一、摘要

考慮到專用樹脂生產(chǎn)工藝自動化程度較低，頻繁需要人工操作，誤操作的風(fēng)險較大，河北某樹脂廠通過自主研發(fā)改進，將部分人工操作實現(xiàn)自動化，提高了生產(chǎn)系統(tǒng)自動化水平，降低了勞動強度，確保了生產(chǎn)系統(tǒng)高效運行。在專用樹脂生產(chǎn)的自動化控制系統(tǒng)中，NHR系列儀表主要實現(xiàn)信號采集、測量、控制、積算、記錄、組網(wǎng)通信等功能，該產(chǎn)品是依據(jù)GB/T 34049-2017開發(fā)的產(chǎn)品，主要解決流量測量、流量計量、流量批量控制、流量組網(wǎng)而設(shè)計的產(chǎn)品。產(chǎn)品的EMC設(shè)計符合GB/T17626.2-11相關(guān)規(guī)定，同時產(chǎn)品取得了CE認證。

二、產(chǎn)品的市場背景

河北某樹脂廠采用微懸浮聚合法生產(chǎn)專用樹脂，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于壁紙、醫(yī)用手套、玩具和運動地板等領(lǐng)域。在生產(chǎn)過程中由于所采用的生產(chǎn)工藝自動化水平較低，在生產(chǎn)需要人工操作的次數(shù)比較頻繁，其次必須嚴格監(jiān)控各項工藝指標(biāo)和嚴格按照操作規(guī)程執(zhí)行，為此為解決樹脂生產(chǎn)碰到的諸多問題，該廠引入新的控制理念，對聚合釜涂釜操作和消泡劑、降粘劑加入操作實施智能自動化控制，經(jīng)過系列設(shè)備改造，自動化水平得到進一步的提升。

三、產(chǎn)品的主要技術(shù)原理

1、聚合釜涂釜操作

改造前聚合釜涂釜操作需要人工手動噴涂，涂釜管線用黑膠皮管連接自動手槍噴槍，在聚合 釜入料之前手動往釜壁四周進行噴涂，由于使用手動噴槍，在涂釜過程中釜頂、攪拌、釜底等部分死角無法噴涂，釜壁涂層厚度受人為因素影響薄厚不均且存在漏涂等情況。另外，涂釜后的沖洗采用臨時軟管進行人工操作，同時存在沖洗不徹底等問題。涂釜改造前，由于整體涂釜效果差給生產(chǎn)帶來諸多不利影響。首先，釜壁大量結(jié)垢直接影響聚合釜的換熱能力，聚合反應(yīng)熱移出速率下降，且聚合過程中生成的渣子較多，造成原輔材料消耗上升，其次，聚合釜清理困難，頻繁造成人工下釜清理料塊，時間長、勞動強度大、影響產(chǎn)量；再次黑 膠皮軟管鏈接密封性不嚴，容易發(fā)生涂釜液外漏，接口處崩開造成職工身上噴濺大量涂釜液現(xiàn)象時有發(fā)生，操作環(huán)境惡劣。

改造后引入了自動涂釜裝置，在聚合釜釜頂增加兩臺電動噴淋閥，配套增設(shè)一臺涂釜液泵、一臺沖洗水泵和一臺涂釜液儲罐。涂釜液貯存在涂釜液罐中，從貯罐送來規(guī)定量的涂釜液，經(jīng)蒸汽氣化注入到聚合釜的沖洗水管道中，蒸汽和涂釜液混合物經(jīng)聚合釜頂?shù)碾妱訃娏荛y噴入到聚合釜中，在聚合釜內(nèi)的釜壁和內(nèi)部部件表面上固化，自動涂釜工藝流程示意圖見圖1所示。

2、消泡劑、降粘劑加入操作

改造前聚合釜反應(yīng)完成后需要向釜內(nèi)加入消泡劑 和降粘劑，由于粘劑罐在聚合釜上方，距離地面高約3m ，每次操作人員都需要使用移動梯架將消泡劑、降粘劑手提至車上向罐內(nèi)加入，由于降粘劑罐周圍管線較多存在一定程度阻擋，易造成藥劑灑落污染操作環(huán)境，甚至因加入口閥門忘關(guān)造成操作事故。

