一种氰化亚金钾电解生产控制系统的制作方法

本实用新型涉及电解技术领域，尤其涉及到一种氰化亚金钾电解生产控制系统。

背景技术：

氰化亚金钾是重要的电镀化工原料，是集成线路板或工艺品的主要镀金原料。主要用于电子产品的电镀，氰化亚金钾除了可用于电镀工业外，还可用于制药工业及作为分析试剂等领域，在许多精密仪器生产过程中有着重要的作用。其制作过程为金锭经高能压片机压制成金片,金片经洗涤后装进钛篮中,放入电解槽内,以金片为阳极,不锈钢为阴极,一定浓度的氰化钾为阳极液,氢氧化钾为阴极液,中间用隔膜隔开在电流作用下发生电化学反应,金以亚金离子进入阳极电解液,由于受到隔膜的阻碍,亚金离子不能进入阴极电解液中,而其它离子可以自由通过,这样阴极上无金析出,而只放出氢气亚金离子便在阳极液中积累起来。当电解液中金达到一定浓度时,电解液经冷却结晶得到粗氰化亚金钾晶体,粗的氰化亚金钾经洗涤、干燥等工序得到氰化亚金钾成品。而目前的氰化亚金钾电解过程对于电解液及冷凝水的加入需人工控制加入，降低了电解过程中的精度且对操作人员的安全造成了隐患。

综上所述，如何提供一种生产利用率高，反应过程控制更加精确且保证操作人员安全的氰化亚金钾电解生产控制系统，是本领域技术人员需解决的问题。

技术实现要素：

本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种氰化亚金钾电解生产控制系统，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种氰化亚金钾电解生产控制系统，包括：远程控制端、设置在电解室内的高频直流电流开关柜和电解槽；

所述远程控制端用于接收所述高频直流电流开关柜发送的参数信息，并根据所述参数信息进行控制信号反馈，所述远程控制端与高频直流电流开关柜电连接，所述远程控制端包括上位机和工业组态软件；

所述高频直流电流开关柜用于采集所述电解槽内的电解过程中的所述参数信息和向所述电解槽的电解液加热模块与电解液及水循环模块发送控制电信号，所述高频直流电流开关柜包括大功率高频直流开关电源、西门子plc可编程逻辑控制器和操作面板；

所述电解槽用于氰化亚金钾电解生产，所述电解槽包括电解槽槽体、钛蓝、离子交换膜、电加热棒、温度传感器、电解液液位传感器、电解液ph值在线传感器、电解液循环泵和过滤器，所述钛蓝、所述离子交换膜和所述电加热棒均设置在所述电解槽槽体内用于电解反应，所述温度传感器、所述电解液液位传感器、所述电解液ph值在线传感器、所述电解液循环泵和所述过滤器均设置在所述电解槽槽体外实时采集所述参数信息并对电解液进行循环和过滤。

进一步地，所述电解槽槽体包括电解模块和加热模块。

更进一步地，所述电解模块包括电解液出口和电解液测温口；所述加热模块包括电解液循环入口、加热槽电解液出口、ph计检测口、kcn溶液入口、抽气口、电解冷凝水入口、电解补充水入口和液位计检测口。

更一步地，所述电解液循环泵通过连接管与所述电解液出口、所述电解液循环入口和所述加热槽电解液出口相连。

进一步地，所述大功率高频直流开关电源用于为电解槽供电，所述大功率高频直流开关电源的供电端与所述电解槽的电源输入端相连，所述大功率高频直流开关电源的开关控制端与所述西门子plc可编程逻辑控制器的输出端口连接。

进一步地，所述操作面板包括若干开关按钮以及电解ph计显示模块、加热温度显示模块和电流电压显示模块。

进一步地，所述电加热棒、所述温度传感器、所述电解液液位传感器、所述电解液ph值在线传感器、所述电解液循环泵和所述过滤器的各电源端均与所述电解槽的电源输出端相连。

进一步地，所述电解液加热模块为电加热棒与电解液及水循环模块为电解液循环泵。

进一步地，所述上位机包括工业触屏电脑。

本实用新型的有益效果是，该实用新型将电解模块和加热模块分开设置，提高了生产利用率，自动化程度高保证了生产效率的同时有效的避免了在生产过程中的人工加工过程，降低了生产风险，且将电解槽与远程控制端和高频直流电流开关柜分开设置，在保证精确控制反应过程的同时保证了操作人员的安全。

下文中将结合附图对实施本实用新型的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本实用新型的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为本实用新型组成结构示意图。

