一、摘要

考慮到專用樹(shù)脂生產(chǎn)工藝自動(dòng)化程度較低，頻繁需要人工操作，誤操作的風(fēng)險(xiǎn)較大，河北某樹(shù)脂廠通過(guò)自主研發(fā)改進(jìn)，將部分人工操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)系統(tǒng)自動(dòng)化水平，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，確保了生產(chǎn)系統(tǒng)高效運(yùn)行。在專用樹(shù)脂生產(chǎn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，NHR系列儀表主要實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集、測(cè)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國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，主要解決流量測(cè)量、流量計(jì)量、流量批量控制、流量組網(wǎng)而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。產(chǎn)品的EMC設(shè)計(jì)符合GB/T17626.2-11相關(guān)規(guī)定，同時(shí)產(chǎn)品取得了CE認(rèn)證。

二、產(chǎn)品的市場(chǎng)背景
       河北某樹(shù)脂廠采用微懸浮聚合法生產(chǎn)專用樹(shù)脂,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于壁紙、醫(yī)用手套、玩具和運(yùn)動(dòng)地板等領(lǐng)域。在生產(chǎn)過(guò)程中由于所采用的生產(chǎn)工藝自動(dòng)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(yán)格監(jiān)控各項(xiàng)工藝指標(biāo)和嚴(yán)格按照操作規(guī)程執(zhí)行，為此為解決樹(shù)脂生產(chǎn)碰到的諸多問(wèn)題，該廠引入新的控制理念，對(duì)聚合釜涂釜操作和消泡劑、降粘劑加入操作實(shí)施智能自動(dòng)化控制，經(jīng)過(guò)系列設(shè)備改造，自動(dòng)化水平得到進(jìn)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(dòng)噴涂，涂釜管線用黑膠皮管連接自動(dòng)手槍噴槍，在聚合 釜入料之前手動(dòng)往釜壁四周進(jìn)行噴涂，由于使用手動(dòng)噴槍，在涂釜過(guò)程中釜頂、攪拌、釜底等部分死角無(wú)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(shí)軟管進(jìn)行人工操作，同時(shí)存在沖洗不徹底等問(wèn)題。涂釜改造前，由于整體涂釜效果差給生產(chǎn)帶來(lái)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(guò)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(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、影響產(chǎn)量；再次黑 膠皮軟管鏈接密封性不嚴(yán)，容易發(fā)生涂釜液外漏，接口處崩開(kāi)造成職工身上噴濺大量涂釜液現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，操作環(huán)境惡劣。

    改造后引入了自動(dòng)涂釜裝置，在聚合釜釜頂增加兩臺(tái)電動(dòng)噴淋閥，配套增設(shè)一臺(tái)涂釜液泵、一臺(tái)沖洗水泵和一臺(tái)涂釜液儲(chǔ)罐。涂釜液貯存在涂釜液罐中，從貯罐送來(lái)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?dòng)噴淋閥噴入到聚合釜中，在聚合釜內(nèi)的釜壁和內(nèi)部部件表面上固化，自動(dòng)涂釜工藝流程示意圖見(jiàn)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(dòng)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(jìn)后消泡劑/降粘劑自動(dòng)加入裝置，在聚合釜周邊單獨(dú)增加1臺(tái)消泡劑罐、1臺(tái) 降粘劑罐并設(shè)置1臺(tái)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(shí)，只需要流量計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量加入到原有降粘劑罐內(nèi)即可，自動(dòng)加入工藝流程示意圖見(jiàn)圖2所示。

四、產(chǎn)品的應(yīng)用

河北某專用樹(shù)脂廠的生產(chǎn)工藝聯(lián)鎖簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖3所示。

整個(gè)專用樹(shù)脂生產(chǎn)工藝所需要檢測(cè)的包括離子膜的停車信號(hào)、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(yùn)行過(guò)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(shí)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(cè)量顯示控制儀

  實(shí)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(hào)檢測(cè)

 2、NHR-8300系列8路彩色調(diào)節(jié)無(wú)紙記錄儀

實(shí)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(wú)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(jìn)行 kx遷移，這樣 就實(shí)現(xiàn)了 a=kb的比值調(diào)節(jié)

專用樹(shù)脂生產(chǎn)的聚合釜自動(dòng)涂釜操作儀表配置：

NHR-5600A流量積算控制儀

實(shí)現(xiàn)聚合釜涂釜蒸汽氣化計(jì)量、涂釜液流量計(jì)量和沖洗水流量計(jì)量和檢測(cè)

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，儀表就可以準(zhǔn)確的根據(jù)頻率來(lái)積算物料的流量，按用戶所設(shè)定的值適時(shí)關(guān)閉電磁閥，達(dá)到準(zhǔn)確的批量控制下料。引入自動(dòng)涂釜操作 ，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化改造，結(jié)合使用進(jìn)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(dòng)涂釜的操作在密閉的聚合釜內(nèi)進(jìn)行，自動(dòng)涂釜過(guò)程不會(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境造成影響，成功實(shí)現(xiàn)了改造職工工作環(huán)境和降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度的預(yù)期目標(biāo)。

專用樹(shù)脂生產(chǎn)的消泡劑、降粘劑的自動(dòng)操作儀表配置

NHR-5600A流量積算控制儀
      實(shí)現(xiàn)消泡劑、降粘劑自動(dòng)操作中助劑計(jì)量和檢測(cè)

在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，儀表就可以準(zhǔn)確的根據(jù)頻率來(lái)積算物料的流量，按用戶所設(shè)定的值適時(shí)關(guān)閉電磁閥，達(dá)到準(zhǔn)確的批量控制下料。引入消泡劑、降粘劑的自動(dòng)操作，每次向聚合釜內(nèi)加入助劑時(shí)，只需要啟動(dòng)自動(dòng)加入程序，由流量計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量加入降粘劑罐內(nèi)，加入量達(dá)到設(shè)定值即可，無(wú)需認(rèn)為干預(yù)，顯著降低職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免人工加入時(shí)助劑灑落，工作環(huán)境進(jìn)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(yǔ)

綜合上面兩個(gè)工序的工藝控制 ，NHR系列儀表能較好的適用于自動(dòng)化系統(tǒng)中的信號(hào)檢測(cè)、流量計(jì)量和比值控制的場(chǎng)合。通過(guò)自動(dòng)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(gè)系統(tǒng)的控制算法模型及DCS等智能自動(dòng)化工具，對(duì)整個(gè)生產(chǎn)的流程進(jìn)行在線檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、診斷和智能控制，以實(shí)現(xiàn)各種最佳的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高了經(jīng)濟(jì)效益和勞動(dòng)生產(chǎn)率，同時(shí)節(jié)約能源、改善勞動(dòng)條件、保護(hù)環(huán)境。為企業(yè)穩(wěn)定產(chǎn)量、質(zhì)量及環(huán)境保護(hù)、安全生產(chǎn)提供了必要的保證。