一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统的制作方法

本发明涉及结晶设备领域，具体地，涉及一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统。

背景技术：

药物结晶过程中，随着结晶溶媒的滴入，结晶罐内搅拌液面不断升高。为了保证釜内液体上下层溶液搅拌均匀，同时还要控制晶型成长，因此要有一定线性的增加搅拌速度。

这种操作技术往往时是通过操作人员，根据其自身的经验以及较强的观察能力来判断控制的，这种操作就存在相同或不同的人员操作之间存在偏差较大的问题，这样不利于产品质量控制以及晶型的稳定性控制，而且该工艺存在很大的不稳定性。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种能够实现自动化控制搅拌速度的结晶釜设备，从而实现对产品质量以及晶型的稳定控制，连续生产。

本发明提供了一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征在于：包括结晶单元、变频单元、溶媒单元和中控单元；

其中，上述结晶单元，包括结晶釜和液位计；

上述液位计，实时/定时测量结晶釜内的液位高度，并将测量结果传送中控单元；

上述结晶釜,安装有搅拌装置；

上述变频单元，电气连接搅拌装置,调控搅拌装置的转动速度；

上述溶媒单元，向结晶釜中输送溶媒；

上述中控单元，根据结晶釜内液位的变化情况，控制变频单元调整搅拌装置的转动速度。

进一步地，本发明提供的一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征还在于：根据指定的频率，在指定的时间段内，根据结晶釜内液位变化情况，变频单元线形地调整搅拌装置的转动速度。

进一步地，本发明提供的一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征还在于：上述中控单元，包括分析模块、判断模块和控制模块；

上述分析模块，分析指定时间段内的液位的变化情况；

上述判断模块，根据液位的变化情况，判断是否需要调整搅拌速度；

上述控制模块，根据判断结果，调整搅拌速度。

进一步地，本发明提供的一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征还在于：上述中控单元的工作方法如下：

s1.获取搅拌设备启动状态下的初始液位数据l0；

s2.逐一获取第n个时点时的液位数据ln；

s3.逐一分析液位数据ln与初始液位数据l0之间的差值n；

s4.逐一判断差值n是否大于或等于阈值i，

当差值n小于阈值i时，重复s2；

当差额大于或等于阈值i时，进行s5；

s5.调控搅拌速度，使其按设定的调整方案进行速率的调整(如提速或减速)；

其中，上述n为自然数；

上述初始液位数据l0：

在未添加溶媒时，上述初始液位数据l0为最初液位数据；

在添加溶媒后，并调整搅拌速度后，上述初始液位数据l0为经搅拌速度调整后的即时液位数据。

上述方法即是根据反应釜内液位的总体变化来判断是否搅拌提速。

进一步地，本发明提供的一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征还在于：上述液位计为多个，均匀的分布于结晶罐的同一平面上。

当液位计为多个时，液位高度可以为多个液位计的测量平均值。

进一步地，本发明提供的一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征还在于：上述中控单元的工作方法如下：

s1.获取第n时的所有液位计的液位数据；

s2.分析第n时的所有液位计数据，获取最高液位nmax与最低液位nmin；

s3.分析最高液位nmax与最低液位nmin之间的差额；

s4.判断差额是否小于阈值ii，

当差额小于阈值ii时，进行s5；

当差额大于或等于阈值ii时，重复s1；

s5.调控搅拌速度，使其按设定的调整方案进行速率的调整；

上述n为自然数。

上述方法即是根据反应釜内，液位的即时变化来判断是否搅拌提速。

进一步地，本发明提供的一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征还在于：上述溶媒单元，包括溶媒存储罐和流量计；

上述流量计，安装于溶媒存储罐向结晶釜输送溶媒的通路上；

上述流量计与中控单元电气相连，定时或实时向中控单元传送流量数据。

进一步地，本发明提供的一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征还在于：上述中控单元，包括分析模块、判断模块和控制模块；

上述分析模块，分析指定时间段内的液位的变化情况，以及分析指定时间段内的溶媒的添加量；

上述判断模块，根据溶媒的添加量，判断是否达到阀值iii，当溶媒的添加量到达阀值iii时，判定需要调整搅拌速度；

上述控制模块，根据判断结果，调整搅拌速度。

上述方法即是根据溶媒的添加量来决定是否搅拌提速，即、添加了一定量的溶媒后就进行线行提速。

进一步地，本发明提供的一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征还在于：上述中控单元，还包括复核模块；

