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一种基酸螯合物生产过程自动控制系统

阅读:455发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种基酸螯合物生产过程自动控制系统专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 氨 基酸 螯合物 生产过程自动控制系统,包括用于氨基酸螯合物生产加工的现场生产加工设备系统、过程控制站和远程通讯网络,所述现场生产加工设备系统包括热 水 罐、反应釜、周转罐、高压均质机、静置罐、空压机、纯化水制水系统;所述过程控制站采集现场加工设备的各种数据并上传到远程控制微电脑,同时接收远程控制微电脑的控制指令并传递到现场加工设备系统以便控制生产设备的每一步操作。本发明实现了全自动 人机界面 和远程 触摸屏 微电脑控制,结构简单,画面直观,运行维护方便快捷,并能依据生产实际要求进行适当扩充,具有较大的可 修改 性及扩展性,方便升级,系统的性价比很高。,下面是一种基酸螯合物生产过程自动控制系统专利的具体信息内容。

1.一种基酸螯合物生产过程自动控制系统,其特征在于:包括用于氨基酸螯合物生产加工的现场生产加工设备系统、过程控制站和远程通讯网络,所述现场生产加工设备系统包括热罐、反应釜、周转罐1、高压均质机1、高压均质机2、周转罐2、高压均质机3、高压均质机4、静置罐、周转罐3、空压机、纯化水制水系统;所述过程控制站采集现场加工设备的各种数据并上传到远程控制微电脑,同时接收远程控制微电脑的控制指令并传递到现场加工设备系统以便控制生产设备的每一步操作;所述远程通讯网络将远程控制微电脑和过程控制站之间的讯号通过有线或无线通讯网络进行数据传输。
2.根据权利要求1所述的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统,其特征在于:所述远程通讯网络采用数据总线Profibus—DP传输。
3.根据权利要求1所述的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统,其特征在于:所述过程控制站包括第一控制站、第二控制站和第三控制站,所述第一控制站用于采集所述热水罐、反应釜、周转罐1的数据参数,将采集到的数据参数上传到所述的远程控制微电脑,同时接收来自所述远程控制微电脑的控制指令并转发至热水罐、反应釜、周转罐1以便对设备进行控制;
过热水罐上进水气动控制控制进水,通过温控加热装置控制工艺用水温度,通过计量的操作来控制定量放水及热水罐整体启动/停止;
通过反应釜上的温控装置控制反应温度,通过搅拌装置上变频电机的转速调节来控制搅拌速度,同时也能控制反应液温度;另外通过反应釜上的液位控制装置与热水罐上的放水装置形成连,防止反应釜溢流情况的出现;
按照合成反应要求通过自动称重装置分别称量参与反应的物料重量,称重好后,将信号传输给真空上料装置,按照先氨基酸后无机金属盐的顺序将物料加入到反应釜中进行合成反应;
通过反应釜上的循环装置来对料液进行回流,确保反应过程中混悬液无明显沉淀,不堵塞输送管道;
通过反应釜上的PH计传感器,将反应液的PH值即时传输到微电脑控制器并与规定数据进行比对,依据结果少量补加反应原料,确保反应液的PH值符合生产工艺要求;远程控制微电脑将关闭周转罐1釜底气动阀的信号通过第一控制站发送气动阀传感器,关闭釜底阀,同时将打开反应釜釜底气动阀,并启动输送卫生泵1,将物料从反应釜中输送到周转罐1中,供下一道工序使用;
所述第二控制站用于采集所述周转罐1、高压均质机1、周转罐2的数据参数,将采集到的数据参数上传到所述的远程控制微电脑,同时接收来自所述远程控制微电脑的控制指令并转发至周转罐1、高压均质机1、周转罐2;
周转罐1中的料液,通过打开釜底阀的气动开关,将料液通过管道输送到高压均质机1,同时打开高压均质机1与周转罐1之间的气动回流阀;
开启高压均质机1,逐渐加压到所需的压,开启高压均质机1与周转罐2之间的气动阀之后关闭高压均质机1与周转罐1之间的气动回流阀,直至料液处理完毕;
在高压均质机1与4.2.2描述的两处管道前增加自动泄压装置与高压均质机1之间形成联动,防止在高压均质机1在开启时候该两处的气动阀都处于关闭状态导致管道爆裂;
打开高压均质机1后端的取样口进行过程取样测试;
同时观察、记录周转罐2上面的温度和料液实时PH值与4.2.4测试的数据进行比对,确保过程数据在规定要求范围内;
高压均质机2的操作与上述相同,是按照一备一用来考虑的;
所述第三控制站用于采集所述周转罐2、高压均质机3、静置罐、周转罐3的数据参数,将采集到的数据参数上传到所述的远程控制微电脑,同时接收来自所述远程控制微电脑的控制指令并转发至周转罐2、高压均质机3、静置罐、周转罐3;
周转罐2中的料液,通过打开釜底阀的气动开关,将料液经过过滤器过滤后通过管道输送到高压均质机3;
打开排空阀,开启高压均质机3,将阀体内的空气排干,之后关闭排空阀,逐渐加压到所需的压力,将前期料液收集后进行回流,直至料液处理完毕;
打开均质机3后端的取样口进行过程取样测试;同时观察、记录周转罐2上面的温度和料液实时PH值与测试的数据进行比对,确保过程数据在规定要求范围内;
打开集料罐阀,开启卫生泵电源,将处理好的料液抽到静置罐进行静置4小时处理;
高压均质机4的操作过程与上述过程基本相同,是按照一备一用来考虑,同时也可以与高压均质机3一起使用;
打开静置罐和周转罐3之间的气动阀门,开启自吸泵,将静置罐内上清液抽到周转罐3中,待下一道工序进行喷干处理。
4.根据权利要求3所述的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统,其特征在于:所述过程控制站还包括智能测控模触摸屏,用于采集所述现场生产加工设备系统的温度、液位、PH值等工艺过程参数,将采集的工艺过程参数上传至所述远程控制微电脑,所述触摸屏用于显示所述过程控制站采集的数据参数和所述现场加工设备的动态模拟控制操作,所述工艺过程参数包括运行状态、报警信号和故障信号。
5.根据权利要求4所述的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统,其特征在于:所述第一控制站包括三个数字量输入模块和三个数字量输出模块;所述第二控制站包括四个数字量输入模块和三个数字量输出模块;所述第三控制站包括三个数字量输入模块和三个数字量输出模块。
6.根据权利要求1所述的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统,其特征在于:还包括控制平台,所述控制平台以模块化组合的安全机制模块、参数设置模块、数据采集显示模块、趋势曲线模块、报表数据输出模块及数据库查询模块,所述安全机制模块包括:系统权限模块或操作权限模块,管道输送过程压力限制安全模块以及高压均质机1,高压均质机3的超压报警自停安全模块;所述所述参数设置模块包括:用于生产参数的运行设定值和上下限值,并根据各个参数的上下限值产生报警信息;所述数据采集显示模块包括:参数采集模块、主画面模块及参数实时显示模块;所述趋势曲线模块包括:实时参数曲线输出模块和历史参数曲线输出模块;所属报表输入输出模块包括:日报表输出模块或日报表自动打印模块;所述数据库查询模块包括:历史数据查询模块和报警信息查询模块。

