专利名称：短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种DCS自动化控制系统，更具体地说，本发明涉及一种短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统。属于人造纤维领域。
背景技术：
自动控制(automatic control)是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置，使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动控制是相对人工控制概念而言的，指的是在没人参与的情况下，利用控制装置使被控对象或过程自动地按预定规律运行。自动控制技术的研究有利于将人类从复杂、危险、繁琐的劳动环境中解放出来并大大提高控制效率。自动控制是工程科学的一个分支。它涉及利用反馈原理的对动态系统的自动影响，以使得输出值接近我们想要的值。从方法的角度看，它以数学的系统理论为基础。我们今天称作自动控制的是二十世纪中叶产生的控制论的一个分支。粘胶制备是整个粘胶纤维生产过程中最重要、最关键的工序之一，它是将固体的浆粕经过浸渍生成碱纤维素，然后经过压榨、粉碎和老成工序输送到黄化机中与CS2反应生成纤维素黄酸脂，再将纤维素黄酸酯溶解于碱液中得到液态的粘胶，粘胶通过过滤、脱泡工序消除其中的杂质和气泡，并通过熟成工艺，调整粘胶的粘度和熟成度，最终生产出符合后序工艺性能要求的原液粘胶。在浸渍之前的浸渍碱调配的过程中，需要将四种不同浓度的介质调配到一起，最后生产出浓度符合工艺要求的碱液。浸渍碱浓度和温度控制好坏，将直接影响碱纤维组成和碱纤维质量。现有技术中虽然有对短纤维粘胶原液生产的整个工艺流程的自动控制系统，但是针对性不强，依然要进行复杂的调试和人为操作，特别是对浸渍过程中的浸渍碱调配控制， 现有技术不能保证多种原料介质加入量，使得浓度调配的精度达不到要求，严重影响了后续浸渍工艺以及碱纤维的质量。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中短纤维粘胶原液生产的整个工艺流程的自动控制的问题，特别是短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配中，无法准确控制多种原料介质加入量， 影响浸渍碱浓度的问题，提供一种短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，保证工艺参数的精度，减小故障和事故发生，最大程度地减少人为操作，方便对整个工艺的实时监控。为了实现上述发明目的，本发明的具体技术方案为
短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，包括浸渍碱原料输送管、浸渍碱供碱管以及浸渍碱混合桶，其特征在于还包括用于接收并分析信号的上位机操作站，所述的上位机操作站采用冗余过程控制软件搭建冗余过程控制系统建立起短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统；本发明所述的浸渍碱原料输送管上设置有流量PID控制器和与之连接的流量控制阀，用于控制浸渍碱浓度；所述的流量PID控制器与所述的上位机操作站连接；所述的浸渍碱供碱管上还设置有浸渍碱温度控制装置用于控制浸渍碱温度。本发明所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统辅以多操作站的网络结构、消息报警记录和过程历史曲线，保证整个控制过程实时、有效、可追溯。本发明所述的上位机操作站采用西门子S7-400H CPU为控制核心。本发明所述的冗余过程控制软件为PCS7软件。本发明所述的浸渍碱原料输送管为浓碱输送管道、除盐水输送管道、透析碱输送管道以及过滤碱输送管道。本发明所述的浸渍碱混合桶上设置有密度变送器以及PID控制器，用于测量浸渍碱的密度，与同温度下要求的浸渍碱浓度所对应的浸渍碱密度作PID运算，运算结果作为配方运算的补偿值。本发明所述的设置在浸渍碱供碱管上的浸渍碱温度控制装置包括加热器、冷却器器以及温度传感器，所述的温度控制装置连接有PID控制器。上述加热器为蒸汽循环管道；所述的冷却器为冷却水循环管道。本发明所述的浸渍碱浓度为碱含量160_170g/l。本发明所述的浸渍碱温度为50_60°C。本发明到来的有益技术效果
1、本发明的自动控制系统采用西门子S7-400HCPU为控制核心，使用PCS7软件搭建冗余过程控制系统建立起浸渍碱调配自动控制系统，所述的系统辅以多操作站的网络结构、 消息报警记录和过程历史曲线，保证整个控制过程实时、有效、可追溯；
2、搭建冗余过程控制系统，节约了通讯时间，保证了数据交换完整同时也减少了通讯量，保证在出现故障的时候也不会影响整个控制系统的运行；
3、本发明通过在浸渍碱调配所需的介质的输送管道上设置流量控制器，经过控制系统设定值的比较分析，控制各介质的流量，精确调配出所需浓度的浸渍碱；
4、本发明还设置了密度变送器，测量出一定温度下的浸碱密度，与同温度下要求的浸碱浓度所对应的浸碱密度作PID运算，运算结果作为配方运算的补偿值，控制介质流量的加入，准确控制浸渍碱的密度；
5、由于浸碱浓度和密度受介质温度的影响非常大，因此需要严格控制浸渍碱的温度。 碱纤浸渍过程是一个弱放热过程，压榨回收碱的温度略高于浸渍碱的温度，参与浸渍碱液调配的压榨回收碱约占浸渍碱总量的80% 90%，在环境温度比较高时，浸碱的温度会升高，在环境温度低的时候，浸碱温度会降低。因此本发明在浸渍碱供碱管上设置温度控制器，保证供给浸渍工序的浸渍碱的温度达到工艺要求，保证碱纤维的质量；
