专利名称：用配方程序控制粘胶短纤维黄化的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种粘胶短纤维黄化的工艺，特别是涉及一种用配方程序控制粘胶短纤维黄化的工艺。
背景技术：
黄化工艺是粘胶短纤维工艺生产中粘胶制备最重要的工序，主要是碱纤维素与CS2进行反应生产纤维素黄酸酯的过程。
目前国内粘胶短纤维生产厂家一条生产线采用两台黄化机进行粘胶制备，每台黄经化机各自对应一台溶解桶来进行溶解。两台黄化机共用着加碳管道，加碱罐，真空泵，粗均化器等设备。对黄化工艺的控制一般为一台黄化机一批料反应生产完毕后，进入等待状态，由操作工手动干预转为另一台黄化机反应开始。控制手段落后，生产效率低，劳动强度高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中控制手段落后，生产效率低等缺陷，提供一种生产效率高、用DCS控制系统及其Batch配方软件自动控制生产的控制粘胶短纤维黄化的工艺。
解决上述技术问题采用以下技术方案一种用配方程序控制粘胶短纤维黄化的工艺，包括美国INVENSYS公司的I/A series DCS控制系统及其Batch配方软件，所述的工艺设备包括真空泵、加碳管道、称量斗以及黄化机，粗均化器、碱罐、排风机、电机、阀门，该工艺分为黄化和溶解工序，其特征在于，黄化工序中需要的设备分别用DCS控制组态软件控制，其中控制黄化工序电机功能块的输入、输出端与电机连接，阀门功能块的输入、输出端与阀门连接，电机、阀门功能块用DCS控制软件编写；所述的工艺步骤是，干法黄化将碱纤称量后放入黄化机内，用真空泵将黄化机抽成真空后，通过加碳管道往黄化机内加入CS2，CS2以气体形态在黄化机内与碱纤反应后，黄化反应结束；溶解黄化反应结束后，往黄化机内再加入低温碱进行溶解，所加的低温碱占总碱量的1/2，溶解时间为1小时，即制得粘胶短纤维成品。
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点1.使用两台黄化机，当其中一台设备出现故障时，其它设备可以不受其影响，正常进行生产。故障设备在维修时，需要执行某个步骤时，可以通过配方程序的手动执行程序将其实现，而不影响其恢复正常使用时程序的执行。加大设备生产能力，由原来的年产能力20000吨，提升为年产能力35000吨，生产效率高。
2.自控水平高，实现集中控制，不仅提高了劳动生产率，也大大提高了操作的稳定性和准确性，保证了产品的质量，降低了劳动强度。
附图1是本发明黄化、溶解步骤流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
本发明采用两套黄化机、溶解机及相关设备。采用美国INVENSYS公司的I/A series DCS控制系统及其Batch配方软件。配方软件包括顺序功能块、监视功能块、计时器及宏观调控程序。由于两套黄化机及两套溶解机的控制程序相同，本实施例对1#黄化机和1#溶解机的控制程序进行详细说明。
本工艺中使用的器械包括真空泵、加碳管道、称量斗以及黄化机，粗均化器、碱罐、排风机、电机、阀阀门，该工艺分为黄化和溶解两道工序，工序中需要的设备分别用DCS控制组态软件控制，其中控制黄化工序电机功能块的输入、输出端与电机连接，阀门功能块的输入、输出端与阀门连接，电机、阀门功能块用DCS控制软件编写。所述的工艺步骤是，干法黄化将碱纤称量后放入黄化机内，用真空泵将黄化机抽成真空后，通过加碳管道往黄化机内加入CS2，CS2以气体形态在黄化机内与碱纤反应60分钟后，黄化反应结束。溶解黄化反应结束后，往黄化机内再加入低温碱进行溶解，所加的低温碱占总碱量的1/2，溶解时间为1小时，即制得粘胶短纤维生产中粘胶。