说明书全文

一种基酸螯合物生产过程自动控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及生物工程技术领域的自动控制系统,尤其涉及一种氨基酸螯合物生产过程自动控制系统。

背景技术

[0002] 随着微电子技术的飞速发展,控制技术日臻完善和成熟,作为工业控制核心部件的PLC,其控制功能越来越强,体积越来越小,运行越来越可靠。工业控制组态软件是从可编程控制器、各种数据采集等设备中实时采集数据,发出控制指令并监控系统运行是否正常的一种软件包,组态软件能利用Windows强大的图形编辑功能,以动画方式显示监控设备的运行状态,能很方便地构成监控画面并实现控制功能,依据模块设置能生成报表、数据库等,为工业监控软件开发提供了便利的软件开发平台,从整体上提高了工业控制软件的质量
[0003] 以触摸屏为代表的人机交互界面彻底打破了传统的按钮、信号灯等操作模块,使设备操作界面更加友好、式样多样,其强大的存储功能和通讯能,给设备的制造者和使用者带来难以想象的实惠和便捷,取代传统设备操作界面已是大势所趋。
[0004] 以氨基酸螯合、氨基酸螯合镁、氨基酸螯合锌等为代表的氨基酸螯合物是目前新一代的矿物质补充剂,尤其是其中的氨基酸螯合钙作为钙制剂中的第三代新型钙补充剂,溶解好,吸收率高,有广泛的应用前景。为了保证产品质量,氨基酸螯合物的生产自动控制显得尤为重要,当前国内的氨基酸螯合物的生产都是传统的开关控制,自动化程度非常低,缺乏生产过程在线数据的实时监测、过程数据的处理和加工过程的优化控制。在人力成本日渐飙升的环境下,开发出先进的、自动控制程度高的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统,提高氨基酸螯合物生产线的自动化平是时代所需,也是有效降低生产成本,提升企业效益的有效途径。

