专利名称：智能液态原料配比控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种智能液态原料配比控制系统，其适用于制药、化工、水处理、铸造等液体配比精度要求高的行业。
背景技术：
目前，因变量、参变量、工艺等复杂多变的原因，两种或两种以上液态原料(化学品)的配比主要靠凭经验，人力手工操作，添加精度不髙，原材料浪费较大。特别在配制有毒、腐蚀化学品的时候，容易出现安全问题给企业带来不必要负担。本发明可以变人力和经验控制为智能自动控制，不但有效提高生产效率，确保操作人员人身安全，而且节约原材料的使用量，具有显著的经济与社会效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种智能液态原料配比控制系统，其对两种或两种以上的液态化学品配比，从原始的人力经验控制一步提升到智能自动化控制。它解决了配比精度、安全问题，同时无需单独操作，它可以和参变原料运行设备同步联机运行，可实现真正意义上的人机对话，为用户原有的手工控制液态化学品的加入系统，提供了方便的升级改造方案。
本发明的技术方案是 一种智能液态原料配比控制系统，包括对原料和环境参数进行检测的参数釆集模块、对参数采集模块的数据进行前处理的前置处理系统、执行机构、对前置处理系统的信号进行处理并将执行信号输出给执行机构的中央处理系统以及对中央处理系统的参数进行显示和设定的显示设定面板。
本发明进一步的技术方案是一种智能液态原料配比控制系统，包括对原料和环境参数进行检测的参数采集模块、对参数采集模块的数据进行前处理的前置处理系统、执行机构、对前置处理系统的信号进行处理并将执行信号输出给执行机构的中央处理系统以及对中央处理系统的参数进行显示和设定的显示设定面板。
所述参数采集模块包括参变原料温度传感器、参变原料性能检测传感器、环境湿度检测传感器以及环境温度检测传感器。
所述参变原料温度传感器安装在参变原料输出口处；所述参变原料性能检测传感器安装在参变原料中。
所述中央处理系统包括可编程逻辑器件，以及与前置处理系统、执行机构以及显示设定面板连接的数据输入和输出模块。
所述执行机构包括由中央处理系统控制的至少两个变频器和所述每个变频器连接的定量泵。
所述显示设定面板包括供人机对话的触摸屏、供用户选择工作模式和工作条件的功能编码开关组合以及电源控制部分。
所述控制系统还包括系统故障报警装置，所述系统故障报警装置包括设置在显示设定面板上的报警蜂鸣器。
本发明优点是
1. 操作简便本发明安装好后，现场工艺人员根据生产的实际需求，选择适当的工艺方案通过人机对话的方式写进程序里面。整个操作过程简单，有中文菜单提示，在说明书的引导下就可以进行操作和设计。
2. 配比精度髙在生产过程中随着环境温度和湿度、参变原料温度和参变材料的性能发生变化时，自动调节多个液态化学品的配比，配比定量误差《0.5%，与预先设定的目标值偏离不大于1%。
3. 低投入髙收益用户使用本系统后，生产率可提髙0.5 1.5倍，液态化学品消耗可降低10 20%，可减少一个用工成本。实现无人智能操作，又好又省。
图1为本发明具体实施例系统框结构图2为本发明具体实施例系统工作原理框图。
其中1参数采集模块；U参变原料温度传感器；12参变原料性能检测传感器；13环境湿度检测传感器；14环境温度检测传感器；2显示设定面板；21触摸屏；22功能编码开关组合；23电源控制部分；3中央处理系统；4执行机构；41变频器；42定量泵；5系统故障报警装置。
具体实施例方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述-
实施例如图l和图2所示， 一种智能液态原料配比控制系统，包括对原料和环境参数进行检测的参数采集模块1、对参数采集模块1的数据进行前处