改進后消泡劑/降粘劑自動加入裝置，在聚合釜周邊單獨增加1臺消泡劑罐、1臺 降粘劑罐并設(shè)置1臺加料泵，消泡劑罐和降粘劑罐平均一周配置一次，需要向釜內(nèi)加入助劑時，只需要流量計準(zhǔn)確計量加入到原有降粘劑罐內(nèi)即可，自動加入工藝流程示意圖見圖2所示。

四、產(chǎn)品的應(yīng)用

河北某專用樹脂廠的生產(chǎn)工藝聯(lián)鎖簡圖見圖3所示。

整個專用樹脂生產(chǎn)工藝所需要檢測的包括離子膜的停車信號、氫氣總管壓力、氯氣總管壓力、循環(huán)水總管壓力、吸收水泵壓力和合成爐的氫氯比值等，在合成爐運行過程中 ，需要控制循環(huán)水總管壓力持續(xù)90秒，吸收水泵壓力持續(xù)180秒，合成爐氫氯比值持續(xù)1秒，然后合成爐緊急滅爐 ，實現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)閉相關(guān)閥門并充入氫氣。

合成爐反應(yīng)儀表配置：

1、NHR-5700C多回路測量顯示控制儀

實現(xiàn)氫氣總管壓力、氯氣總管壓力、循環(huán)水總管壓力、吸收水泵壓力等信號檢測

2、NHR-8300系列8路彩色調(diào)節(jié)無紙記錄儀

實現(xiàn)合成爐氫氯比值控制，將NHR-8300系列8路彩色調(diào)節(jié)無紙記錄儀的通道1作為控制回路的輸入通道，控制回路的比值設(shè)定作為通道2，通道2進行 kx遷移，這樣 就實現(xiàn)了 a=kb的比值調(diào)節(jié)

專用樹脂生產(chǎn)的聚合釜自動涂釜操作儀表配置：

NHR-5600A流量積算控制儀

實現(xiàn)聚合釜涂釜蒸汽氣化計量、涂釜液流量計量和沖洗水流量計量和檢測

在實際應(yīng)用時，儀表就可以準(zhǔn)確的根據(jù)頻率來積算物料的流量，按用戶所設(shè)定的值適時關(guān)閉電磁閥，達到準(zhǔn)確的批量控制下料。引入自動涂釜操作 ，實現(xiàn)自動化改造，結(jié)合使用進口涂釜液，防涂釜效果大大提高，渣子料比改造前降低明顯，自動涂釜的操作在密閉的聚合釜內(nèi)進行，自動涂釜過程不會對現(xiàn)場環(huán)境造成影響，成功實現(xiàn)了改造職工工作環(huán)境和降低職工勞動強度的預(yù)期目標(biāo)。

專用樹脂生產(chǎn)的消泡劑、降粘劑的自動操作儀表配置

NHR-5600A流量積算控制儀

實現(xiàn)消泡劑、降粘劑自動操作中助劑計量和檢測

在實際應(yīng)用時，儀表就可以準(zhǔn)確的根據(jù)頻率來積算物料的流量，按用戶所設(shè)定的值適時關(guān)閉電磁閥，達到準(zhǔn)確的批量控制下料。引入消泡劑、降粘劑的自動操作，每次向聚合釜內(nèi)加入助劑時，只需要啟動自動加入程序，由流量計準(zhǔn)確計量加入降粘劑罐內(nèi)，加入量達到設(shè)定值即可，無需認為干預(yù)，顯著降低職工的勞動強度，避免人工加入時助劑灑落，工作環(huán)境進一步得到改善 。

產(chǎn)品圖片

NHR-5600A流量積算儀

NHR-5700C多路巡檢儀

NHR-8300比值控制器

五、結(jié)束語

綜合上面兩個工序的工藝控制 ，NHR系列儀表能較好的適用于自動化系統(tǒng)中的信號檢測、流量計量和比值控制的場合。通過自動化改造，提高了設(shè)備的利用率，大大減少了人為故障。再結(jié)合整個系統(tǒng)的控制算法模型及DCS等智能自動化工具，對整個生產(chǎn)的流程進行在線檢測、監(jiān)測、診斷和智能控制，以實現(xiàn)各種最佳的經(jīng)濟指標(biāo)，提高了經(jīng)濟效益和勞動生產(chǎn)率，同時節(jié)約能源、改善勞動條件、保護環(huán)境。為企業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量、質(zhì)量及環(huán)境保護、安全生產(chǎn)提供了必要的保證。

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