专利名称：可移动的全自动化学清洗设备及其清洗方法
技术领域：
本发明涉及一种全自动化学清洗设备及其清洗方法，尤其涉及一种可移动的全自动化学清洗设备及其清洗方法，特别适用于地点变化的室外设置的清洁工程。
背景技术：
长期以来，化学清洗一直沿用着配液槽加清洗泵的简单清洗设备，对于清洗现场作存在着工人的劳动强度大、操作环境差等诸多弊病。中国专利文献CN96200375所提供的一种移动式大型锅炉清洗装置，是将所用的清洗泵、清洗箱、控制室、阀门、配管等分别安装于两台半挂车上，使用时可直接到达被洗锅炉现场，使用后运回基地或另一被清洗锅炉现场。此专利技术虽然也能用于地点变化的室外设施的清洁工程，但主要还靠人工操作，自动化程度不高，冲洗效率较低，劳动强度较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全自动化学清洗设备，采用计算机控制，达到自动清洗，从而极大的提高效率和减少劳动强度。
本发明提供一种可移动的全自动化学清洗设备，包括有由配液罐、搅拌罐、清洗泵、阀组、管路组成的泵站和控制室，其特征在于，控制室有工业控制计算机系统CRT和可编程控制器PLC组成的计算机人机界面数据控制系统DCS和由变频调速器组成的动力控制系统，此数据控制系统DCS与泵站之间由电缆和信号线对接。
本发明还提供一种全自动化学清洗工艺，包括以下步骤(1)将泵站、控制室现场就位，连接泵站、控制室之间的动力、通讯电缆；(2)连接泵站与被清洗的设备进、出口管线，连接控制室与外接动力电缆，连接蒸汽加热管线，连接原料储罐与泵站加料泵；(3)启动泵站进入自动清洗程序，按所设定的工艺流程自动进行清洗作业；(4)计算机人机界面提供泵站控制流程模拟图，数据控制系统(DCS)自动显示、记录、打印流程图、趋势图、历史查询、流程设置、报警设置、报表统计各项数据报表和曲线；(5)清洗的设置时间结束后，自动提示结束运行，清洗泵自动停止。
本发明的主要技术措施还有信号线包括可传输采集泵站实时数据的线路，还有可输出自动流程和人工干预的控制指令线路。将组成泵站的配液罐、清洗泵、阀组安装到可实现整体吊装的一个撬装底盘上。配液罐顶部设有人孔，蒸汽调节阀和检修平台，并安装有罐温度计、液位计、罐内装有蒸汽加热器，罐底有排污口和泵吸入口。管路采用立体排布，并安装温度传感器、压力传感器、流量计、浓度计、和PH计。由气动球阀21所组成的阀组和提供气源的车载空压机相连，还和提供逻辑控制功能的可受编程控制机PLC相连。
本发明的全自动化化学清洗设备及工艺具有高自动化控制的清洗操作系统。与其他清洗设备和工艺相比具有以下特点1.是全电脑控制的自动化清洗设备。
2.可实现清洗工艺控制程序化、自动化。
3.清洗计量指标数字化。
4.清洗过程自动化和数据的随时监控。
5.自动和手动，双系统监控。
图1是本发明的全自动化化学清洗设备的系统配置图；图2是工业控制计算机和可编程控制器连接示意图；图3是全自动化学清洗设备泵站的主视图；图4是全自动化学清洗设备泵站的俯视图；图5是全自动化学清洗设备的工作流程图。
具体实施例方式
现结合附图进一步说明全自动化清洗设备的构造、功能和工艺方法。全自动化清洗设备采用泵站和控制室分体结构，运抵施工现场后实现控制室和泵站用电缆线和信号线对接。并接通水源、蒸汽管线，进回液罐线后，便可进行清洗操作。
泵站是将配液罐1、清洗泵2和4、阀组等安装到一个撬装底盘上可实现整体吊装。配液罐1为卧式柱型罐，两边焊有椭圆封头，以提高承压能力。顶部设有人孔19，蒸汽调节阀11和检修平台24。并安装有罐温度计7、液位计8，罐内装有蒸汽加热器，罐底有排污口20和泵吸入口。为了充分利用空间，管路采用立体排布，并安装温度传感器5、压力传感器6、流量计23、浓度计9、PH计16。阀组选用气动球阀21。并配有电磁阀、空气过滤器、减压阀和阀位开关。带有手操机构。在PLC控制下，能完成正反循环和自循环。液体上料采用离心泵和气动隔膜泵。固体上料采用搅拌器上料。罐内安装有蒸汽加热器，采用直接加热方式，蒸汽阀门选用PID控制方式。
