一种发烟酸储罐监测控制系统的制作方法

本实用新型涉及监测控制系统，具体涉及一种发烟酸储罐监测控制系统。

背景技术：

发烟硫酸是指浓度≥104.5％硫酸，烟气主要成份是三氧化硫，具强腐蚀性、强刺激性，可致人体灼伤。对皮肤、粘膜等组织有强烈的刺激和腐蚀作用，会引起喉痉挛或声门水肿而死亡。因此发烟酸储罐装置有更高的安全要求，对发烟酸储罐的监测和控制要安全可靠。发烟酸储罐监测控制主要存在如下问题或安全隐患：

1、发烟酸属于危化品，对于危化品储罐，按规范要求发烟酸储罐的液位应在罐顶设置2套液位连续测量仪表，其中一套用于在控制系统中设置高、低液位报警，根据工艺要求在控制系统中设置高液位报警及联锁关闭储罐进酸阀的控制；另外一套装于酸罐内部的浮子式液位计用于就地指示液位。而其他传统的液位检测装置如玻璃窗式液位检测装置、磁力式液位检测装置都不适合用于发烟酸储罐液位指示。浮子式液位计的钢丝绳由于常期在入罐口与罐外交替暴露中，虽然用了不锈钢丝绳，但还是经常腐蚀断裂而使浮子式液位计失效，浮球漂落在罐内导球管内，无法及时取岀而影响更换后的浮子式液位计精度，积累多了后浮子式液位计无法检测使用。

2、发烟酸储罐在放酸倒罐或装车时，一旦发现泄漏或溢流时，应能联锁自动快速关闭储罐的出口，避免安全事态的扩大。

3、虽然发烟酸库区采用双回路、不间断电源(ups)不间断供电，但也很难避免因ups设备故障或供电线路故障而造成的停电；或因误关仪表气阀门或供气管路脱落而使仪表气压力损失。以上现象都会造成进酸的气动阀门自动关闭，从而使向发烟酸库区打酸的输送泵憋压，有可能造成输酸管道因压力大而发生泄漏，也可能跳停输送泵而影响制酸生产。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种发烟酸储罐监测控制系统，满足工程控制尽可能使用机械化、自动化操作的安全生产的要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种发烟酸储罐监测控制系统,包括储罐本体和控制系统；所述储罐本体的顶部上设置有雷达液位计一和雷达液位计二；所述雷达液位计一与所述控制系统电性连接；所述储罐本体的外侧固定安装有液位显示屏，所述雷达液位计二与所述液位显示屏电性连接；所述储罐本体的出酸口固定安装有气动放酸阀，所述气动放酸阀与所述控制系统电性连接；所述储罐本体的进酸口固定安装有气动进酸阀，所述气动进酸阀与所述控制系统电性连接；所述控制系统用于接收所述雷达液位计一、气动进酸阀和气动放酸阀的信号参数，控制所述气动进酸阀和气动放酸阀的开启和关闭状态。

在上述发烟酸储罐监测控制系统中，所述雷达液位计一用于远传所述储罐本体中发烟酸的液位信号到所述控制系统，进行所述储罐本体中发烟酸高、低液位的报警和指示。所述雷达液位计二用于检测液位，将检测得到的液位信息传输到所述液位显示屏，通过所述液位显示屏进行就地液位指示。

更进一步地，所述储罐本体上固定安装有法兰盘，所述法兰盘用于对接安装所述雷达液位计二，以实现所述雷达液位计二与所述储罐本体的连接。

更进一步地，所述液位显示屏使用led液位显示屏。所述led液位显示屏使用广泛，安装和维修技术成熟，提高安装和维修效率。

进一步地，所述气动放酸阀电性连接有现场操作箱，所述现场操作箱包括远程及就地开关；所述远程及就地开关与所述控制系统电性连接，所述控制系统用于控制所述远程及就地开关的开启和关闭状态，从而控制所述气动放酸阀的阀门的开启和关闭状态。

