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乳化炸药生产线中硝酸铵溶液储存罐控制系统的设计与实现

发布时间:2020-07-03 14:01
【摘要】:硝酸铵是制造乳化炸药的主要原材料之一,多年以来,国内大多数工业炸药生产企业都是采用固体硝酸铵,经过破碎加热溶解等工序获得硝酸铵水溶液后再投入生产。如果直接使用硝酸铵溶液制造乳化炸药,不仅可以减少生产环节提高生产效率大大降低工人的劳动强度,还可以节约成本节能降耗改善生产环境以及提升炸药生产的本质安全水平。本文来源韶关某化工厂乳化炸药生产线,主要研究硝酸铵溶液地面站储存罐自动控制系统的设计与实现。首先,分析硝酸氨溶液储存罐系统的工艺流程,提出主要解决问题,找出工艺过程控制点,明确具体控制要求。其次,合理选择控制系统的硬件设备,着重分析控制器的选型及I/O点的分配。然后,进行控制系统的软件设计,绘制PLC的外部接线图,主要程序的控制流程图。突出介绍硝酸铵溶液温度控制采用的模糊PID控制算法,设计模糊PID控制器并进行仿真测试。最后,系统调试,包括信息采集点调试、温度控制算法调试以及控制系统试验。本设计最终实现了储存罐温度的智能控制,解决了罐体内硝酸氨溶液加热过程中温度超调量大与调节时间长的问题,提高了制造乳化炸药的产品质量和本质安全水平,产生了显著的经济效益和社会效益。文章的突出亮点是采用S7-200 PLC作为基本控制单元,利用模糊PID控制算法,实现硝酸铵溶液的恒温控制。这在保证制造乳化炸药所需最佳温度的基础上,又有效地避免了温度因超调而带来的安全隐患,充分体现了本控制系统的智能化水平,在民爆行业中具有良好的推广应用前景。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ560.5;TP273
【图文】:

工艺流程图,硝酸氨,储存罐,工艺流程图


以硝酸铵溶液为原材料制造乳化炸药,是一种安全环保高效的生产模式,可产好的经济效益社会效益与环境效益。硝酸氨溶液地面站储存罐系统的设计是实现生产模式的先决条件,它是乳化炸药生产线的第一道工序,是实现乳化炸药生产线自动化生产的关键环节。乳化炸药生产用硝酸氨溶液储存罐系统的罐体设置在室外,距离乳化炸药制药约 50m,比制药工房高近 4m。储存罐旁设有硝酸氨溶液槽罐车专用平台,通过进将溶液卸入罐体内,而储存罐内的硝酸铵溶液是利用高度差输送到制药工房的水相罐中。储存罐系统主要有加热循环温度检测和液位检测等装置,以实时监测罐温度和液位等变化情况。除此之外,储存罐还设有消防雨淋水管,当罐内硝酸氨溶度超高或有异常情况发生时,可以及时采取的安全防范措施。硝酸铵溶液储存罐的流程图如图 2-1 所示,可将其分为罐体的结构、循环混合装置、消防雨淋装置、进装置四个主要环节。

硝酸铵溶液,储存罐,地面站,实物


图 2-2 硝酸铵溶液地面站储存罐实物图热露天布置,为防止硝酸铵溶液的降温析晶,罐体及各最常用的保温材料有聚氨酯发泡保温材料和岩棉保温好,但吸水率较大,而聚氨酯保温材料防水性能好,液的温度一般在 110℃~130℃之间,尚未达到着火点的浓度,故采用了聚氨酯发泡保温材料制作罐体。然以蒸汽与物料等管道的保温使用岩棉保温材料。以此24h 内不加热的情况下,罐内硝酸氨溶液温度降低不温[16]。做了保温处理,但储存罐的容积较大,热量的损失很热。较为常见的加热方式主要有板式和环形盘管两种

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