魏 誉
(江西旭锐材料科技有限公司,江西九江 330321)
来源:化学工程
2024年4月第50卷第4期
开发一种聚氨酯胶水生产装置控制系统,采用先进的化工生产和控制技术,对流体输送、搅拌速度、泵阀开关、温度和 pH 调节以及时间控制等关键环节进行全面的技术升级,利用自动化、智能化的生产方式,减少人为误差,进一步降低使用能耗,优化生产指标,更好地满足市场需求,向整车间、整厂集中控制的方向发展。结果表明,基于物联网技术的聚氨酯胶水生产装置控制系统在生产效率、能耗降低和产品质量提升方面均取得了显著成果。能够进一步推动企业的数字化转型和智能化升级。
物联网技术 ;聚氨酯胶水 ;生产 ;控制系统
聚氨酯胶作为一种常用胶,由于其良好的耐高温、耐久性,在建筑、汽车、航天、电子、家具等行业得到了广泛应用 [1]。物联网技术的应用可以实现生产过程的自动化和智能化。将各个生产装置、设备和仪表与网络连接起来,对生产过程中的各种参数进行监控和分析,发现潜在问题和改进空间。当出现故障或异常情况时,物联网技术可以及时发送报警信息给相关人员,减少安全事故对企业的影响。因此,针对聚氨酯胶水生产装置的技术研究尤为重要。
1.1 生产过程概述
系统主要采用计算机程序,将去离子水、反应单体、催化剂、助剂等化学原料按照预设比例进行精确计量和配料,随后将配料输入到反应釜中 [2]。此时,搅拌机自动启动,开始对釜内物质进行搅拌。加热装置会逐渐将釜内物质加热至预设温度。当达到预定温度时,引发剂将自动加入,使得混合均匀的物质在引发剂的作用下开始聚合反应。这一过程将使得混合物在预定温度下发生聚合反应,并产生最终的产品。
在原材料反应过程中,系统控制装置会自动调节反应釜的温度,确保其始终保持在正常加热温度范围内。经过4 ~ 5 h 的反应后,链端子将会被自动加入。随后,原材料将被输送至乳化池,并经过压缩空气装置进行处理,处理完毕的原材料将被送入储罐进行贮存。最后,物料将对其进行包装。生产工艺流程图如图1所示。
在聚氨酯胶水的生产过程中,需要严格控制胶水的反应温度。聚氨酯胶水生产过程可参考表1
1.2 控制系统的工作过程
将原料加到聚合槽中,在聚合槽中对混合物进行加热,使其达到某一温度(60 ~ 80 ℃),从而引发聚合反应。温度的控制对产品的质量有很大的影响 [3]。控制系统将炉膛温度作为受控参数,把主要干扰因素纳入副调回路设计的考量范围中,从而减弱干扰因素的影响。在正常反应时,釜内的温度误差控制在 -0.2 ~ 0.2 ℃,其控制方案如图2所示。
该系统由1个工控站,1个操作站,2个控制站组成,采用流控网 SCnet 连接,并利用网络集线器(HUB)构造了一个双冗余的工业以太网,采用了确定性的通信机制,保证了数据在规定的时间内到达目标系统,避免了数据传输的延迟和抖动。选择了 Dell 作为工控台和操作台 [5]。该系统主要由互备的双主控卡、具备冗余功能的数据传输卡、多个输入输出模块以及标准化设计的机笼组件所构成。这种配置确保了系统的高可靠性和稳定性,使得数据在传输和处理过程中更加安全和高效。同时,标准化设计的机笼组件也为系统的扩展和维护提供了便利。系统网络结构图如图3所示。
①此系统是采用 AdvanTrol-Pro 软件包开发的,主要的程序操作复刻了 Windows 2000操作系统,常见的操作包括文件管理、应用程序运行、设备驱动程序管理、网络连接等。由于该系统是基于 AdvanTrolPro 软件包开发的,所以在功能特性上还实现了系统配置、控制逻辑、数据采集和处理等方面的功能。其开放性能很好,组态结构清晰,界面操作方便,流程图功能强大,控制算法组态采用国际标准 [6]。
(3)系统调整。以积分时间、微分时间和控制周期作为参数,采用串级回路,将两个控制器连接在一起,将副控制器的输出信息传递给受控对象,经过上述流程,实现对泥浆泵转速的控制,并可调整反应釜温度。
为方便阅读,本文移除了脚注。如有需要,请参阅《化学工程》2024年4月第50卷第4期 END
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