[发明专利]石蜡连续成型机自动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电气控制系统，具体涉及一种石蜡连续成型机自动控制系统。   

背景技术

随着我国石油化工等行业的不断兴起与发展，石蜡连续成型机在石油化工行业中的应用也随之越来越多，目前，国内外还未有能够结合石蜡连续成型机的工作条件特性，实现机、电、仪一体化的全自动的石蜡连续成型机控制系统的技术出现。而实现石蜡连续成型机全自动控制则是本行业的必经之路，石蜡连续成型机的全自动控制对于提高注蜡精度、成品率，降低运行成本，乃至安全生产都有着重要的意义。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种石蜡连续成型机自动控制系统，该控制系统可根据石蜡成型设备工艺要求，自动完成相应的电气控制，同时与相应的机械装置相配合实现完整的生产工艺过程控制，有利于提高生产过程的自动化水平，完成设备运行过程控制、运行状态监测与诊断以及告警信息保存与显示等功能。

为实现上述目的，本发明所采用的技术解决方案如下：

石蜡成型机涉及的工艺主要包括换热、注蜡、冷凝、卸蜡和输送等多个工艺过程以及运动、温度、压力、流量及位置等多种物理量检测与控制。为了保证生产产品的质量，实现石蜡成型机的自动控制，本发明采用基于西门子S7-300 系列的PLC系统、变频器配合调节阀、电磁阀、流量计和温度、压力、液位、拉力等传感器来实现成型机的自动控制功能。

具体的方案为，本系统采用西门子S7-300系列PLC构成中型分布式PROFIBUS控制网络，整个控制系统分为控制层和设备层。

所述的控制层包括主PLC控制柜、操作台、动力柜以及拉力检测箱，主PLC控制柜通过网络与操作台、动力柜以及拉力检测箱连接。

控制层的结构说明如下：

（1）主PLC控制柜：主PLC为控制系统的核心，通过网络与操作台、拉力检测箱以及动力柜连接，并直接读取温度、压力、液位、流量等各类传感器信号，实现系统控制功能。

（2）操作台：操作台为成型机的主要操作机构，由西门子10.4英寸彩色触摸屏和部分按钮、开关、指示灯组成。

（3）动力柜：动力柜主要包含动力电源控制开关、接触器和控制主电机、冷风机、换热泵的变频器。

（4）拉力检测箱：检测箱由一块7.5英寸单色触摸屏和S7-300模拟量模块组成，位于冷凝室末端，完成对输送链条拉力传感器的信号检测。

所述设备层包括电动机、调节阀、电磁阀等执行机构和温度、压力、液位、流量、编码器等传感器。

所述控制层的控制是由西门子S7-300系列PLC为主控器，通过通讯网络与多个子控制系统对接。

根据石蜡成型机生产工艺过程，子控制系统分为换热、注蜡、冷凝、卸蜡和输送等五个子控制系统。 

所述的换热子系统由冷却水/换热介质换热器、换热介质/液蜡换热器、循环水泵、备用循环水泵、水调节阀、蒸汽调节阀、液蜡三通薄膜调节阀、蜡循环贮罐、温度传感器、压力传感器、液位传感器等组成，实现对注蜡泵入口蜡液温度的控制。

为了保证系统工作的稳定性，循环水泵采用一个使用一个备用形式的两个循环水泵，两个循环水泵不得在一次连续的生产过程中进行切换，除非处于工作状态的循环泵发生故障。循环泵的切换在每次生产开始时自动切换。

所述的注蜡子系统是关系成型机产品质量（蜡板重量）的重要环节，由储蜡罐、液蜡注蜡泵、备用液蜡注蜡泵、流量计、三通注蜡阀、温度传感器、压力传感器、蜡盘位置检测开关以及电磁阀等组成，实现注蜡量的控制。

注蜡泵将经由换热介质/液蜡换热器的蜡液泵入注蜡管道，经过六个分支管道流入各路的体积流量计，再由电磁阀控制三通注蜡阀，实现对蜡盘的定时定量注蜡。注蜡阀关闭时，液蜡经回流管线返回储蜡罐。

为保证注蜡量的准确和稳定，在一次连续的生产过程中不得进行注蜡泵的切换，除非处于工作状态的注蜡泵发生故障。注蜡泵的切换在每次生产开始时自动切换。

所述的冷凝子系统由冷凝室、风机、蒸发器以及多个温度传感器、压力传感器等组成，控制冷凝室温度，使蜡盘中的石蜡从液态逐步冷却为固态。

所述的卸蜡子系统由蜡板输送调速电机、输送启动开关、蜡板检测开关等组成，实现蜡板脱模检测和输送功能。调速电机与输送皮带主动辊同心安装。

所述的输送子系统是控制系统的又一个关键所在，由主电机、传动链条、增量编码器、拉力传感器等组成。

传送链条是成型机的关键部分，影响着产品质量和产量，也是最易出现故障的环节，所以需要对传送过程进行连续检测和故障预报与报警。