发明内容

[0005] 本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种氨基酸螯合物生产过程自动控制系统。
[0006] 本发明通过以下技术方案来实现上述目的:
[0007] 本发明包括用于氨基酸螯合物生产加工的现场生产加工设备系统、过程控制站和远程通讯网络,所述现场生产加工设备系统包括热水罐、反应釜、周转罐1、高压均质机1、高压均质机2、周转罐2、高压均质机3、高压均质机4、静置罐、周转罐3、空压机、纯化水制水系统;所述过程控制站采集现场加工设备的各种数据并上传到远程控制微电脑,同时接收远程控制微电脑的控制指令并传递到现场加工设备系统以便控制生产设备的每一步操作;所述远程通讯网络将远程控制微电脑和过程控制站之间的讯号通过有线或无线通讯网络进行数据传输。
[0008] 优选的,所述远程通讯网络采用数据总线Profibus—DP传输。
[0009] 进一步,所述过程控制站包括第一控制站、第二控制站和第三控制站,所述第一控制站用于采集所述热水罐、反应釜、周转罐1的数据参数,将采集到的数据参数上传到所述的远程控制微电脑,同时接收来自所述远程控制微电脑的控制指令并转发至热水罐、反应釜、周转罐1以便对设备进行控制;
[0010] 通过热水罐上进水气动控制控制进水,通过温控加热装置控制工艺用水温度,通过计量的操作来控制定量放水及热水罐整体启动/停止;
[0011] 通过反应釜上的温控装置控制反应温度,通过搅拌装置上变频电机的转速调节来控制搅拌速度,同时也能控制反应液温度;另外通过反应釜上的液位控制装置与热水罐上的放水装置形成连,防止反应釜溢流情况的出现;
[0012] 按照合成反应要求通过自动称重装置分别称量参与反应的物料重量,称重好后,将信号传输真空上料装置,按照先氨基酸后无机金属盐的顺序将物料加入到反应釜中进行合成反应;
[0013] 通过反应釜上的循环装置来对料液进行回流,确保反应过程中混悬液无明显沉淀,不堵塞输送管道;
[0014] 通过反应釜上的PH计传感器,将反应液的PH值即时传输到微电脑控制器并与规定数据进行比对,依据结果少量补加反应原料,确保反应液的PH值符合生产工艺要求;远程控制微电脑将关闭周转罐1釜底气动阀的信号通过第一控制站发送气动阀传感器,关闭釜底阀,同时将打开反应釜釜底气动阀,并启动输送卫生泵1,将物料从反应釜中输送到周转罐1中,供下一道工序使用;
[0015] 所述第二控制站用于采集所述周转罐1、高压均质机1、周转罐2的数据参数,将采集到的数据参数上传到所述的远程控制微电脑,同时接收来自所述远程控制微电脑的控制指令并转发至周转罐1、高压均质机1、周转罐2;
[0016] 周转罐1中的料液,通过打开釜底阀的气动开关,将料液通过管道输送到高压均质机1,同时打开高压均质机1与周转罐1之间的气动回流阀;
[0017] 开启高压均质机1,逐渐加压到所需的压力,开启高压均质机1与周转罐2之间的气动阀之后关闭高压均质机1与周转罐1之间的气动回流阀,直至料液处理完毕;
[0018] 在高压均质机1与4.2.2描述的两处管道前增加自动泄压装置与高压均质机1之间形成联动,防止在高压均质机1在开启时候该两处的气动阀都处于关闭状态导致管道爆裂;
[0019] 打开高压均质机1后端的取样口进行过程取样测试;
[0020] 同时观察、记录周转罐2上面的温度和料液实时PH值与4.2.4测试的数据进行比对,确保过程数据在规定要求范围内;
[0021] 高压均质机2的操作与上述相同,是按照一备一用来考虑的;