参见附图1，黄化工序将其分为二十八个步骤，溶解分为十个步骤。先将一台黄化机启动开始运行，待其运行到合适的中间步骤，即本批料已使用完真空泵、加碳管道、称量斗，另一台黄化机具备开始生产的条件，开始运行。两台黄化机交错运行。具体步骤是，1～13步为检查黄化机设备状态、进料、抽真空、加CS2进行干法黄化，此段时间内使用的共用设备为称量斗、真空泵、加CS2管道。14～28步为黄化反应结束后，加入一定量的低温碱进行溶解，即制好生产需要的粘胶。此段时间内使用的共用设备为粗均化器、碱罐、排风机。
溶解从黄化机运行到黄化反应完全结束后准备放料的第23步开始，对应着黄化机的运行步骤进行着相应的溶解程序。当第一台黄化机运行完前13个步骤时，第二台黄化机开始运行，两台黄化机交替运行。用美国INVENSYS公司的I/A series DCS控制系统及其Batch配方软件来控制黄化机的运行。具体控制步骤是首先使用稳定性高的DCS控制组态软件对黄化工序中需要控制的设备如电机、阀门等进行设备本身状态的控制程序组态即电机功能块，阀门功能块进行控制。
本发明的电机功能块包括三大部分输入部分、逻辑控制部分、输出部分。以第一台黄化机为例，电机功能块的输入端与称量斗出料电机EU14046、EU14053、EU14058，放料电机EU14060，真空泵EU14008，黄化低速电机EU14036，黄化中速电机EM14037，黄化高速电机EH14037，粗均化器电机EU14092和粗均化器下粘胶泵EU14094的反馈信号连接，输出端与继电器连接。电机功能块的输入端根据各电机输入的各项状态进行逻辑分析判断，发出命令，通过继电器将信号送至电气控制室的各电机电气柜。
阀门功能块与电机功能块类似，也包括输入部分、逻辑控制部分、输出三大部分。阀门功能块的输入端与抽真空阀门KS14058，黄化机排风阀门KS14059，黄化机夹套水加热阀门KS14060，黄化机出料阀门KS14061，黄化机出料阀门销子阀门KS14062，黄化机通风阀门KS14173的反馈信号连接，输出端与现场阀门连接，继电器与控制室的DCS控制系统连信接。
通过电机、阀门功能块，可以保证运行设备时刻处于安全状态，是整个黄化工艺控制的基础。
黄化工艺的控制步骤共28个，具体步骤如下将接受工艺要求的命令，接收电气控制室及现场反馈回来的信号给电机、阀门功能块，输出命令。
第一步开始。第一步程序开始，本步相位为1，启动本步计时器，首先对黄化工艺相关的各电机、阀门进行本步状态初始化，即关闭所有电机阀门，本步骤结束。
第二步等待。第二步程序开始，本步相位为2，启动本步计时器，打开阀门KS14052、KS14053、KS14059，关闭所有电机及其余阀门，检查溶解机和称量斗，使其达到规定要求，本步骤结束。
第三步安全排放。第三步程序开始，本步相位为3，启动本步计时器，打开KS14052、KS14053、KS14059、KS14061、KS14062，关闭所有电机及其余阀门，关闭所有电机及所有阀门，本步骤结束。本步相位参数time＝15s第四步真空测试。第四步程序开始，本步相位为4，启动本步计时器，启动EU14008、打开KS14010、KS14013、KS14056、KS14058、KS14060，关闭其余电机及阀门，当黄化机内压力达到设定值时，本步骤结束。本步相位参数设定值＝0.6bar。
第五步排空。第五步程序开始，本步相位为5，启动本步计时器，打开KS14053、KS14060，关闭其余电机及阀门，检测黄化机内压力是否达到本步设定参数，KS14053是否已打开？满足条件后，本步骤结束。本步相位参数设定参数＝1.1bar第六步打开碱纤下料阀。本步相位为6，启动本步计时器，启动EU14036，打开KS14052、KS14060、KS14173，关闭其余电机及阀门，检测黄化机低速搅拌是否启动，查看阀门KS14052是否处于打开状态，若不满足条件，则启动该电机，打开KS14052，满足条件后本步骤结束。