4理的前置处理系统、执行机构4、对前置处理系统的信号进行处理并将执行信 号输出给执行机构4的中央处理系统3、对中央处理系统3的参数进行显示和 设定的显示设定面板2以及对系统故障进行报警的系统故障报警装置5。
所述参数采集模块1包括参变原料温度传感器11、参变原料性能检测传 感器12、环境湿度检测传感器13以及环境温度检测传感器14。
所述参变原料温度传感器11安装在参变原料输出口处，温度检测范围在 -15 150。C 。
所述参变原料性能检测传感器12安装在参变原料中，安装时可以根据不 同的参变原材料和不同的需要选择相应的传感器，通过更换不同的传感器可以 对原材料的PH值、比重等数据进行检测，并且把检测数据传输给处理器。
所述环境湿度检测传感器13和环境温度检测传感器14安装在箱体上，其 中环境湿度检测传感器13的检测范围在20 100%;环境温度检测传感器14 的温度检测范围在-15 60'C。它们同时把检测数据传输给处理器，及时修正 由于环境温度和湿度变化对配比造成的影响，确保系统运行的准确性。
上述参数采集模块1的各传感器采用屏蔽导线与前置处理系统迸行连接， 以确保更准确的进行信号传输。
前置处理系统负责把接收到的传感器信号，转换成模拟信号后传输给中央 处理系统3，系统在工作时由外部电源模块供电。
所述中央处理系统3包括可编程逻辑器件，以及与前置处理系统、执行机 构4以及显示设定面板2连接的模拟数据输入和输出模块。
当参变原料性能检测信号传输到中央处理系统3后，中央处理系统3马上 和建立的内部数据库进行运算比对，并且把比对结果传输到触摸屏21上，系 统结合触摸屏21上设计数据与面板上的编码开关量进行信息处理，同时与和 预先设定的运行程序进行比对。输出合适目前工况条件下，各液体化学品的配 比参数，并用数字形式传递给定量执行机构。最终以模拟量和开关量的形式输 出到执行机构元件。
所述执行机构4包括由中央处理系统3控制的至少两个变频器41、所述 每个变频器连接的髙精度定量泵42、出口电磁阀、倍压阀、液态化学品过滤 器、出口压力检测装置和连接管道组成。执行机构4按照中央处理系统3发出 的执行信号，准确地把两个或两个以上液态原料按不断变化的工况，动态配送给参变原料运行中的设备；同时担负运行状态的检测，当执行机构元件发生故 障时发出报警信号，并且可以通过设置对联动设备进行保护性动作。其中当模 拟信号、启动信号传输到变频器41时，变频器41根据输入的模拟量数据驱动 定量泵工作，并且将变频器正常、异常的信息反馈给处理器；髙精度定量泵 42可以是齿轮泵、叶片泵、隔膜泵等。执行系统可根据需要，安装有两台或 多台定量泵，编号分别为l泵、2泵、......N泵。
所述显示设定面板2包括供人机对话的触摸屏21、功能编码开关组合22、 电源控制部分23以及指示灯。触摸屏21的功能除了可以随时查看当前系统的 实时运行情况，以及査看参变原料温度和环境温度外；还是系统的工艺要求的 写入口，通过它可以实现真正意义上的人机对话，可以根据生产和工艺设计的 要求，把相关数据进行设计和输入，可以根据不同的参变原料调用相应的运行 程序，并有生产过程中的数据存储记忆功能；此外，当系统发生故障时，可以 査看故障提示以便更快的査找故障。其是中央处理系统3进行数据采集和运行 模式设计的一个重要窗口。功能编码开关组合22包括工作模式选择编码开关 和工作条件选择编码开关，分别供用户选择系统的工作模式和工作条件。电源 控制部分23包括紧急停止开关。
所述系统故障报警装置5包括设置在显示设定面板2上的报警蜂鸣器，当 设备某一硬件发生故障时间，处理器会根据预订的检索途径，检査并与电源指 示灯一起发出声光报警。同时在触摸屏21上可以査询故障信息，用户在看到 故障信息提示时，就可以清楚的知道故障发生的位置。故障排除后报警自动解 除。