进一步地，所述气动进酸阀为双作用气动进酸阀，所述双作用气动进酸阀采用双作用气动执行器以及双电磁阀控制模式；所述双作用气动进酸阀的开到位、关到位信号传输至所述控制系统，所述双作用气动执行器受所述控制系统控制，当所述储罐本体的液位高报警时，将自动关闭阀门，同时所述控制系统通知制酸工序停止输送泵工作，能避免对上游的制酸工序的安全生产的影响。

进一步地，所述控制系统包括可编程逻辑控制器(plc)、光电转换模块和分布式控制系统(dcs)通信模块；所述可编程逻辑控制器与所述雷达液位计一、气动进酸阀和气动放酸阀电性连接；所述可编程逻辑控制器与所述光电转换模块和分布式控制系统通信模块电性连接；所述光电转换模块和分布式控制系统通信模块与分布式控制系统电性连接；所述分布式控制系统用于控制所述气动进酸阀和气动放酸阀的开启和关闭状态。所述可编程逻辑控制器用于接收来自所述雷达液位计一、气动进酸阀和气动放酸阀的信号参数，再将接收的信号参数经内部信息整理和计算后传送到所述光电转换模块和分布式控制系统通信模块，所述光电转换模块和分布式控制系统通信模块用于向分布式控制系统传送从所述可编程逻辑控制器得到的液位高度、阀门状态和特殊情况下通知关停发烟酸输送泵等信号，以实现阀门控制和发烟酸输送泵控制等的自动控制。

更进一步地，所述可编程逻辑控制器、光电转换模块和分布式控制系统通信模块均装设在控制机柜中。

更进一步地，所述可编程逻辑控制器还电性连接有报警器，所述报警器固定安装于所述控制机柜的柜顶。

更进一步地，所述可编程逻辑控制器还电性连接有触摸屏，所述触摸屏安装于所述控制机柜内部，所述触摸屏用于人为控制所述可编程逻辑控制器的工作，以控制其他设备的工作状态。

更进一步地，所述雷达液位计一与所述可编程逻辑控制器的连接线路上加装有信号隔离器，防止所述雷达液位计一输出的液位模拟信号受到干扰，而影响所述可编程逻辑控制器的控制状态。

更进一步地，所述控制机柜采用不间断电源(ups)供电。

本实用新型的有益效果在于：可有效避免发烟酸储罐容易发生泄漏或溢流酸体的问题，利用自动化操作的控制系统控制生产过程，从而加强储罐的安全监测，减少对上游制酸工序的影响，加强对溢流泄漏等事故的快速处理能力，有效降低安全环保风险。

附图说明

图1为本实用新型实施例的主要结构示意图；

图2为本实用新型实施例的控制系统示意图；

图3为本实用新型实施例的气动放酸阀控制原理电路图；

图4为本实用新型实施例的控制系统的局部电路图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围并不限于本实施例。

如图1-4所示，一种发烟酸储罐监测控制系统,包括储罐本体8和控制系统；所述储罐本体8的顶部上设置有雷达液位计一3和雷达液位计二6；所述雷达液位计一3与所述控制系统电性连接；所述储罐本体8的外侧固定安装有液位显示屏7，所述雷达液位计二6与所述液位显示屏7电性连接；所述储罐本体8的出酸口14固定安装有气动放酸阀9，所述气动放酸阀9与所述控制系统电性连接；所述储罐本体8的进酸口4固定安装有气动进酸阀2，所述气动进酸阀2与所述控制系统电性连接；所述控制系统用于接收所述雷达液位计一3、气动进酸阀2和气动放酸阀9的信号参数，控制所述气动进酸阀2和气动放酸阀9的开启和关闭状态。

