多路流体智能切换系统的制作方法

本发明涉及一种应用于润滑油领域中矩阵式流体自动组合、管道清理系统中的自控控制装置，尤其涉及一种多路流体智能切换系统。

背景技术：

随着设备的加工精度提高与使用环境的要求，消费者对润滑油产品品质的要求不断提升，从最初的统称机油，细分到现在的液压油、齿轮油、发动机油、特种油等。每类再根据使用工况和不同设备的需求，使用不同原料和添加剂的配比，来满足所需的各项指标及性能。目前市场所需的润滑油产品细分已达2000多个品种。

由于润滑油的品种很多，在调合、输送过程中，不同油品之间的污染会影响产品质量。因此，生产企业根据条件不同分别对油品输送采取三个方法：一种是建造足够多的调和釜和输送管线，来满足不同种类的润滑油生产与输送，俗称：单罐单泵单管，确保产品质量，这种方法投资大，不易生产管理，而且不适应生产不断发展需求，和品种的多元化生产。第二种是用压缩空气吹扫管线，因管线在实际安装时，不会在同一个水平面上，所以吹扫后的效果也不是很理想，增加了人工操作的麻烦，若误操作还会引起生产安全事故，管内残留直接影响下一批次油品质量。第三种是新油直接清洗管线，用油泵将管线内前次油品尽量吹空，然后再连接上新油，冲洗管线内残留；这种方式排出后的混合油品，数量大，在下次调合时，只能降低级别使用，不仅浪费资源，增加人工，加大生产成本，同时，油品品质也很难把控。

现有技术中，受管道输送对产品品质的影响，造成灌装油品与灌装设备之间切换存在局限性，不能每个品种对应一台灌装设备来保证品质，2000多个品种润滑油产品，这么多的设备投资是不可能的，近98％润滑油生产企业，在现阶段靠人工操作，例如在一根高压软管的两头装上活接，可任意连接灌装品种对应的灌装设备，防止拆、接时渗漏的油品污染地面，在下方设有扁平油盆，用来回收渗油。此方法解决了大量投资设备资金及设备占用场地大的问题，也解决实际灌装的方便与灵活，但仍然无法解决油品清洗管道，混合油降级使用造成的浪费，增大的人工与材料成本的消耗。同时，在软管拆、装的时，难以避免跑、冒、滴、漏造成对环境污染，员工的误操作连接，后果则更加严重。

现国内润滑油生产、分装企业，自动化水平还处于1.5阶段，整厂自动化部分零散，分为几块：灌装设备、脉冲调合、管道清扫、计量配料，没有整体设计，统一管理。所以润滑油生产水平离我国2015年提出的“中国制造2025”、“工业4.0”、“互联网+”差距甚远。

针对以上情况，本申请方案重点解决输送管线与灌装设备的公用实现灌装品种的灵活切换，提供了一种多路流体智能切换系统，过程中无人操作，无跑、冒、滴、漏现象；同时要保证产品品质，整个操作过程可通过HMI一键完成，在行业内率先达到工业4.0智能制造标准。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种多路流体智能切换系统，为实现上述技术效果，具体技术方案为：

包括矩阵式流体自动组合和管道清理系统，矩阵式流体自动组合包括若干组组合开关，所述组合开关包括第一管和与所述第一管直通的第二管，所述开关组合还包括第三管和与第三管直通的第四管，所述第一管和第二管直通后形成的直管垂直于第三管和第四管直通后形成的直管，两直管交叉处设置有活塞，所述活塞的一端设置有控制活塞的执行器；所述管道清理系统包括三个部分，分别为起始站、返回站和活塞，所述活塞安装在起始站和返回站之间的管道内，所述活塞的外径大于管道的内径，所述起始站的管道上开有粘度液体进口、进气口和排气口，所述返回站的管道上开有粘度液体出口、进气口和排气口，所述活塞为软橡胶活塞；其特征在于：还包括现场智能总线控制系统；

所述现场智能总线控制系统分为两部分，一部分为PLC，另一部分为智能端子，所述智能端子连接数个电器转换阀，每个电子转换阀连接气缸；

PLC与智能端子、智能端子与电子转换阀均采用DeviceNet总线的通讯；

智能端子与PLC连接、智能端子接收PLC指令，同时储存电气转换阀的地址，将电气转换器状态反馈给PLC；

智能端子与电气转换阀连接，智能端子将接收到的PLC指令，通过DeviceNet总线控制电气转换阀；

通过设置数个气缸，每个气缸对应矩阵式流体自动组合管道，气缸通过气阀的动作对矩阵式流体自动组合管道进行控制；

电气转换阀得到电信号后，通、断气体流向，实现气缸的动作，从而达到实现矩阵式流体自动组合管道的开关；

智能端子与电气转换阀通过导流板依次并排安装。

上述的多路流体智能切换系统，其中：矩阵式流体自动组合和管道清理系统配合使用，矩阵式流体自动组合的字母端A、B、C、D、E、F连接中间罐、配料罐，数字端1、2、3连接灌装设备，在封闭的条件下，结合管道清理系统，将若干个中间罐的成品散油和若干个配料罐内成品输送到指定灌装设备。