[0022] 所述第三控制站用于采集所述周转罐2、高压均质机3、静置罐、周转罐3的数据参数,将采集到的数据参数上传到所述的远程控制微电脑,同时接收来自所述远程控制微电脑的控制指令并转发至周转罐2、高压均质机3、静置罐、周转罐3;
[0023] 周转罐2中的料液,通过打开釜底阀的气动开关,将料液经过过滤器过滤后通过管道输送到高压均质机3;
[0024] 打开排空阀,开启高压均质机3,将阀体内的空气排干,之后关闭排空阀,逐渐加压到所需的压力,将前期料液收集后进行回流,直至料液处理完毕;
[0025] 打开均质机3后端的取样口进行过程取样测试;同时观察、记录周转罐2上面的温度和料液实时PH值与测试的数据进行比对,确保过程数据在规定要求范围内;
[0026] 打开集料罐阀,开启卫生泵电源,将处理好的料液抽到静置罐进行静置4小时处理;
[0027] 高压均质机4的操作过程与上述过程基本相同,是按照一备一用来考虑,同时也可以与高压均质机3一起使用;
[0028] 打开静置罐和周转罐3之间的气动阀门,开启自吸泵,将静置罐内上清液抽到周转罐3中,待下一道工序进行喷干处理。
[0029] 进一步,所述过程控制站还包括智能测控模块、触摸屏,用于采集所述现场生产加工设备系统的温度、液位、PH值等工艺过程参数,将采集的工艺过程参数上传至所述远程控制微电脑,所述触摸屏用于显示所述过程控制站采集的数据参数和所述现场加工设备的动态模拟控制操作,所述工艺过程参数包括运行状态、报警信号和故障信号。
[0030] 进一步,所述第一控制站包括三个数字量输入模块和三个数字量输出模块;所述第二控制站包括四个数字量输入模块和三个数字量输出模块;所述第三控制站包括三个数字量输入模块和三个数字量输出模块。
[0031] 本发明还包括控制平台,所述控制平台以模块化组合的安全机制模块、参数设置模块、数据采集显示模块、趋势曲线模块、报表数据输出模块及数据库查询模块,所述安全机制模块包括:系统权限模块或操作权限模块,管道输送过程压力限制安全模块以及高压均质机1,高压均质机3的超压报警自停安全模块;所述所述参数设置模块包括:用于生产参数的运行设定值和上下限值,并根据各个参数的上下限值产生报警信息;所述数据采集显示模块包括:参数采集模块、主画面模块及参数实时显示模块;所述趋势曲线模块包括:实时参数曲线输出模块和历史参数曲线输出模块;所属报表输入输出模块包括:日报表输出模块或日报表自动打印模块;所述数据库查询模块包括:历史数据查询模块和报警信息查询模块。
[0032] 本发明的有益效果在于:
[0033] 本发明是一种氨基酸螯合物生产过程自动控制系统,与现有技术相比,本发明实现了全自动人机界面和远程触摸屏微电脑控制,结构简单,画面直观,运行维护方便快捷,并能依据生产实际要求进行适当扩充,具有较大的可修改性及扩展性,方便升级,系统的性价比很高。附图说明
[0034] 图1是本发明的系统结构框图
[0035] 图2是本发明的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统硬件配置图;
[0036] 图3是本发明的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统组态软件功能图;
[0037] 图4是本发明的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统PLC主控软件结构图;
[0038] 图5是本发明的氨基酸螯合物生产工艺流程图
[0039] 图6是本发明的氨基酸螯合物生产设备系统图。