在上述发烟酸储罐监测控制系统中，所述雷达液位计一3用于远传所述储罐本体8中发烟酸的液位信号到所述控制系统，进行所述储罐本体8中发烟酸高、低液位的报警和指示；在本实施例中，具体地，所述雷达液位计一3检测到的液位信号，会以4～20ma的电流信号传送到所述控制系统，对所述储罐本体8中发烟酸高、低液位进行报警和指示，并在检测到高液位进而报警时通过所述控制系统联锁关闭所述气动进酸阀2的阀门，停止进酸，保护设备的安全性。

所述雷达液位计二6用于检测液位，将检测得到的液位信息传输到所述液位显示屏7，通过所述液位显示屏7进行就地液位指示，取代现有技术中常用的浮子式液位计，由于所述浮子式液位计容易损坏，因此采用所述雷达液位计二6能够延长所述发烟酸储罐的使用寿命，减少维修强度，提高液位指示的精确度。工作人员通过所述液位显示屏7可以随时得知所述储罐本体8中发烟酸的液位情况，工作人员能够就地根据液位情况进行相关工作。在本实施例中，具体地，所述雷达液位计二6检测到的液位信号，会以4～20ma的电流信号通过连接线传至所述液位显示屏7，用于就地显示液位高低。

由于所述储罐本体8中储存的是发烟酸，因此在酸液表面会存在一定的酸雾，使用所述雷达液位计一3和雷达液位计二6可在酸雾存在的情况下仍能够较为准确地测量液位。

在本实施例中，所述雷达液位计一3和雷达液位计二6的位置相对称，由于所述储罐本体8的顶部有一定的弧度，为了保持所述雷达液位计一3和雷达液位计二6检测得到的数据的一致性，优选地，应将所述雷达液位计一3设置于所述雷达液位计二6相对称的合适位置上。

进一步地，还包括排气口5，所述储罐本体8的顶部还固定连接有所述排气口5。所述排气口5用于排出所述储罐本体8内的发烟酸挥发的酸雾，保证所述储罐本体8内的气体流通，确保所述发烟酸储罐的安全性。

更进一步地，所述储罐本体8上固定安装有法兰盘61，所述法兰盘61用于对接安装所述雷达液位计二6，以实现所述雷达液位计二6与所述储罐本体8的连接。在本实施例中，所述法兰盘61使用不锈钢圆管法兰盘61，通过焊接方式安装于所述储罐本体8上。

更进一步地，所述液位显示屏7使用led液位显示屏7。所述led液位显示屏7使用广泛，安装和维修技术成熟，提高安装和维修效率。所述led液位显示屏7可以安装在所述储罐本体8外侧上的合适位置，具有醒目、直观、读取液位数据精确的效果；同时维护调整方便，解决了传统液位检测装置难以维护和调整的问题。在本实施例中，具体地，所述led液位显示屏7把从所述雷达液位计接收到的4～20ma的电流液位信号，通过内部的a/d转换，转换成数字信号并驱动数字高度不小于200mm的3位8段led数码管显示液位数字。

进一步地，所述气动放酸阀9电性连接有现场操作箱，所述现场操作箱电性连接所述控制系统；所述现场操作箱包括远程及就地开关911；所述气动放酸阀9通过所述远程及就地开关911与所述控制系统电性连接，所述控制系统用于控制所述远程及就地开关911的开启和关闭状态，从而控制所述气动放酸阀9的阀门的开启和关闭状态；所述气动放酸阀9通过所述远程及就地开关911与所述气动放酸阀9电性连接，所述远程及就地开关911用于手动开启和关闭所述气动放酸阀9阀门。当出现突发情况如装车发生有酸溢流时，所述控制系统能够远程控制联锁自动快速关闭阀门，实现迅速反应以避免造成更大的安全隐患，所述阀门开到位、关到位信号进入所述控制系统，得到所述控制系统的安全监控。对于所述就地开关，在发生特殊情况时可以通过断开所述就地开关而手动快速关闭所述气动放酸阀9的阀门。