图2为本实用新型中电解槽正视示意图。

图3为本实用新型中电解槽侧视示意图。

图4为本实用新型中电解槽俯视示意图示意图。

图5为本实用新型中电解槽槽体与电解液循环泵及过滤器连接示意图。

图6为本实施例中工业组态软件的操作界面。

图7为本实施例中电解记录查询界面。

附图标记：远程控制端1、高频直流电流开关柜2、大功率高频直流开关电源21、西门子plc可编程逻辑控制器22、操作面板23电解槽3、电解槽槽体31、电解模块311、电解液出口3111、电解液测温口3112、加热模块312、电解液循环入口3121、加热槽电解液出口3122、ph计检测口3123、kcn溶液入口3124、抽气口3125、电解冷凝水入口3126、电解补充水入口3127、液位计检测口3128、钛蓝32、离子交换膜33、电加热棒34、温度传感器35、电解液液位传感器36、电解液ph值在线传感器37、电解液循环泵38、过滤器39。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如附图1至附图6所示，本实用新型提供了一种自动化程度高、且有效的降低了劳动力，提高生产效率和缩短加工周期，较好的保证鸡蛋质量和合格率的氰化亚金钾电解生产控制系统，该氰化亚金钾电解生产控制系统包括：远程控制端1、设置在电解室内的高频直流电流开关柜2和电解槽3，所述高频直流电流开关柜2放置于电解室内用于操作人员在现场观察与操作；所述远程控制端1用于接收所述高频直流电流开关柜2发送的参数信息，并根据所述参数信息进行控制信号反馈，所述远程控制端1与高频直流电流开关柜2电连接，通过无线通信方式可实现远程操作，确保生产安全。所述远程控制端1包括上位机和工业组态软件，其中，所述上位机包括工业触屏电脑。

高频直流电流开关柜2用于采集所述电解槽3内的电解过程中的所述参数信息和向所述电解槽3的电解液加热模块与电解液及水循环模块发送控制电信号，所述电解液加热模块为电加热棒34与电解液及水循环模块为电解液循环泵38，述高频直流电流开关柜2包括大功率高频直流开关电源21、西门子plc可编程逻辑控制器22和操作面板23，所述大功率高频直流开关电源21用于为电解槽3供电，所述大功率高频直流开关电源21的供电端与所述电解槽3的电源输入端相连，所述大功率高频直流开关电源21的开关控制端与所述西门子plc可编程逻辑控制器22的输出端口连接，所述操作面板23包括若干开关按钮以及电解ph计显示模块、加热温度显示模块和电流电压显示模块。

如图4至图5所示，电解槽3用于氰化亚金钾电解生产，所述电解槽3包括电解槽槽体31、钛蓝32、离子交换膜33、电加热棒34、温度传感器35、电解液液位传感器36、电解液ph值在线传感器37、电解液循环泵38和过滤器39，所述电加热棒34、所述温度传感器35、所述电解液液位传感器36、所述电解液ph值在线传感器37、所述电解液循环泵38和所述过滤器39的各电源端均与所述电解槽3的电源输出端相连。所述钛蓝32、所述离子交换膜33和所述电加热棒34均设置在所述电解槽槽体内用于电解反应，所述温度传感器35、所述电解液液位传感器36、所述电解液ph值在线传感器37、所述电解液循环泵38和所述过滤器39均设置在所述电解槽槽体外实时采集所述参数信息并对电解液进行循环和过滤。

如图4所示，所述电解槽槽体31包括电解模块311和加热模块312，其中，所述电解模块311包括电解液出口3111和电解液测温口3112；所述加热模块312包括电解液循环入口3121、加热槽电解液出口3122、ph计检测口3123、kcn溶液入口3124、抽气口3125、电解冷凝水入口3126、电解补充水入口3127和液位计检测口3128，而述电解液循环泵38通过连接管与所述电解液出口3111、所述电解液循环入口3121和所述加热槽电解液出口3122相连。

本实施例中，所述上位机中工业组态软件的操作流程如下：

1.通讯电解启动步骤:

(1)按下“循环泵运行”按钮，当上位机有"循环泵反馈”指示灯绿灯亮，则循环泵启动成功。

(2)按下“手动加热”按钮或上位机加热面板中单击启动，启动pid调节加热，温度设定值55度，温度冗余(温度1为主，温度2为辅)。当上位机有"加热”指示灯变绿，且“加热输出”不等于0，则表示加热有输出。

(3)“通讯/本地”旋钮拨到通讯，在上位机设置好相应参数，电解面板中单击“运行”，当电解状态“运行”指示灯亮，则电解启动成功，运行状态在(软启动、等待稳定、通电、休止)之间循环切换。直到电解完成，运行状态变成“通电结束”，“电解”指示灯变灰色，电解结束。

2.通讯电解手动停止步骤：

(1)工作状态是“运行”或“暂停”时，在上位机电解面板中单击“停止按钮”，工作状态变为“停止”，运行状态变成“未运行”。如果电解启动后出现工作状态是“急停”或“异常”，则需要解除松开“急停”按钮或解除异常，工作状态变成“暂停”然后再单击“停止按钮”。如果电解启动前出现工作状态是“急停”或“异常”，则需要解除松开“急停”按钮或解除异常，工作状态变成“停止”。

3.通讯电解自动停止条件(通电结束)：

(1)“设定电流”<“终止电流”

(2)“总运行时间”>“通电的最大时间”

(3)“积算电流”>“积算电流的最大值”

4.本地(电解室内)电解启动/停止步骤:

(1)启动：“通讯/本地”旋钮拨到本地,“手动启动”旋钮拨到右侧启动,调节“手动调节”电位器，顺时针调节输出电流变大。

(2)停止：“手动启动”旋钮拨到左侧停止，“手动调节”电位器，逆时针调节到底。

如图6所示，为工业组态软件的操作界面，组态软件的按键操作包括：(1)加热面板，单击"启动"开启加热，使电解槽温度保存在设定值，单击"停止"关闭加热。(2)电解面板，单击"运行"开启电解，电解根据工艺参数输出，单击"暂停"暂停电解，再单击"运行"开启电解，单击"停止"停止电解，结束本次电解。(3)电解状态，“通讯/本地”旋钮拨到本地,“本地”灯亮，“通讯/本地”旋钮拨到通讯,“远程”灯亮，单击电解面板上的”运行”按钮启动电解，电解状态显示，当前电解的状态，电解工作状态在(软启动、等待稳定、通电、休止)之间循环切换。直到电解完成，运行状态变成“通电结束”，“电解”指示灯变灰色，电解结束。(4)可显示当前设定参数和实际参数，(5)可进行曲线查看(6)可查询历史报警记录(7)可查询当前报警内容(2)查询当前电解记录，如图7所示，可以选择文档显示或曲线显示，打印文档或打印整体曲线或分段打印。

本系统的控制过程包括：循环控制：在开启加热、电解、自动补水前一定要先开启循环且"循环泵反馈”指示灯变绿；补水控制：工作状态变为“运行”时，液位小于液位设置值，自动补水，直到液位大于(液位设定值+液位回差)，停止补水，补水开关按钮，点动进行补水；加热控制：按下“手动加热”按钮或上位机单击加热启动，启动pid调节加热，程序根据温度设定值，控制加热棒，使电解槽温度保存在设定值，其中，“加热”指示灯变绿,“加热输出”等于0，说明液位下限异常或温度过高或温度保持在设定值。另外，本系统中电解流程如下：

(1)停止或通电结束后启动：初始电流＝设置电流；电解运行时间＝0；积算电流＝0；当前阶段＝1；工作运行状态＝软启动；工作状态＝运行。

(2)暂停后启动：工作运行状态＝软启动；工作状态＝运行。

(3)工作运行阶段的工步切换：a.软启动：斜率*阶段运行时间赋值给“设定电流”输出；软启动时间＝比较阶段时间，工步切成“等待稳定”；b.等待稳定：“设定电流”输出；等待稳定时间〉＝比较阶段时间，工步切成“通电阶段”，c.通电阶段：“设定电流”输出；如果：电压未上升时间〉＝比较阶段时间则“设定电流”＝“设定电流”-(初始电流*减算率)，工步切成“休止”,如果电压跌落值＝(电解电压-本阶段电压最小值)>＝“跌落值设置”且时间大于“监视时间”则“设定电流”＝“设定电流”*△a设定，工步切成“休止”,如果“设定电流”<终止电流则工作状态＝通电结束，休止阶段：“设定电流”＝0，休止时间〉＝比较阶段时间，工步切成“软启动”，当前阶段+1；d.在“工作状态＝运行”期间判断通电结束条件，如果{“总运行时间”>“通电的最大时间”}或{“积算电流”>“积算电流的最大值”}则工作状态＝通电结束，e.在“工作状态＝运行”期间出现报警，有连锁且连锁有投入时，工作状态变成“异常”，阶段时间清零，电解总运行时间依旧计时，当解除报警时，工作状态变成“暂停”；切除连锁，工作状态变成“暂停”；f.在“工作状态＝运行”期间出现急停，工作状态变成“急停”，阶段时间清零，电解总运行时间依旧计时，电解电源空开脱扣，当解除急停时，工作状态变成“暂停”；工作状态＝运行，非休止阶段：启动电解，稳流模式；工作状态＝非运行：工作运行阶段＝未运行，“设定电流”＝0，关闭电解。

所述西门子plc可编程逻辑控制器22的端口定义如下表所示：

本系统中各种传感器和循环泵等非核心器件损坏后处理电解的方法有：液位传感器坏:“液位过低”报警，切“液位过低连锁”，则可以手动补水，加热可正常，电解可进行；两个温度传感器坏:“加热异常”报警，不能进行加热，切“加热异常连锁”,则可以进行电解；循环异常:“循环异常”报警，不能启动电解，检查循环泵电源回路，排除故障后(故障多为热继或空开跳了)，则可以进行循环和电解；led数码管异常：数码管出现----，说明：温度传感器出现断线或电解电源通信不上；数码管出现旋转说明：plc与数码管没有通讯；数码管显示数字个别位出现不亮说明：led灯坏了三种状态都不影响生产，依旧可以在上位机上观测数据；电解ph计异常：仪表上无显示，但上位机上数据显示正确，说明电解ph计液晶屏坏，不影响生产；上位机上数据显示异常，但仪表上显示正确，说明仪表与plc之间线路出现问题，不影响生产。

应当说明的是，本实用新型所述的实施方式仅仅是实现本实用新型的优选方式，对属于本实用新型整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本实用新型的保护范围之内。