本发明相对于现有技术具有如下有益效果：

1)简化管道的网络和数量、减少占用空间；采用封闭式系统，安全输送产品；生产的产品无交叉污染；全自动实现清管功能，残留量每米管线≦1.5㎎。

2)矩阵管汇系统连接中间罐和灌装生产线，灵活、方便灌装生产线与中间罐及其它罐连接的切换。

3)封闭式系统，安全输送，与清管结合使用，内部无残留；模块化管理，控制简易；减少人力需求。

附图说明

图1为矩阵式流体自动组合的结构示意图。

图2为矩阵式流体自动组合的结构示意图。

图3为管道清理系统的结构示意图。

图4为多路流体智能切换系统的结构示意图。

图中：

101执行管 102第三管 103第四管 104第二管 105第一管

201进气口 202起始站 203排气口 204粘度液体进口 205活塞 206返回站进气口 207返回站 208返回站排气口 209粘度液体出口

具体实施方式

输送管线在市场选取优质轧钢的管材，通过深加工内壁，表面粗糙度Ra≈0.5μm，同时，管内存放可控聚氨酯软球，此管每次使用完毕后，装在此公共管线两端的发、收球站控制聚氨酯软球，在此管内来回清理一次，清理后的管线每米油品残留量≤1.5㎎。灌装设备与灌装品种的灵活切换，根据生产设备状况，通过矩阵式流体自动组合实现，矩阵式流体自动组合共有216个阀块组合而成，分24进9出，如附图所示，字母端(A、B、C、D、E、F)连接中间罐、配料罐，数字端(1、2、3)连接灌装设备，在完全封闭的条件下，结合清管技术，可以灵活的将若干个中间罐的成品散油，和若干个配料罐内成品输送到指定灌装设备。矩阵式流体自动组合融合了机械精密制造、流体密封与电气控制于一体的专业设备，配备德国全进口FESTO气控阀岛14块，每块36路，用Modbus连接，现场简洁、美观，控制方便，易操作。现突破以上技术瓶颈，实践中DCS系统集成生产整个过程，同时有机结合ERP、MES，从经营计划、客户订单、库存、财务、物料需求计划、生产排产计划、生产状况等做到动态的监控，实现对物流、信息流、控制流和资金流的四流合一，满足每个客户“定制需求”，率先达到制造工业4.0智能制造标准。

本发明提供的多路流体智能切换系统，包括矩阵式流体自动组合和管道清理系统，矩阵式流体自动组合包括若干组组合开关，所述组合开关包括第一管105和与所述第一管105直通的第二管104，所述开关组合还包括第三管102和与第三管102直通的第四管103，所述第一管105和第二管104直通后形成的直管垂直于第三管102和第四管103直通后形成的直管，两直管交叉处设置有活塞205，所述活塞205的一端设置有控制活塞205的执行器；所述管道清理系统包括三个部分，分别为起始站202、返回站206和活塞205，所述活塞205安装在起始站202和返回站206之间的管道内，所述活塞205的外径大于管道的内径，所述起始站202的管道上开有粘度液体进口204、进气口201和排气口203，所述返回站207的管道上开有粘度液体出口209、返回站进气口206和返回站排气口208，所述活塞205为软橡胶活塞；

还包括现场智能总线控制系统，所述现场智能总线控制系统分为两部分，一部分为PLC，另一部分为智能端子，所述智能端子连接数个电器转换阀，每个电子转换阀连接气缸；

PLC与智能端子、智能端子与电子转换阀均采用DeviceNet总线的通讯；智能端子与PLC连接、智能端子接收PLC指令，同时储存电气转换阀的地址，将电气转换器状态反馈给PLC；

智能端子与电气转换阀连接，智能端子将接收到的PLC指令，通过DeviceNet总线控制电气转换阀；通过设置数个气缸，每个气缸对应矩阵式流体自动组合管道，气缸通过气阀的动作对矩阵式流体自动组合管道进行控制；电气转换阀得到电信号后，通、断气体流向，实现气缸的动作，从而达到实现矩阵式流体自动组合管道的开关；智能端子与电气转换阀通过导流板依次并排安装。

矩阵式流体自动组合和管道清理系统配合使用，矩阵式流体自动组合的字母端A、B、C、D、E、F连接中间罐、配料罐，数字端1、2、3连接灌装设备，在封闭的条件下，结合管道清理系统，将若干个中间罐的成品散油和若干个配料罐内成品输送到指定灌装设备。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。