[发明专利]一种微反应设备的控制系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于微反应技术领域，具体涉及一种微反应设备的控制系统及方法，尤其涉及一种微反应器的电气控制系统、以及与该微反应器的电气控制系统对应的微反应器的控制方法。

背景技术

微反应设备(例如：微反应器、微通道反应器等)，是一种借助于特殊微加工技术，以固体基质制造的可用于进行化学反应的三维结构元件。微反应设备中，通常含有尺寸较小(例如：当量直径小于500μm)、形式多样性小的通道，流体在这些通道中流动，并要求在这些通道中发生所要求的反应，这样就导致了在微构造的化学设备中具有非常大的表面积/体积比率。

通过模块化设置的微反应设备，可以实现微反应技术，即：使必要的基础化学工程操作得以实施的技术，例如混合、反应、换热、以及更多通过微结构方式实施的操作。由于微反应设备在微构造方面的精细特点，使得在微反应技术中对微反应设备进行控制的精度和稳定性等要求均较高，以对基于微反应技术的化学反应过程进行更加精确的控制。

在目前的微反应技术中，对微反应设备进行控制的功能少，例如：不能实现远程控制、在线检测和实时监控等控制，不利于操作人员对化学反应过程进行更好地监控。

可见，在现有的微反应技术中，存在控制难度大、功能少和安全性差等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述缺陷，提供一种微反应设备的控制系统及方法，以解决现有技术中不能实现远程控制、在线检测和实时监控等控制导致控制难度大的问题，达到减小控制难度的效果。

本发明提供一种微反应设备的控制系统，包括：采集装置、交互装置和控制器；其中，所述采集装置，用于采集所述微反应设备的现场信息；所述交互装置，用于接收对所述微反应设备的设置信息；所述控制器，用于根据采集到的所述现场信息、和/或接收到的所述设置信息，生成控制信号，以对所述微反应设备的原料输入过程、流量控制过程、温度控制过程、管路清洁过程、产品输出过程、安防检测过程中的至少之一进行控制。

可选地，其中，所述现场信息，包括：流量、温度、压力、液位、重量、现场视频信息、状态信息中的至少之一；和/或，所述设置信息，包括：生产需求、原料参数、目标流量、目标温度、目标液位、清洁参数、安防参数中的至少之一。

可选地，还包括：执行装置；所述执行装置，用于在所述控制信号的控制下对所述原料输入过程、所述流量控制过程、所述温度控制过程、所述管路清洁过程、所述产品输出过程、所述安防检测过程中至少之一的控制。

可选地，所述执行装置，包括：伺服系统、换热系统、清洁系统、控制阀中的至少之一；其中，所述伺服系统，用于通过控制所述微反应设备的原料输入流量和/或产品输出流量，实现对所述流量控制过程的控制；所述换热系统，用于通过控制冷媒流量，实现对所述温度控制过程的控制；所述清洁系统，用于通过控制清洁模式，实现对所述管路清洁过程的控制；所述控制阀，用于对所述伺服系统、所述换热系统、所述清洁系统中的至少之一进辅助控制。

可选地，所述采集装置，包括：流量传感器、温度传感器、压力传感器、液位传感器、重量传感器、视频采集系统中的至少之一；其中，所述流量传感器，用于采集所述微反应设备的原料输入流量、产品输出流量中的至少之一；所述温度传感器，用于采集所述微反应设备的反应温度、换热系统的冷媒温度中的至少之一；所述压力传感器，用于采集所述微反应设备的原料输入容器的底部压力、反应通道的管路压力、产品输出容器的底部压力中的至少之一；所述液位传感器，用于采集所述微反应设备的原料输入容器的液位、反应通道的介质液位、产品输出容器的液位中的至少之一；所述重量传感器，用于采集所述微反应设备的原料输入重量、产品输出重量中的至少之一；所述视频采集系统，用于采集所述微反应设备的现场视频信息和状态信息中的至少之一。

可选地，所述采集装置，还包括：模拟量采集模块；所述模拟量采集模块，用于对采集到的所述现场信息进行数据转换、信号过滤中的至少一种处理；和/或，所述控制器，包括：工控机、单片机、DSP处理器、PLC控制器中的至少之一。

可选地，还包括：存储单元；所述存储单元，用于存储所述微反应设备的原料的成分和密度的对应关系；和/或，所述交互装置，还用于对采集到的所述现场信息、接收到的所述设置信息中的至少之一进行显示；和/或，输出所述安防检测过程中的提示信息。