[发明专利]一种用于物料加工的DCS控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，具体涉及一种物料在加工过程中对其生产步骤的DCS控制系统。

背景技术

随着现代大型工业生产自动化的不断兴起和过程控制要求的日益复杂，应运而生一种由计算机技术、系统控制技术、网络通讯技术和多媒体技术相结合的对生产管理、过程控制等进行综合控制系统，实现自动化管理的目的。

在化工生产过程中，经常需要对各种物料如有效成份、分散剂、乳化剂、防腐剂等进行混合搅拌或研磨加工，混合搅拌或研磨前要对固体物料的质量进行称量、对液体物料进行计量，然后按一定的比例加到搅拌或研磨机器中进行搅拌或研磨；而且物料的加料顺序与时间均不同，有的物料是一开始就加入加工机器中，而有的物料是需在加工机器的加工过程中才加入，所以加入量与加入的时间等不好精确控制。而且在搅拌或研磨过程中还需要随时关注加工机器中的温度、液位等，并进行控制。这对目前主要靠人工控制提出很大的挑战，因为工厂用于生产加工用的搅拌机或研磨机都比较大，且每次加工的重量比较重，如果这些控制全部依靠工人来实现投料、计量，测量温度与液位等功能时，既增加了工人的劳动量，重要的是在生产过程容易造成投料、计量或测量等的误差，而导致最终加工出来的产品不合格。

发明内容

为要解决上述现有技术的不足，本发明提供一种物料在生产加工过程中的DCS控制系统，实现对物料搅拌或研磨中的物料重量进行自动称量或计量，并对加工过程的温度、液位等进行自动控制，减少工人的劳动强度，并提高加工精度。

为了达到上述目的，本发明提供一种用于物料加工的DCS控制系统，包括设于物料储罐上的隔膜泵与启动物料加工的电机，所述隔膜泵上设有电磁阀，所述物料储罐内部设有检测模块；所述检测模块经模拟量I/O模块与PLC控制器交互连接，所述PLC控制器与数字量I/O模块交互式连接，所述数字量I/O模块通过电磁阀控制所述隔膜泵进行运行，所述电磁阀的输出端与数字量I/O模块的输入端相连；所述模拟量I/O模块与数字量I/O模块的输出端均与所述电机连接；所述PLC控制器还与控制设备交互式连接。

所述模拟量I/O模块与数字量I/O模块的输出端均与电机连接，控制加工物料的设备开启或停止，如研磨机、分散机或搅拌机的启动或停止。

为了更好地保护本DCS控制系统的正常运行，能及早发现隔膜泵、电机等设备的故障，所述数字量I/O模块的输出端连接有报警器。

所述检测模块为称量模块、计量模块、温度传感器与液位传感器。

所述PLC控制器为CPU-315。

所述隔膜泵、电机的输出端与数字量I/O模块连接。

本发明中PLC控制器采用CPU-315，其带两个通信接口，可充分满足和适应自动控制任务，并可根据控制任务的增加来自由扩展。

所述控制设备为触摸显示屏或PC机。触摸显示屏直接与本系统连接，操作人员可在触摸显示屏上进行相关的操作；另外，还可以通过通信网络连接PC机，操作人员可对生产过程进行远程操作或控制。当然还可以设置一操作柜，通过操作柜上的控制按钮进行相关的操作。

称重模块经过防爆接线盒接入称重仪表，仪表的数据被采集经模拟量I/O模块转换传输到PLC控制器上，再在触摸式显示器屏上显示当前称重重量和PLC控制器自动控制配料重量，达到全自动配料。

计量模块是针对液体物料根据其密度、体积来进行称重，设于计量罐内。

温度传感器采集热水储罐或乳化液储罐的变送器温度，经过模拟量I/O模块转换、通过PLC控制器内部运算，将当前测定的温度显示在触摸显示器上，操作人员可通过触摸显示器上显示的数据进行的触摸操作，然后通过设在蒸汽阀门上的电磁阀来控制阀门的开度及蒸汽量，温度控制精席达到±3度。

液位传感器设于液体当液位过低时则报警提示操作人员进行添加物料。储罐内部，用于采集液体的液位经模拟量I/O模块转换后传输到PLC控制器，操作人员根据触摸显示屏或PC机的提示进行适当地操作。

在物料储罐上的隔膜泵处设电磁阀进行控制其阀门，加料时，操作人员可以在触摸显示屏或PC机上进行相关操作，如设置数值并启动按钮，通过PLC控制器控制电磁阀来开动隔膜泵进行工作，从而实现物料的自动、定量上料。

称量模块、计量模块、温度传感器或液位传感器测得的数据经模拟量I/O模块转换后提供控制信号给加工设备的电机；另一方面，数字量I/O模块通过电磁阀控制物料储罐的物料输送，当达到设定的计量时，其对电机有个反馈信号，从而达到控制电机的开启或停止，或控制其转速，实现物料的研磨、搅拌或分散过程的自动化过程。