6、本发明采用的温度控制装置为蒸汽循环加热装置和循环水冷却装置，可以使用生产中的废气、废水用作温度的控制，这样将废物回收，循环利用，节约了生产成本，也保护了环境不会受到大的危害。
说明书附图为本发明的结构示意图。
具体实施例方式实施例1
短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，包括浸渍碱原料输送管、浸渍碱供碱管以及浸渍碱混合桶，其特征在于还包括用于接收并分析信号的上位机操作站，所述的上位机操作站采用冗余过程控制软件搭建冗余过程控制系统建立起短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统；本发明所述的浸渍碱原料输送管上设置有流量PID控制器和与之连接的流量控制阀，用于控制浸渍碱浓度；所述的流量PID控制器与所述的上位机操作站连接；所述的浸渍碱供碱管上还设置有浸渍碱温度控制装置用于控制浸渍碱温度。本发明所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统辅以多操作站的网络结构、消息报警记录和过程历史曲线，保证整个控制过程实时、有效、可追溯。本发明所述的上位机操作站采用西门子S7-400H CPU为控制核心。本发明所述的冗余过程控制软件为PCS7软件。本发明所述的浸渍碱原料输送管为浓碱输送管道、除盐水输送管道、透析碱输送管道以及过滤碱输送管道。本发明所述的浸渍碱混合桶上设置有密度变送器以及PID控制器，用于测量浸渍碱的密度，与同温度下要求的浸渍碱浓度所对应的浸渍碱密度作PID运算，运算结果作为配方运算的补偿值。本发明所述的设置在浸渍碱供碱管上的浸渍碱温度控制装置包括加热器、冷却器器以及温度传感器，所述的温度控制装置连接有PID控制器。上述加热器为蒸汽循环管道；所述的冷却器为冷却水循环管道。本发明所述的浸渍碱浓度为碱含量160g/l。本发明所述的浸渍碱温度为50°C。实施例2
短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，包括浸渍碱原料输送管、浸渍碱供碱管以及浸渍碱混合桶，其特征在于还包括用于接收并分析信号的上位机操作站，所述的上位机操作站采用冗余过程控制软件搭建冗余过程控制系统建立起短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统；本发明所述的浸渍碱原料输送管上设置有流量PID控制器和与之连接的流量控制阀，用于控制浸渍碱浓度；所述的流量PID控制器与所述的上位机操作站连接；所述的浸渍碱供碱管上还设置有浸渍碱温度控制装置用于控制浸渍碱温度。本发明所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统辅以多操作站的网络结构、消息报警记录和过程历史曲线，保证整个控制过程实时、有效、可追溯。本发明所述的上位机操作站采用西门子S7-400H CPU为控制核心。本发明所述的冗余过程控制软件为PCS7软件。本发明所述的浸渍碱原料输送管为浓碱输送管道、除盐水输送管道、透析碱输送管道以及过滤碱输送管道。
本发明所述的浸渍碱混合桶上设置有密度变送器以及PID控制器，用于测量浸渍碱的密度，与同温度下要求的浸渍碱浓度所对应的浸渍碱密度作PID运算，运算结果作为配方运算的补偿值。本发明所述的设置在浸渍碱供碱管上的浸渍碱温度控制装置包括加热器、冷却器器以及温度传感器，所述的温度控制装置连接有PID控制器。上述加热器为蒸汽循环管道；所述的冷却器为冷却水循环管道。本发明所述的浸渍碱浓度为碱含量170g/l。本发明所述的浸渍碱温度为60°C。实施例3
短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，包括浸渍碱原料输送管、浸渍碱供碱管以及浸渍碱混合桶，其特征在于还包括用于接收并分析信号的上位机操作站，所述的上位机操作站采用冗余过程控制软件搭建冗余过程控制系统建立起短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统；本发明所述的浸渍碱原料输送管上设置有流量PID控制器和与之连接的流量控制阀，用于控制浸渍碱浓度；所述的流量PID控制器与所述的上位机操作站连接；所述的浸渍碱供碱管上还设置有浸渍碱温度控制装置用于控制浸渍碱温度。本发明所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统辅以多操作站的网络结构、消息报警记录和过程历史曲线，保证整个控制过程实时、有效、可追溯。本发明所述的上位机操作站采用西门子S7-400H CPU为控制核心。本发明所述的冗余过程控制软件为PCS7软件。本发明所述的浸渍碱原料输送管为浓碱输送管道、除盐水输送管道、透析碱输送管道以及过滤碱输送管道。本发明所述的浸渍碱混合桶上设置有密度变送器以及PID控制器，用于测量浸渍碱的密度，与同温度下要求的浸渍碱浓度所对应的浸渍碱密度作PID运算，运算结果作为配方运算的补偿值。本发明所述的设置在浸渍碱供碱管上的浸渍碱温度控制装置包括加热器、冷却器器以及温度传感器，所述的温度控制装置连接有PID控制器。上述加热器为蒸汽循环管道；所述的冷却器为冷却水循环管道。本发明所述的浸渍碱浓度为碱含量165g/l。本发明所述的浸渍碱温度为55°C。实施例4
