、操作复杂、自动化程度低的现象．其中还有部分是手动操作，工人劳动强度大，工作环境恶劣．劳动效率低下，企业面临被淘汰。工人面临下岗的局面。基于某化工企业的要求，作者对该企业的硬脂酸钙反应釜增加了

4、智能监控系统，增加了安全性，降低了工人的劳动强度，节约了能耗，明显地提高了经济效益。2系统分析该反应釜主要是应用于生产硬脂酸钙，其化学反应：2Cl7H35COOH+Ca(OH)2=(Cl7HCOO)2Ca+2H20。在一定温度、浓度时，在催化剂作用下，进行化学反应．生成硬脂酸钙．在这个反应中主要控制的是反应温度、进料量、反应釜的液位高度、反应时间、电阻丝加热器、放料口阀等。在这个反应过程中，反应温度、进料量、反应釜的液位高度是关键。在改造前，是人工3硬件设计手动操作，如果温度超过8O℃，就会迅速沸腾溢出，操由前面的系统分析可知，系统需要监

5、测温度、液位四JII省人工智能重点实验室开放基金项目(编号：2009RY002)收稿日期：2010—10—14工业自等，同时需要控制加热器、放料阀等，因此本系统设计成控制。其他控制亦然。一个由数据监测、输出控制和微控制器等组成的数字化智3．3微控制器能监控系统：通过温度传感器、液位传感器等采集温度、微控制器是整个控制系统的“大脑”，接收检测系统液位等信号，再经处理、放大等，输送到微控制器分析、输入的数据，对数据分析、处理、判断，通过相关的输出处理、判断，再发m相应的控制信号，控制加热器、放料接口输出控制信号控制相关的设备。根据前面对整个系

6、统阀等．同时通过液晶显示器实时显示当前的温度、液位的分析，同时对微控制器目前在工业自动化上的应用情等。智能监控系统结构如图1所示。况，系统选用了西门子S7—200型PLC，该PLC性能良好．性价比高，同时具有很强的适应性，在丁业自动化控制中有很好的成功应用案传感器(信善号牛======微(分控析制、器处理、例。带有系统足够用的DI和DO，还有采集)l判断1串口等。4系统软件设计及调试图1智能监控系统结构要实现对系统的智能监控，除了硬件部分，还必须软件支撑，才能实现系3．1数据采集统复杂的监控功能，根据前面对系统被监控参数分析，本根据前面对

7、硬脂酸钙反应釜的分析可知，系统需要对系统采用了主程序和子程序的编程思想，各子程序把系统温度、液位等物理量进行数据采集．数据采集是否准确、分割成独立的功能部分进行编程，在主程序中．根据工艺可靠，最基本、最关键的是传感器，考虑到系统对传感器流程对各个子程序进行调用，构成整个系统的控制程序。的精度、响应特性、稳定性、灵敏度、可靠性、测量方这样对整个系统的监控功能的维护和修改很容易实现，可式、线性范围等因素，同时考虑到价格等因素⋯。选择了以方便和高效地对系统升级。同时软件系统也很容易移植如下一些传感器。到类似的系统中去。(1)温度传感器：选用Pr

8、ri00—50—200℃利用温度变送本系统监控功能总的流程图如图2所示。器，配数字显示器，数据直观，精度可达0．0l，成本低廉，可现场显示测量温度值，二线制4～20mA远传输出。(2)液位传感