在本实施例中，所述气动放酸阀9采用气动截止阀，以实现能够就地和远控所述气动放酸阀9的开关状态。

进一步地，所述气动进酸阀2为双作用气动进酸阀2，所述双作用气动进酸阀2采用双作用气动执行器以及双电磁阀控制模式；所述双作用气动进酸阀2与所述控制系统电性连接；所述现有技术多使用单电磁控制模式，在断电或者断气时会自动关闭，无法保持当时的阀门状态，从而使向发烟酸库区打酸的输送泵憋压，有可能造成输酸管道因压力大而发生泄漏，也可能跳停输送泵而影响制酸生产。而对于所述双作用气动进酸阀2，在本实施例中，具体地，控制阀门开启的电磁阀通电时，阀门打开，阀门打开后可以断电或断气，阀门保持开状态不变；在控制阀门关闭的电磁阀通电时，阀门关闭，阀门关闭后若断电或断气，阀门保持关闭状态不变。所述双作用气动进酸阀2的开到位、关到位信号传输至所述控制系统，所述双作用气动执行器受所述控制系统控制，当所述储罐本体8的液位高报警时，将自动关闭阀门，同时所述控制系统通知制酸工序停止输送泵工作，能避免对上游的制酸工序的安全生产的影响。

进一步地，所述控制系统包括可编程逻辑控制器10(plc)、光电转换模块15和分布式控制系统(dcs)通信模块11；所述可编程逻辑控制器10与所述雷达液位计一3、气动进酸阀2和气动放酸阀9电性连接；所述可编程逻辑控制器10与所述光电转换模块15和分布式控制系统通信模块11电性连接；所述光电转换模块15和分布式控制系统通信模块11与分布式控制系统电性连接；所述分布式控制系统用于控制所述气动进酸阀2和气动放酸阀9的开启和关闭状态。所述可编程逻辑控制器10用于接收来自所述雷达液位计一3、气动进酸阀2和气动放酸阀9的信号参数，再将接收的信号参数经内部信息整理和计算后传送到所述光电转换模块15和分布式控制系统通信模块11，所述光电转换模块15和分布式控制系统通信模块11用于向分布式控制系统传送从所述可编程逻辑控制器10得到的液位高度、阀门状态和特殊情况下通知关停发烟酸输送泵等信号，以实现阀门控制和发烟酸输送泵控制等的自动控制。

更进一步地，所述可编程逻辑控制器10、光电转换模块15和分布式控制系统通信模块11均装设在控制机柜16中，所述控制机柜16用于提供对存放设备的保护，屏蔽电磁干扰，有序、整齐地排列设备，方便以后维护设备。

更进一步地，所述可编程逻辑控制器10还电性连接有报警器12，所述报警器12固定安装于所述控制机柜16的柜顶。当所述可编程逻辑控制器10接收到所述储罐本体8中发烟酸过高或过低液位的信号时，将控制所述报警器12报警。所述报警器12用于对所述储罐本体8中发烟酸高、低液位进行报警，以提醒工作人员。

更进一步地，所述可编程逻辑控制器10还电性连接有触摸屏13，所述触摸屏13安装于所述控制机柜16内部，所述触摸屏13用于人为控制所述可编程逻辑控制器10的工作，以控制其他设备的工作状态。

在本实施例中，所述光电转换模块15使用profibus通信；所述可编程逻辑控制器10使用西门子s7-200控制器；所述触摸屏13使用威纶触摸屏13(mt8101ie10.1英寸)。

更进一步地，所述雷达液位计一3与所述可编程逻辑控制器10的连接线路上加装有信号隔离器，防止所述雷达液位计一3输出的液位模拟信号受到干扰，而影响所述可编程逻辑控制器10的控制状态。在本实施例中，所述信号隔离器装设于所述控制机柜16中。