第七步黄化机进料。第七步程序开始，本步相位为7，启动EU13046、EU13053、EU13058、EU13060、EU14036，打开KS14052、KS14060、KS14173，关闭其余电机及阀，检测称量斗是否已放完料，启动本步计时器，计时至设定时间。停止EU13046、EU13053、EU13058。本步相位参数time＝20s第八步关闭黄化碱纤下料阀。第八步程序开始，本步相位为8，启动本步计时器，关闭所有电机及阀门，检测EU13046、EU13053、EU13058、EU13060、KS14052是否已关闭或停止，满足条件后本步骤结束。
第九步抽真空。第九步程序开始，本步相位为9，启动EU14008，打开KS14010、KS14013、KS14056、KS14058，关闭其余电机及阀门，当黄化机内压力达到本步设定参数时，本步骤结束。本步相位参数设定值＝0.13bar第十步真空检测。第十步程序开始，本步相位为10，启动本步计时器，启动EU14036，关闭其余电机及阀门，检测黄化机内压力是否达到设定值1？黄化搅拌电机功率是否达到设定值2？此时CS2的累计流量是否小于5？控制计时器时间是否达到相位参数设定时间？若满足这些条件后，本步骤结束。本步相位参数设定值1＝0.18bar，设定值2＝35KW，本步相位时间Time＝60s第十一步加CS2。第十一步程序开始，本步相位为11，启动本步计时器，启动EU14036，打开KS14003、KS14005，关闭其余电机及阀门，黄化机内加入CS2，检测CS2加入量是否达到设定值或控制计时器时间是否达到相位参数设定时间？只要满足其中一个条件，本步骤结束。本步相位参数CS2加入量设定值＝20000L，本步相位时间time＝1200s第十二步黄化1。第十二步程序开始，本步相位为12，启动本步计时器，启动EU14036，关闭其余电机及阀门，检测计时器时间是否达到相位时间，满足条件后，本步骤结束。本步相位参数time＝1500s第十三步黄化2。第十三步程序开始，本步相位为13，启动本步计时器，启动EU14036，关闭其余电机及阀门，检测黄化机内压力是否达到设定值1，再稍后压力是否达到设定值2？黄化机内温度是否达到设定值3？满足条件后，本步骤结束。本步相位参数设定值1＝0.85bar，设定值2＝1.0bar，设定值3＝30℃第十四步黄化结束。第十四步程序开始，本步相位为14，启动本步计时器，启动EU14036，关闭其余电机及阀门，检测溶解碱罐液位是否达到设定值1？溶解碱罐内碱量是否达到设定值2，若满足条件后，本步骤结束。本步相位参数设定值1＝85％，设定值2＝23000L第十五步溶解碱加入1。第十五步程序开始，本步相位为15，启动本步计时器，启动EU14036，打开KS14024、KS14027、KS14054，关闭其余电机及阀门，检测溶解碱液位是否达到设定值？满足条件后，本步骤结束。本步相位参数设定值＝25％第十六步搅拌。第十六步程序开始，本步相位为16，启动本步计时器，启动EM14037，关闭其余电机及阀门，检查计时器，当计时时间达到相位设定时间时，本步骤结束。本步相位参数time＝60s第十七步通风。第十七步程序开始，本步相位为17，启动本步计时器，启动EM14037，打开KS14053，关闭其余电机及阀门，检测KS14053是否打开，检查计时器，当满足这些条件后，本步骤结束。本步相位参数time＝30s第十八步打开黄化机。第十八步程序开始，本步相位为18，启动本步计时器，启动EM14037，打开KS14053、KS14059，关闭其余电机及阀门，检查计时器，计时器时间达到相位设定时间，本步骤结束。本步相位参数time＝30s第十九步排放。第十九步程序开始，本步相位为19，启动本步计时器，启动EU14036，打开KS14053、KS14059，关闭其余电机及阀门，准备好1#溶解机，检查计时器，计时器时间达到相位设定时间，本步骤结束。本步相位参数time＝30s第二十步预排料。