本发明首先是用参数采集模块1检测当前参变原料的温度、性能特性，工 作环境温度和湿度；并且通过转换系统把当前工况换算成系统可执行数字量， 转换后的数字量传输中央处理系统3中，利用建立在中央处理系统3中的非线 性数学公式中进行运算。运算过程中与预先设定的数据库、工艺参数进行比对。 最终输出可执行数据到系统的执行机构4。执行机构4的元件根据系统数据完 成泵送指令，当工况条件(参变原料的温度、性能，环境温度和湿度)发生变 化时，采集和运算系统自动进行调整。达到了真正意义上的智能控制。
智能控制系统在实际使用中，控制部分需要和参变原料执行设备进行同步 信号交换。本发明系统基本操作顺序为
1) 把面板上的电源控制自复位开关打开，此时电源指示灯被点亮。功能 选择开关置于自动模式，自动模式和初始位置灯点亮，表明此时系统进入待机 状态。
2) 根据不同工况要求，用户可在触摸屏选择自己需要的工作方案和目标 值，选中后，点击确认即可。该功能可以在设备运行的情况下进行设计，功能 选择编码器可以在运行状态下自由切换。
3) 在触摸屏上选择系统的工作模式，当选择在自动工作模式时，系统就 已经进行待机状态，可以通过和设备的信号交换实现联动。随着外部设备的启 动、停止进行工作。
4) 当选择手动工作模式时，系统不和外部设备联动。手动模式主要是在 系统安装调试时使用， 一旦调试结束后就没有什么实际性的功能。用户可以在 设备保养、管道维修时借助于手动功能进行管道排气、压力调整等操作。
本发明解决了配比精度、安全问题，同时无需单独操作，它可以和参变原 料运行设备同步联机运行，可实现真正意义上的人机对话。
权利要求
1.一种智能液态原料配比控制系统，其特征在于包括对原料和环境参数进行检测的参数采集模块(1)、对参数采集模块(1)的数据进行前处理的前置处理系统、执行机构(4)、对前置处理系统的信号进行处理并将执行信号输出给执行机构(4)的中央处理系统(3)以及对中央处理系统(3)的参数进行显示和设定的显示设定面板(2)。
2. 根据权利要求1所述的智能液态原料配比控制系统，其特征在于 所述参数采集模块(1)包括参变原料温度传感器(11)、参变原料性能检测 传感器(12)、环境湿度检测传感器(13)以及环境温度检测传感器(14)。
3. 根据权利要求2所述的智能液态原料配比控制系统，其特征在于 所述参变原料温度传感器(11)安装在参变原料输出口处；所述参变原料性 能检测传感器(12)安装在参变原料中。
4. 根据权利要求1所述的智能液态原料配比控制系统，其特征在于 所述中央处理系统(3)包括可编程逻辑器件，以及与前置处理系统、执行 机构(4)以及显示设定面板(2)连接的数据输入和输出模块。
5. 根据权利要求1所述的智能液态原料配比控制系统，其特征在于 所述执行机构(4)包括由中央处理系统(3)控制的至少两个变频器(41) 和所述每个变频器连接的定量泵(42)。
6. 根据权利要求1所述的智能液态原料配比控制系统，其特征在于-所述显示设定面板(2)包括供人机对话的触摸屏(21)、供用户选择工作模 式和工作条件的功能编码开关组合(22)以及电源控制部分(23)。
7. 根据权利要求1所述的智能液态原料配比控制系统，其特征在于 所述控制系统还包括系统故障报警装置(5)，所述系统故障报警装置(5) 包括设置在显示设定面板(2)上的报警蜂鸣器。
全文摘要
本发明公开了一种智能液态原料配比控制系统，包括对原料和环境参数进行检测的参数采集模块、对参数采集模块的数据进行前处理的前置处理系统、执行机构、对前置处理系统的信号进行处理并将执行信号输出给执行机构的中央处理系统以及对中央处理系统的参数进行显示和设定的显示设定面板。本发明解决了配比精度、安全问题，同时无需单独操作，它可以和参变原料运行设备同步联机运行，可实现真正意义上的人机对话。
文档编号G05D11/00GK101493703SQ20091002487
公开日2009年7月29日 申请日期2009年2月19日 优先权日2009年2月19日
发明者朱文英, 朱时洲, 王文浩, 王进兴, 王选成 申请人:苏州市兴业铸造材料有限公司