当搅拌速度发生第m次变化后，上述复核模块，对当前搅拌速度的正确性进行复核；

上述m为自然数。

进一步地，本发明提供的一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，其特征还在于：具体复核方法如下：

s1.获取搅拌速度发生第m次变化后，若干液位计的即时液位数据；

s2.分析第n时的所有液位计数据，获取最高液位nmax与最低液位nmin；

s3.分析最高液位nmax与最低液位nmin之间的差值；

s4.判断差值大于、等于还是小于阀值iv；

当差值小于阈值iv时，指令搅拌设备再一次提速；

当差值等于阈值iv时，继续当前速度继续搅拌；

当差值大于阈值iv时，指令搅拌设备减速。

本发明的作用和效果：

本发明采用中控单元监测结晶釜内的变化情况，并对变化情况进行判别，从而控制搅拌速度，从而实现了自动化的调整过程。

附图说明

图1为本实施例涉及的结晶釜溶媒转速自动控制系统的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供了一种结晶釜液位与搅拌转速自动控制系统，由结晶单元、变频单元、溶媒单元和plc中控单元组成；

该结晶单元，包括带有搅拌设备的结晶罐和防爆超声波液位计；

该防爆超声波液位计液位计，安装于结晶罐上，实时/定时测量结晶罐内的液位高度，并将测量结果传送中控单元；该液位的高度可以为当前测定时间点的液位高度，考虑到搅拌状态下液位会发生一定的变化值，该液位的高度也可以为当前测定时间点的前后n个(该n根据搅拌的程度可进行调整)毫秒内的所有液位高度的平均高度，或者，该结晶罐的同一水平高度上可设有多个同型号同灵敏度的n个防爆超声波液位计液位计，该液位的高度也可以为当前测定时间点的n个防爆超声波液位计液位计测量结果的平均。

该变频单元，包括变频器，电气连接搅拌装置,调控搅拌装置的转动速度；

该溶媒单元，包括溶媒存储罐以及流量计；

该流量计，安装在溶媒存储罐向结晶罐输送溶媒的输送通路上，用于测定和监控当前通路上的液体流量和流速；

该plc中控单元为plc控制箱，根据结晶釜内液位的变化情况，控制变频单元调整搅拌装置的转动速度。

该plc控制箱分别电气连接防爆超声波液位计液位计、变频器。

根据上述设备，在本实施例中，可以采用多种监控方式来实现

试验例一、

该plc中控单元中控单元，包括分析模块、判断模块和控制模块；

该分析模块，分析指定时间段内的液位的变化情况；

该判断模块，根据液位的变化情况，判断是否需要调整搅拌速度；

该控制模块，根据判断结果，调整搅拌速度。

本实施例提供的结晶釜搅拌速度自动控制系统，根据指定的频率(指定的频率指每次提升搅拌速度后即开始新一轮的评判过程)，在指定的时间段内(该指定的时间段指每过一定的时间来判断一次液位变化，如：每过2min评判一次是否达标增速)，每过一个指定的时间段，对增速后的液面提升量进行一个监测和评判，当结晶釜内液位的增长量达到设定的值时，控制变频单元调整搅拌装置的转动速度，实现提速。

具体的工作方法如下：

s1.获取搅拌设备启动状态下的初始液位数据l0；

s2.逐一获取第n个时点时的液位数据ln；

s3.逐一分析液位数据ln与初始液位数据l0之间的差值n；

s4.逐一判断差值n是否大于或等于阈值i，

当差值n小于阈值i时，重复s2；

当差额大于或等于阈值i时，进行s5；

s5.调控搅拌速度，使其按设定的提升速率进行提速；

其中，所述n为自然数；

初始液位数据l0为在未添加溶媒时，所述初始液位数据l0为最初液位数据；在添加溶媒后，并调整搅拌速度后，该初始液位数据l0为经搅拌速度调整后的即时液位数据。

以一个具体场景为例：

当设定本结晶系统以设定的初始速度开始搅拌后，每1min测定一次液面变化情况。

s1.获取第0min时的液位数据；

s2.分析第0min时(即、开始搅拌后未能添加新的溶媒时)的液位(由于液位计实时测定液位，故而该数据随时可以调取进行使用)与第1min时(由于液位计实时测定液位，故而该数据随时可以调取进行使用)的液位差值1(即、两次液位的差值)；