泵站的设计参数为
1.配液罐112m3；2.清洗泵2、4单泵流量100m3/h；扬程80m；功率45KW×2；采用双泵并联结构；3.阀组用7个气动球阀21组成；4.空压机12的功率7.5KW；排气量0.9m3/min；额定排气压力0.7Mpa；5.加热方式蒸汽加热，PID调节；6.加热温度室温---100℃；7.泵站工作压力1.6Mpa。
整个系统的监控参数为1.流量0-120m3/h(包括瞬时流量和累计流量)；2.压力0-1.6Mpa；3.液位0-2m；4.温度0-100℃；5.PH1-14；6.浓度可检测0-20％的HNO3、NaOH溶液浓度。7.腐蚀率挂片测量。
本发明的控制系统为DCS系统，由研华上位机(工控机)和德国西门子PLC组成。控制方案主要考虑上位机和可编程控制器(PLC)结构。可编程控制器的结构采用端子块和I/O模块分离的方式。上位机采用台湾研华工控机，PLC采用德国西门子S7-300系列。相关的继电器组件以及其他的端子排和电器接线等均安装在一个控制机柜内。工控机系统包括主机，彩色监视器，键盘和鼠标，打印机等外设均布置在一个钢结构的操作台上。其控制功能为1.实时数据处理实时数据采集，实时数据显示(瞬时流量和累计流量、温度、压力、液位、PH、时间)。
2.自动数据储存使操作人员能随时方便的了解整个系统运行情况。
3.自动流程控制根据工作要求可以预定义多种工作流程，系统根据预定义方式自动完成工作流程的所有操作。从而简化操作，减少人为误差。
预定义工作流程包括清洗流程及时间设置；A泵正循环清洗；A泵反循环清洗；A泵自循环清洗。B泵正循环清洗；B泵反循环清洗；B泵自循环清洗。双泵正循环清洗；双泵反循环清洗；双泵自循环清洗。
本发明的设备可以对泵启停进行控制，还可以进行泵流量设定、无极调速，电加热或蒸汽加热启停及PID自动温度控制。自动药剂添加控制，可根据设定清洗系统的酸碱浓度值自动添加药剂。
本发明还具有人工干预功能，在不适合自动流程控制的情况下，或设备出现意外故障时，授权人员可以在线干预，修改操作程序，或改变预设定自动清洗流程为人机指令操作的清洗过程，以完成清洗任务。
另外本发明还具有良好的人机界面。WINCC软件以Windows98操作系统为平台，提供交互式人机对话功能。CRT显示整个系统流程及相关信息，允许有多种丰富的动态数据表示方法。操作人员可以直观的了解到系统运行状况。如时间/温度、压力、流量、液位参数实时图表，泵、阀门等开启状况等。并通过点击某个设备图标，可以进入该设备的操作界面。通过触摸屏或鼠标，可以轻松操作整个系统。
本发明还具有操作保护和人员授权和身份确认功能。操作者可以定义各操作人员的操作权限、用户名和密码，操作人员操作时需进行登录(输入用户名和密码)以确认身份，该操作人员只能进行系统授权的操作。以确保不受无关人员误操作的破坏。对于操作人员的重要操作，系统都将在运行日志上给予记录。
本发明还具有报警功能。系统设有灯光、声响、语言、CRT报警窗口的报警显示。其中包括液位高、低限报警。温度、压力极限值报警。误操作报警。越限报警。另外，本发明还具有多重安全保护，操作者可自定义各种自锁功能，系统在运行中将根据预先的设定进行保护操作，并发出语言报警。
根据工程要求，系统还可以定义多种表格生成及打印功能。并能提供自定义功能。
为了给该清洗车的机泵和控制系统供电，在车载控制室内安装一个配电柜负责对整个清洗车的供电。清洗泵2、4采用日本富士变频器(45KW)进行变频调速控制，可实现主泵流量的无级调速和实现主、备用电机自动、手动切换。空压机12采用直接起动，压力式自动控制。
