专利名称：一种用于石英坩埚清洗的自动配酸设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气自动化控制设备，具体设计一种石英坩埚酸洗过程中所使用的酸的自动配制设备。
背景技术：
目前，石英坩埚因其具有高纯度、耐温性强、尺寸大精度高、保温性好、节约能源、 质量稳定等优点，而得到广泛的应用。现有技术中，石英坩埚采用普通的无机酸进行清洗， 该酸溶液通常为人为配制。这种方式存在以下缺点在酸溶液配制过程中，需要使用到纯酸，由于纯酸酸性比较强，人为手动操作，会给人身安全带来隐患，工作的安全系数不高；另外，在人为手动的配酸过程中，酸溶液浓度比较难把握，工作效率不高。
实用新型内容发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种石英坩埚酸洗过程中酸的自动配制设备，可以很准确的配得所需要浓度的酸溶液，而且可以保护工人安全、提高清洗效率。技术方案为实现上述目的，本实用新型的一种用于石英坩埚清洗的自动配酸设备，包括PLC控制系统、水容器、浓酸容器和混合液容器，所述水容器和浓酸容器分别与混合液容器通过管道连接，所述的水容器和混合液容器之间设有有第一阀门和第一泵，所述的浓酸容器和混合液之间设有第二阀门和第二泵，所述的混合容器底部连接第一出水管和第二出水管，第一出水管上设有第三泵和第三阀门，第二出水管上设有第四阀门。PLC，为Programmable Logic Controller的缩写，即可编程逻辑控制器。本实用新型中所采用的PLC控制系统为西门子S7-300系列PLC控制，并与Wincc人机画面通过以太网通讯，完成人机监控和过程自动。为了使得酸与水得到更好的混合，第二出水管在第三泵和第三阀门之间并入第一出水管；为了更准确的控制酸和水的流量，第一阀门、第二阀门、第三阀门上分别设有第一
流量计、第二流量计、第三流量计。本实用新型通过PLC控制系统自动完成整个设备控制，同时通过人机画面达到人对自动控制过程的监控。本实用新型包括三个容器，第一个容器为盛放酸的浓酸容器，第二个容器为盛放水的水容器，第三个容器为用于配酸的混合液容器，水容器和浓酸容器分别与混合液容器之间都通过管道连接，整个配酸过程为自动控制过程，不需要人体与各容器直接接触，且全过程监控酸浓度、流量等信号，各容器和管道主要用耐酸材料制作，防止酸溶液外泄，避免对人身产生危害。本实用新型中，向混合液容器加水量和加酸量靠流量计监控，再通过PLC控制系统控制相应的泵和阀完成配酸过程，整个控制过程中，各个传感器、 泵、酸浓度、液位等状态和参数，均由WINCC制作的人机画面监控和显示，同时需要手动干预控制过程的也可通过画面直接完成。有益效果与现有技术相比，本实用新型的优点如下[0009]1.本实用新型通过PLC控制系统完成全部控制过程，可以提高工作效率和保障人身安全；2.本实用新型通过PLC控制系统将整个控制过程中的信号采集到HMI画面，方便操作控制和设备维护；3.酸浓度采用传感器检测，通过HMI画面显示，可有效监控容器中酸的浓度。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作更进一步的说明。如图1和图2所示，本实用新型的一种用于石英坩埚清洗的自动配酸设备，包括 PLC控制系统、水容器、浓酸容器和混合液容器，本实施例中所采用的PLC控制系统为西门子S7-300系列PLC控制系统，并与Wincc人机画面通过以太网通讯，完成人机监控和全过程自动控制；水容器和浓酸容器分别与混合液容器通过管道连接，水容器和混合液容器之间设有第一阀门1和第一泵2，浓酸容器和混合液之间连接有第二阀门4和第二泵5，混合容器底部连接第一出水管和第二出水管，第一出水管上设有第三泵7和第三阀门8，第二出水管上设有第四阀门9。在本实施例中，第二出水管在第三泵7和第三阀门8之间并入第一出水管，使得酸和水得到充分的混合；水容器和浓酸容器分布设有限位传感器11，限位传感器11可以检测各容器内部的水或者浓酸是出于高位还是低位；第一阀门1、第二阀门4、第三阀门8上分别设有第一流量计3、第二流量计6、第三流量计10，可以更准确的控制酸和水的流量，而且可以作为PLC控制系统的输入参数。本实用新型在使用的过程中，点击HMI界面的开始按钮，配酸过程开始，第一泵2、 第一阀门1、第二泵5、第二阀门4分别打开，分别向混合液容器里加水和酸，水和酸的流量通过流量计设定，当流量计检测到加入的水和酸达到了设定值，第一阀门1和第一泵2与第二阀门4和第二泵5分别关闭。在配酸的过程中，打开第三泵7和第四阀门9，第三阀门8 是关闭的，第三泵7、混合液容器和第四阀门9形成一个循环系统，使得混合液充分混合，可以通过浓度检测传感器检测浓度，监控混合液容器里的浓度。配酸结束后，关闭第四阀门9， 打开第三阀门8，就可以向外供应配好的酸溶液，供应量可以通过第三流量计10监控。如图2所示，HMI是Human Machine Interface的缩写，“人机接口”，也叫人机界面。人机界面(又称用户界面或使用者界面)是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面；在整个控制过程中，工控机做服务器，通过以太网建立WINCC画面与西门子S7-300系列PLC的通讯连接，PLC系统采集传感器的信号并控制相应的阀门和泵，从而调配出合适浓度的酸溶液。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种用于石英坩埚清洗的自动配酸设备，其特征在于包括PLC控制系统、水容器、 浓酸容器和混合液容器，所述水容器和浓酸容器分别与混合液容器通过管道连接，所述的水容器和混合液容器之间设有第一阀门(1)和第一泵(2)，所述的浓酸容器和混合液之间设有第二阀门(4)和第二泵(5)，所述的混合容器底部连接第一出水管和第二出水管，第一出水管上设有第三泵(7)和第三阀门(8)，第二出水管上设有第四阀门(9)。
2.根据权利要求1所述的用于石英坩埚清洗的自动配酸设备，其特征在于第二出水管在第三泵(7)和第三阀门(8)之间并入第一出水管。
3.根据权利要求1所述的用于石英坩埚清洗的自动配酸设备，其特征在于所述的第一阀门(1)、第二阀门(4)、第三阀门(8)上分别设有第一流量计(3)、第二流量计(6)、第三流量计(10)。
4.根据权利要求1至3任一项所述的用于石英坩埚清洗的自动配酸设备，其特征在于 所述水容器、浓酸容器、混合液容器和管道均为由耐酸PVC材料制做而成的密封结构。
专利摘要本实用新型公开了一种用于石英坩埚清洗的自动配酸设备，包括PLC控制系统、水容器、浓酸容器和混合液容器，水容器和浓酸容器分别与混合液容器通过管道连接，水容器和混合液容器之间设有第一阀门和第一泵，浓酸容器和混合液容器之间设有第二阀门和第二泵，混合液容器底部连接第一出水管和第二出水管，第一出水管上设有第三泵和第三阀门，第二出水管上设有第四阀门。本实用新型在使用时，通过向混合液容器里加水和浓酸配制所需浓度的酸溶液，整个过程通过PLC控制系统完成，并且通过HMI画面进行显示，可以有效监控酸溶液浓度，并且能够提高工作效率和保障人身安全，有利于推广使用。
文档编号B01F3/08GK202096897SQ20112015020
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月12日 优先权日2011年5月12日
发明者冯涛, 金军 申请人:江苏华尔光电材料股份有限公司