[发明专利]短纤维原液粘胶生产的自动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种DCS自动控制系统，更具体地说，本发明涉及一种短纤维原液粘胶生产的自动控制系统。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。

现有的控制系统由于没有针对短纤维原液粘胶的生产工艺步骤进行设计，并不适用于短纤维原液粘胶生产的自动控制，如果使用现有的控制系统，那么工艺参数得不到精确的控制，且控制步骤及其繁琐，浪费了很多系统资源，生产效率反而会下降，甚至会引起事故的发生，且自动控制系统的故障会影响整个工艺的运行，造成停车。并且现有技术的自动控制系统无法对整个工艺过程全程追踪、记录。

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中的DCS控制系统不能从整体上全面对短纤维原液粘胶生产进行控制，且控制操作繁琐的问题，克服其缺陷，提供一种短纤维原液粘胶生产的自动控制系统，对生产中各个环节进行自动控制，确保整个生产过程长周期连续运行，自动控制系统的故障不会影响工艺的进行，并且该控制系统设计合理，控制步骤简单，大大的减少了人工劳动。

为了实现上述发明目的，本发明具体的技术方案如下：

短纤维原液粘胶生产的自动控制系统，其特征在于：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浸渍碱调配自动控制系统、浆粕浸渍自动控制系统、碱纤维压榨自动控制系统、碱纤维老成自动控制系统、碱纤维黄化自动控制系统以及粘胶熟成自动控制系统。

本发明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。

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。

1、本发明中的浸渍碱调配自动控制系统，主要对浸渍碱的浓度和温度进行控制：

包括浸渍碱原料输送管、浸渍碱供碱管以及浸渍碱混合桶，在不同浓度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，采集不同浓度浸渍碱原料的流量信息，通过设定好的浸渍碱的浓度以及密度参数计算出不同浓度碱液的需求量，通过控制流量控制阀来控制不同浓度浸渍碱原料的流量，在浸渍碱混合桶中调配出浓度为碱含量160-170g/l的浸渍碱，调配好的浸渍碱通过浸渍碱供碱管进入下一步浆粕浸渍工序中。

上述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。

上述浸渍碱混合桶中还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，运算结果作为浸渍碱浓度运算的补偿值。

上述在浸渍碱输送管道上设置有加热器、冷却器、温度传感器以及PID控制器，通过温度传感器采集浸渍碱温度信息，进过分析，通过PID控制器对冷却器和加热器控制，调节浸渍碱的温度为50-60℃。

2、本发明中的浆粕浸渍自动控制系统，主要对浆粕浓度和浸渍温度进行控制：

包括浸渍碱供碱管、喂粕机以及浸渍桶，在喂粕机上设置有称量传感器，控制浆粕加入量，喂粕机的电机上设置有变频器以及变频器运行频率PID控制器，控制浆粕的投料速度；所述的浸渍碱供碱管上设置有流量PID控制器和与之连接的流量控制阀，用于控制浸渍碱加入量；系统通过控制浆粕投料速度、浆粕加入量和浸渍碱的加入量控制浆粥碱浓度的重量百分比为3-10%，经过浸渍的浆粕成为碱纤维进入下一步碱纤维压榨以及粉碎工序中；