[发明专利]一种基于现场总线的蒸馏水机监控系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种监控系统，尤其是涉及一种基于现场总线的蒸馏水机监控系统。

背景技术

医药用高效蒸馏水机是各医药行业不可缺少的设备,随着我国医药行业的迅猛发展,其对基础生产设备—蒸馏水机的需求也在不断扩大,而蒸馏水作为医药行业的基本注射用水,其质量的意义更是不言而喻。但从目前国内医药生产发展水平来看,多数制药厂的生产工艺、技术装备、生产环境、质量控制等都不符合要求。

蒸馏水机的数学模型较为复杂，其热交换回路与主蒸汽压力、温度及原料水的压力、流量关系紧密，非线性且耦合紧密。另外，纯汽输出回路和冷却水回路都是热交换回路的强烈干扰源。因而若想建立精确的数学模型十分困难。在蒸馏水生产过程中特别需要控制两个重要参数。一个为蒸馏水在出口处每平方厘米的电导，即电导率；另一个是蒸馏水在出口处的温度，简称出口温度。电导率一般用调节原料水的阀门开度来控制；出口温度一般用调节进入热交换器的蒸汽流量来控制。当蒸汽流量增加时使出口温度增加，同时也使电导率减小。同样原料水阀门开度的变化也会引起电导率和出口温度的变化。目前，许多蒸馏水生产设备的这两个参数大都是处于手动（或人工）控制状态，导致蒸馏水的质量往往不满足要求。因而，设计一种实时、高效的蒸馏水机自动监控系统是提高医药质量、减轻工作人员劳动强度的重要保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于现场总线的蒸馏水机监控系统，其结构简单，设计合理，自动化程度高，工作能够对蒸馏水生产过程进行全程实时监控，从根本上保证了蒸馏水生产质量，降低了运行成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于现场总线的蒸馏水机监控系统，其特征在于：包括安装有工控组态软件的监控中心上位机、Profibus总线/RS232转换模块、Profibus现场总线、若干个对蒸馏水机进行现场数据采集与控制的Profibus总线控制终端以及分别与Profibus总线控制终端相接的信号采集装置和执行机构装置；所述蒸馏水机包括工业主蒸汽入口、蒸馏水出口、主蒸汽管道和通过纯汽输出管道依次连接的包括一效蒸发器在内的多个蒸发器；所述信号采集装置包括安装在所述主蒸汽管道上分别用于检测主蒸汽温度和压力的温度传感器一和压力传感器、安装在所述纯汽输出管道上分别用于检测二次蒸汽温度和流量的温度传感器二和流量传感器、安装在多个所述蒸发器上用于检测蒸发器水位的液位传感器以及安装在所述蒸馏水出口的分别用于检测蒸馏水温度和电导率以判断所述蒸馏水质量好坏的温度传感器三和电导率传感器；所述执行机构装置包括冷却水泵、若干个电磁阀和用于在Profibus总线控制终端的控制下调节冷却水泵的转速进而控制冷却水流量以保证所述蒸馏水出口温度的变频器；所述电磁阀包括主蒸汽管道调节阀、纯汽输出管道调节阀、凝结水排除阀、浓缩水排除阀、不凝汽体排出阀和蒸馏水出口控制阀；所述Profibus总线控制终端包括控制器、信号调理电路、数据采集电路、数据融合处理器、光电耦合器、Profibus总线收发器和电磁阀驱动电路；所述数据融合处理器、光电耦合器和电磁阀驱动电路均与控制器相接，所述数据采集电路分别与信号调理电路和数据融合处理器相接，所述Profibus总线收发器与光电耦合器相接；所述温度传感器一、压力传感器、温度传感器二、流量传感器、液位传感器、温度传感器三和电导率传感器均与信号调理电路相接，所述Profibus总线收发器与Profibus现场总线相接，所述电磁阀与电磁阀驱动电路相接，所述变频器分别与控制器和冷却水泵相机，所述Profibus总线/RS232转换模块分别与监控中心上位机和Profibus现场总线相接。

上述一种基于现场总线的蒸馏水机监控系统，其特征是：所述控制器为PLC可编程控制器。

上述一种基于现场总线的蒸馏水机监控系统，其特征是：所述数据融合处理器为ARM微处理器。

上述一种基于现场总线的蒸馏水机监控系统，其特征是：所述液位传感器为浮球式液位传感器。

上述一种基于现场总线的蒸馏水机监控系统，其特征是：所述光电耦合器为高速光耦隔离6N137芯片。

上述一种基于现场总线的蒸馏水机监控系统，其特征是：所述温度传感器一、温度传感器二和温度传感器三均为单总线数字温度传感器芯片DS18B20。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1.控制实时性能好，监控界面生动准确。

2.电路简单高效，抗干扰能力强。

3.电缆线少，便于应用，成本低。