具体实施方式

[0040] 下面结合附图对本发明作进一步说明:
[0041] 如图1所示:本发明包括:远程控制微电脑(该微电脑可以通过计算机接口进行信息交互),安全控制模块、第一控制站(PLC主站)、第二控制站(分布式过程控制站)、第三控制站(PLC从站)和智能测控模块,中间使用数据总线Profibus—DP进行连接。
[0042] 第一控制站完成现场生产设备的数据采集和设备的自动化操作、控制;
[0043] 第二控制站完成远端设备数值量和模拟量的数据采集,通过数据总线Profibus—DP传输给第一控制站,进行数据处理和执行元件的自动控制;
[0044] 第三控制站完成生产线单机的独立监控和控制;
[0045] 第一控制站和第二、第三控制站通过数据总线Profibus—DP连接远程监控微电脑触摸屏完成数据通讯;
[0046] 智能测控模块主要进行生产线中主要生产工艺参数数据的实时采集,通过数据接口与远程控制微电脑触摸屏进行通讯,对数据进行分析、处理以及对设备状态进行模拟显示,从而组成完整的组态、运行、操作生产监控系统。
[0047] 安全控制模块主要针对生产过程中的特定数据,如纯化水流量数量、物料(氨基酸、无机金属盐)称重值、温度(热水罐、反应釜、周转罐、静置罐等)、PH值(反应釜、周转罐、静置罐)、压力等数据进行范围限制,在超过规定范围后以图文、声光等方式进行报警,以便生产监控人员、生产现场人员能及时对报警情况进行处理。
[0048] 远程监控微电脑触摸屏利用组态软件平台,通过参数设置,以数据显示、曲线、动画等形式实时监控生产过程,同时有故障、安全控制显示,并对历史数据、故障历史等在数据库中进行保存,便于查询,操作非常简便,符合现代智能制造的潮流。
[0049] 如图2所示为氨基酸螯合物生产过程自动控制系统硬件配置图;
[0050] 如图3所示:组态软件是一套基于Windows平台,用于快速构造和生成监控系统,氨基酸螯合物生产自动控制监控系统包含安全机制、参数设置、数据采集显示、趋势曲线、报表输出和数据库查询六种功能。
[0051] 安全机制:
[0052] 组态软件设有密码进行系统保护,按照用户组建有系统管理者和操作员组的安全机制。系统管理者可以进行系统操作、参数设置和退出监测系统的权限操作。操作员组只能进行简单的日常操作,不能对参数设置、退出监测系统的权限进行操作。
[0053] 对于生产过程液位超过或溢流、温度、PH值、压力超载等超出设定值情况都能及时以图文、声光等方式进行预警。
[0054] 参数设置:
[0055] 可任意设置参数的运行设定值和上下限值并根据各参数的上下限值产生报警信息,可设置参数的偏差值,进行人工校准。
[0056] 数据采集显示:
[0057] 该功能包括参数采集、主画面和参数实时显示三部分。参数采集是通过对设置窗口的设备构建进行组态,设备通讯成功后,可进行数据实时采集监控;主画面和参数实时显示是利用“用户窗口”中的动画构件,放置图元、图符和动画构件等各种图形图像,制作工程动画,设计满足监测要求的画面,建立与实时数据库的连接,实现数据和流程的可视化,将采集到的各参数数据进行实时显示。
[0058] 趋势曲线:
[0059] 趋势曲线可以更直观地显示各参数的数据变化趋势,有实时参数曲线和历史参数曲线。实时曲线反映参数实时值的变化,历史参数曲线反映各参数历史数据的变化趋势,主要用于时候查看参数的状态变化和总结信号变化规律。
[0060] 报表输出:
[0061] 依据需要设置显示当日的报表显示时间及打印,完成日报表输出显示和打印功能。
[0062] 数据库查询:包括历史数据库和报警信息数据库,可以根据选取的时间范围查询、浏览该时间段的参数值和报警信息,以报表形式显示,还可以打印成报表。
[0063] 本发明是通过PLC程序和组态应用软件自动实现的。系统通电后,PLC自动将程序初始化,读取远程控制微电脑触摸屏发送的操作指令,同时采集生产现场的工艺参数和设备运行状态,按照工艺流程预定的控制程序对生产进行过程控制。
[0064] 如图4所示为氨基酸螯合物生产过程自动控制系统PLC主控软件结构图;
[0065] 如图5所示为氨基酸螯合物生产工艺流程图;
[0066] 如图6所示为氨基酸螯合物生产设备系统图,图中设备代号说明:101(热水罐);102(反应釜);103(周转罐1);104(高压均质机1);105(高压均质机2);106(周转罐2);107(高压均质机3);108(高压均质机4);109(集料罐);110(静置罐);111(周转罐3);112(喷干设备)
[0067] 本发明提供的氨基酸螯合物生产过程自动控制系统,实现了全自动人机界面控制,结构简单、画面直观,运行、维护方便,能依据实际生产应用要求进行灵活扩充,可修改性和可扩展性强,升级方便,性价比高,在人力成本日益高昂的今天,对于降低生产成本、稳定产品质量具有很大的实用性,自动化水平提高,满足现代智能制造的要求,符合当前潮流要求。
[0068] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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