更进一步地，所述控制机柜16采用不间断电源(ups)供电。

具体地，在需要装车或倒罐作业时，通过所述触摸屏13可以控制所述气动放酸阀9打开；在发烟酸装车系统发生溢流时，所述控制系统能够自动关闭所述气动放酸阀9；在通过地下槽进行发烟酸储罐间倒罐工作时发生溢流或泄漏时，由于所述气动放酸阀9连接有所述现场操作箱91，所述现场操作箱91包括所述远程及就地开关911，在发生特殊情况时可以通过断开所述远程及就地开关911而手动快速关闭所述气动放酸阀9的阀门。

在本实施例中，如附图3的所述气动放酸阀9的电路原理图，除虚线框内的元件外，其他元件均装设于所述现场操作箱91内。其中，元件k是气动放酸阀9的电磁阀线圈，ka和kb分别是阀门开到位及阀门关到位的限位开关，sa为所述现场操作箱91内的远程及就地开关911；当远程及就地开关911打在就地时，按下开阀按钮sbf，继电器k1得电并自锁，同时电磁阀线圈k得电，阀门开始打开，开到位时ka闭合，继电器k3得电，其常开触点闭合，开到位信号送入可编程逻辑控制器10；关阀门时按下关阀按钮sbs，继电器k1失电，同时电磁阀线圈k失电，阀门开始关闭，关到位时kb闭合继电器k2得电，常开触点闭合，关到位信号送入可编程逻辑控制器10；当操作箱91上的远程及就地开关911打在远程时，阀门的开闭由可编程逻辑控制器10通过触点10-k3来控制。

在本实施例中，如附图4所示，图中101为可编程逻辑控制器10的cpu226模块，102为可编程逻辑控制器10的模拟量处理模块em235,103为profibus-dp通信模块em277；其中，-s1、-s2分别用于将所述气动进酸阀2的开到位、关到位的阀位信号传送到所述可编程逻辑控制器10；-k2、-k3分别用于将所述气动放酸阀9的开到位、关到位的阀位信号送入可编程逻辑控制器10；sa是所述现场操作箱91中的远程及就地开关911，当sa打在远程时，sa闭合信号送入可编程逻辑控制器10的i0.4端；所述雷达液位计一3检测到储罐液位信号送入可编程逻辑控制器10上的ai模块102的a+与a-端，可编程逻辑控制器10对液位信号进行处理，与设定值比较和判断，当液位低于下限设定值，关闭气动放酸阀9；当液位达到上限设定值时，报警，提醒操作人员注意，停止进酸操作；当液位达到上上限设定值时，关闭气动进酸阀2，同时通过与dcs的通信，关闭制酸的输送泵。-k1、-k2分别是气动进酸阀2开和关的控制继电器，开阀门时-k1得电，其常开触点控制气动进酸阀2开的电磁线圈得电，使所述气动进酸阀2打开；关阀门时-k2得电，其常开触点控制气动进酸阀2关的电磁线圈得电，使进气动酸阀2关闭；开与关在可编程逻辑控制器10的程序上进行互锁。–k3是控制放酸阀9的阀门开闭的继电器；–k4是报警继电器，控制所述报警器12报警。

实施例

上述发烟酸储罐监测控制系统的工作原理在于：所述可编程逻辑控制器接收来自所述雷达液位计一、气动进酸阀和气动放酸阀的信号参数，再将接收的信号参数经内部信息整理和计算后传送到所述光电转换模块和分布式控制系统通信模块，所述光电转换模块和分布式控制系统通信模块再向分布式控制系统传送从所述可编程逻辑控制器得到的液位高度、阀门状态和特殊情况下通知关停发烟酸输送泵等信号，以实现阀门控制和发烟酸输送泵控制等的自动控制。

在此过程中，所述雷达液位计二将检测得到的液位信息输送到所述液位显示屏上，工作人员通过所述液位显示屏可以随时得知所述储罐本体中发烟酸的液位情况，从而根据液位情况进行相关工作。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本实用新型权利要求的保护范围之内。