s3.判断差值1是否大于或等于阈值i(例如：设定为2cm)；

当差值1小于2cm时，进行s4；

当差额大于或等于2cm时，提升当前搅拌速度1％；

s4.分析第2min时的液位与第0min时的液位差值2；

s3.判断差值2是否大于或等于2cm；

当差值2小于2cm时，进行s5，该s5与s2或s4类似，逐一对比液体差距，直至找到第n分钟的液位高于与0min之间的差值达到2cm的差值为止；

当差值2大于或等于2cm时，提升当前搅拌速度1％。

上述为第一增速的判定过程，在本次增速后，继续下次提速判断的初始液位0min即为增速搅拌后的即时液位高度。

试验例二、

液位计为多个，且不以液位的平均高度为指定时间点的液位高度。

该plc中控单元中控单元，包括分析模块、判断模块和控制模块；

该分析模块，分析指定时间段内的液位的变化情况；

该判断模块，根据液位的变化情况，判断是否需要调整搅拌速度；

该控制模块，根据判断结果，调整搅拌速度。

本实施例提供的结晶釜搅拌速度自动控制系统，根据指定的频率(指定的频率指每次提升搅拌速度后即开始新一轮的评判过程)，在指定的时间段内(该指定的时间段指每过一定的时间后进行一次液位的变化量判断，如：每过2min判断一次)，每过一个指定的时间段，对增速后的搅拌状态下的最高液位和最低液位差值进行一个监测和评判，当结晶釜内液位差值趋于平缓时表明，釜内液体过多，当前的搅拌速度已经无法起到完全混匀的效果了，需要进行提速。

具体的工作方法如下：

s1.获取第n时的所有液位计的液位数据；

s2.分析第n时的所有液位计数据，获取最高液位nmax与最低液位nmin；

s3.分析最高液位nmax与最低液位nmin之间的差额；

s4.判断差额是否小于阈值ii，

当差额小于阈值ii时，进行s5；

当差额大于或等于阈值ii时，重复s1；

s5.调控搅拌速度，使其按设定的提升速率进行提速；

n为自然数。

以一个具体场景为例：

当设定本结晶系统经过一次提速后，每1min测定一次液面变化情况。

s1.获取第1min时的所有液位计的液位数据；

s2.分析第1min时的所有液位计数据，获取其中最高液位值nmax与最低液位值nmin；

s3.分析最高液位nmax与最低液位nmin之间的差额；

s4.判断差额是否小于阈值ii(可以设定为0.5cm)，

当差额小于0.5cm时，进行s5；

当差额大于或等于0.5cm时，重复s1，获得下一个1min时的液位；

s5.调控搅拌速度，使其按设定的提升速率进行提速。

试验例三、

该中控单元，包括分析模块、判断模块和控制模块；

该分析模块，分析指定时间段内的液位的变化情况，以及分析指定时间段内的溶媒的添加量；

该判断模块，根据溶媒的添加量，判断是否达到阀值iii(该阈值iii可以自定义设定，如设定为50ml，即、每添加50ml提速一次)，当溶媒的添加量到达阀值iii时，判定需要调整搅拌速度；

该控制模块，根据判断结果，调整搅拌速度。

本实施例提供的结晶釜搅拌速度自动控制系统，根据指定的频率(指定的频率指每次提升搅拌速度后即开始新一轮的评判过程)，在指定的时间段内(该指定的时间段指每过一定的时间后进行一次添加总量的变化量判断，如：每过2min判断一次)，每过一个指定的时间段，对增速后的添加总量进行核算，当添加一定量(如：提速后，已经添加了50ml溶媒)后，需要进行提速。

考虑到上述各种方法均可能存在的错误提升速度的情况。

当搅拌速度发生第m次变化后，复核模块，对当前搅拌速度的正确性进行复核；m为自然数。该复核方案需辅助采用多液位计进行判断。

具体复核方法如下：

s1.获取搅拌速度发生第m次变化后，若干液位计的即时液位数据；

s2.分析第n时的所有液位计数据，获取最高液位nmax与最低液位nmin；

s3.分析最高液位nmax与最低液位nmin之间的差值；

s4.判断差值大于、等于还是小于阀值iv；(如：设定为2cm)

当差值小于2cm时，则可认定上一次的调速不能达到搅拌效果，需指令搅拌设备再一次提速，该指令的过程可以为直接提升一定的量，如：0.5％，或者可以为以当前为起点，重复上述判定的过程，来再一次判定提升的节点；

当差值等于阈值2cm时，则可认定当前搅拌速度符合搅拌效果，继续当前速度继续搅拌；

当差值大于2cm时，则认定当前搅拌速度过快，应当指令搅拌设备减速，该指令的过程可以为直接下降一定的量，如：0.5％，或者可以为恢复为上次的搅拌速度，重新判定加速过程。

本实施例通过在结晶釜上安装一台防爆型超声波液位计，通过扫描监测结晶釜内液位的高度。将采集数据输入plc控制系统，按照经验编号的控制程序输出给变频器指令，按照预定的转速控制结晶罐搅拌电机系统的转速，同时结晶罐搅拌浆采用“s”型设计，更加有利于结晶控制。通过该系统可以稳定高效的连续生产，稳定的控制产品的质量，大大的减少了人为操作产生的偏差。