短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，包括浸渍碱原料输送管、浸渍碱供碱管以及浸渍碱混合桶，其特征在于还包括用于接收并分析信号的上位机操作站，所述的上位机操作站采用冗余过程控制软件搭建冗余过程控制系统建立起短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统；本发明所述的浸渍碱原料输送管上设置有流量PID控制器和与之连接的流量控制阀，用于控制浸渍碱浓度；所述的流量PID控制器与所述的上位机操作站连接；所述的浸渍碱供碱管上还设置有浸渍碱温度控制装置用于控制浸渍碱温度。本发明所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统辅以多操作站的网络结构、消息报警记录和过程历史曲线，保证整个控制过程实时、有效、可追溯。本发明所述的上位机操作站采用西门子S7-400H CPU为控制核心。本发明所述的冗余过程控制软件为PCS7软件。本发明所述的浸渍碱原料输送管为浓碱输送管道、除盐水输送管道、透析碱输送管道以及过滤碱输送管道。本发明所述的浸渍碱混合桶上设置有密度变送器以及PID控制器，用于测量浸渍碱的密度，与同温度下要求的浸渍碱浓度所对应的浸渍碱密度作PID运算，运算结果作为配方运算的补偿值。本发明所述的设置在浸渍碱供碱管上的浸渍碱温度控制装置包括加热器、冷却器器以及温度传感器，所述的温度控制装置连接有PID控制器。上述加热器为蒸汽循环管道；所述的冷却器为冷却水循环管道。本发明所述的浸渍碱浓度为碱含量168g/l。本发明所述的浸渍碱温度为51°C。
权利要求
1.短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，包括浸渍碱原料输送管、浸渍碱供碱管以及浸渍碱混合桶，其特征在于还包括用于接收并分析信号的上位机操作站，所述的上位机操作站采用冗余过程控制软件搭建冗余过程控制系统建立起短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统；本发明所述的浸渍碱原料输送管上设置有流量PID控制器和与之连接的流量控制阀，用于控制浸渍碱浓度；所述的流量PID控制器与所述的上位机操作站连接；所述的浸渍碱供碱管上还设置有浸渍碱温度控制装置用于控制浸渍碱温度。
2.根据权利要求1所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，其特征在于所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统辅以多操作站的网络结构、消息报警记录和过程历史曲线。
3.根据权利要求1所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，其特征在于所述的上位机操作站采用西门子S7-400H CPU为控制核心。
4.根据权利要求1所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，其特征在于所述的冗余过程控制软件为PCS7软件。
5.根据权利要求1所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，其特征在于所述的浸渍碱原料输送管为浓碱输送管道、除盐水输送管道、透析碱输送管道以及过滤碱输送管道。
6.根据权利要求1所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，其特征在于所述的浸渍碱混合桶上设置有密度变送器以及PID控制器，用于测量浸渍碱的密度， 与同温度下要求的浸渍碱浓度所对应的浸渍碱密度作PID运算，运算结果作为配方运算的补偿值。
7.根据权利要求1所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，其特征在于所述的设置在浸渍碱供碱管上的浸渍碱温度控制装置包括加热器、冷却器器以及温度传感器，所述的温度控制装置连接有PID控制器。
8.根据权利要求7所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，其特征在于所述的加热器为蒸汽循环管道；所述的冷却器为冷却水循环管道。
9.根据权利要求1所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，其特征在于所述的浸渍碱浓度为碱含量160-170g/l。
10.根据权利要求1所述的短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，其特征在于所述的浸渍碱温度为50-60°C。
全文摘要
本发明提供了一种短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，通过改进和优化现有的自动控制系统，采用冗余过程控制软件搭建冗余过程控制系统建立起短纤维原液粘胶生产中的浸渍碱调配自动控制系统，包括对浸渍碱原料加入量的控制，经过控制系统设定值的比较分析，控制各介质的流量，精确调配出所需浓度的浸渍碱，保证了后续浸渍工序的质量，和浸渍工序得到的碱纤维的质量。
文档编号G05B19/418GK102393695SQ20111029727
公开日2012年3月28日 申请日期2011年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者何戟, 刘军, 刘继丹, 孙小波, 董金华, 路小兵, 陈小兵, 陈景毅 申请人:宜宾丝丽雅集团有限公司, 宜宾海丝特纤维有限责任公司