考虑到自动化清洗工程车的使用环境特点，对上述设备与其他设备的连接均采用插接方式连接。当远距离运输时，可以方便地拆卸连接电缆，将工控机拆下装入专用的运输包装箱中，可以保证不会因为路途颠簸和震动造成的工控机的损坏。同时，这种结构也保证了现场方便、快捷、可靠的重新连接和安装这些设备。
本发明的仪表部分如下1.罐温度控制(一个点)选用Pt100铂热电阻垂直安装在罐体顶部，输出PID调节规律为4-20mA DC电流信号。
2.进回液温度测量(2个点)选用铜热电阻(Pt100)×2传感器和温度变送器，可输出4-20mA DC信号。
3.流量测量选用K-300一体型电磁流量变送器。输出4-20mA DC信号。
4.液位测量(1个点)选用超声波液位计(0-2m)二线制变送，可输出4-20mA DC信号。
5.压力测量(2个点)选用YTT-150隔膜式压力变送器，可输出4-20mA DC信号。
6.工业酸度计(1个点)选用PHG-Y-200传感器(流通式)，测量范围2-12PH，数显转换器PHG-3B(输入电压0-1V DC，输入阻抗＞10MΩ，输出标准信号和外接负载4-20mA 0-500Ω)。
以上只是给出本发明的优选实施方式，但本领域的技术人员可以在本发明的范围内进行许多修改和变化。
权利要求
1.一种全自动化学清洗工艺，包括以下步骤(1)将泵站、控制室现场就位，连接泵站、控制室之间的动力、通讯电缆；(2)连接泵站与被清洗的设备进、出口管线，连接控制室与外接动力电缆，连接蒸汽加热管线，连接原料储罐与泵站加料泵；(3)启动泵站进入自动清洗程序，按所设定的工艺流程自动进行清洗作业；(4)计算机人机界面提供泵站控制流程模拟图，数据控制系统(DCS)自动显示、记录、打印流程图、趋势图、历史查询、流程设置、报警设置、报表统计各项数据报表和曲线；(5)清洗的设置时间结束后，自动提示结束运行，清洗泵自动停止。
2.一种可移动的全自动化学清洗设备，包括有由配液罐、搅拌罐、清洗泵、阀组、管路组成的泵站和控制室，其特征在于，控制室有工业控制计算机系统(CRT)和可编程控制器(PLC)组成的计算机人机界面数据控制系统(DCS)和由变频调速器组成的动力控制系统，此系统(DCS)与泵站之间由电缆和信号线对接。
3.根据权利要求2所述的化学清洗设备，其特征在于，所述的信号线包括有可传输采集泵站实时数据的线路，还有可输出自动流程和人工干预的控制指令线路。在自动系统出现故障时，可切换到手动系统进行操作。
4.根据权利要求2所述的化学清洗设备，其特征在于，组成泵站的配液罐(1)、固体加料罐(17)、中和处理罐(22)、清洗泵(2，4)、以及阀组安装在一个可实现整体吊装的撬装底盘上。
5.根据权利要求2所述的化学清洗设备，其特征在于，配液罐(1)顶部设有人孔(19)，蒸汽调节阀(11)和检修平台(24)，并安装有罐温度计(7)、液位计(8)、罐内装有蒸汽加热器，药液均布器，罐底有排污口(20)和泵吸入口。
6.根据权利要求2所述的化学清洗设备，其特征在于，管路和阀门采用立体排布，并安装温度传感器(5)、压力传感器(6)、流量计(23)、浓度计(9)、PH计(16)、流量开关(10)。
7.根据权利要求2所述的化学清洗设备，其特征在于，由气动球阀(21)所组成的阀组和提供气源的车载空压机相连，还和提供逻辑控制功能的可编程控制器(PLC)相连。
全文摘要
本发明提供一种可移动的全自动化学清洗设备，包括有由配液罐、搅拌罐、清洗泵、阀组、管路组成的泵站和控制室，其特征在于，控制室有工业控制计算机装置CRT和可编程控制器PLC组成的计算机人机界面数据控制装置DCS和由变频调速器组成的动力控制装置，此数据控制装置DCS与泵站之间由电缆和信号线对接。另外，本发明还提供一种全自动化学清洗方法。
文档编号F22B37/48GK1488885SQ0213082
公开日2004年4月14日 申请日期2002年10月9日 优先权日2002年10月9日
发明者娄陇筑 申请人:蓝星清洗工程有限公司