第二十步程序开始，本步相位为20，启动本步计时器，启动EM14037、EU14092，打开KS14053、KS14059，关闭其余电机及阀门，检测EU14092是否启动，溶解机进料阀门KS14100是否已打开，在宽间隙工作的细均化器数量是否大于2，满足这些条件后，准备往1#溶解机进料，本步骤结束第二十一步排料1。第二十一步程序开始，本步相位为21，启动本步计时器，启动EM14037、EU14092、EU14094，打开KS14053、KS14059、KS14061、KS14062，关闭其余电机及阀门。检测溶解桶液位是否达到设定值？计时器时间是否达到相位参数设定值，满足这些条件后，本步骤结束，本步相位参数设定值＝70％，TIME＝30s第二十二步溶解碱加入2。第二十二步程序开始，本步相位为22，启动本步计时器启动EM14037、EU14092、EU14094，打开KS14024、KS14027、KS14053、KS14054、KS14059、KS14061、KS14062，关闭其余电机及阀门，计时器时间达到相位设定时间，本步骤结束。本步相位参数TIME＝30s第二十三步关黄化机。第二十三步程序开始，本步相位为23，启动本步计时器，启动EM14037、EU14092，打开KS14053、KS14059，关闭其余电机及阀门，检测KS14061、KS14062是否已关闭，满足条件后，本步骤结束。
第二十四步溶解碱加入3。第二十四步程序开始，本步相位为24，启动本步计时器，启动EM14037、EU14092，打开KS14025、KS14027、KS14053、KS14054、KS14059，关闭其余电机及阀门，检测溶解碱罐液位是否达到设定值，检查计时器时间是否达到相位参数设定值，满足这些条件后，本步骤结束。本步相位参数设定值＝5％，TIME＝100s第二十五步冲洗。第二十五步程序开始，本步相位为25，启动本步计时器，启动EH14037、EU14092、EU14094，关闭其余电机及阀门，检查计时器，时间达到相位参数设定值，本步骤结束。本步相位参数TIME＝240s第二十六步放料2。第二十六步程序开始，本步相位为26，启动本步计时器启动EU14036、EU14092、EU14094，打开KS14053、KS14059、KS14061、KS14062，关闭其余电机及阀门，检测溶解桶液位是否达到设定值？检查计时器，计时器时间达到相位参数设定值，满足这些条件后，本步骤结束。本步相位参数设定值＝85％，TIME＝60s第二十七步黄化机排空。第二十七步程序开始，本步相位为27，启动本步计时器，启动EU14036，打开KS14052、KS14053、KS14059、KS14060、KS14061、KS14062，关闭其余电机及阀门，检查计时器，计时器时间达到相位参数设定值，本步骤结束，结束后查看生产批次是否变化，分为两步进行，若无变化转向第二步的开始，若有变化转向第二十八步的开始。本步相位参数TIME＝240s第二十八步结束。第二十八步程序开始，本步相位为28，启动本步计时器对黄化工艺相关的各电机、阀门进行本步状态初始化，即关闭所有电机阀门，本步骤结束溶解机相关设备有细均化器电机EU14104、EU14108、EU14112、EU14204、EU14208细均化调偏电机EU14105、EU14109、EU14113、EU14205、EU14209溶解桶下方粘胶泵EU14120、EU14122、EU14220进胶阀门KS14100胶循环阀门KS14101出胶阀门KS141021#溶解机的配方程序为第一步准备第一步程序开始，本步相位为1，启动本步计时器对溶解工艺相关的各电机、阀门进行本步状态初始化，即关闭所有电机阀门，本步骤结束第二步等待。第二步程序开始，本步相位为2，启动本步计时器，启动调偏电机，让它们都调至宽间隙位置，关闭其余所有电机及阀门，检测溶解机是否准备好，查看1#黄化机是否在第20步？满足这些条件后，本步骤结束第三步放料1。第三步程序开始，本步相位为3，启动本步计时器，启动细均化电机，打开KS14100，关闭其余电机及阀门，检测溶解桶液位是否达到设定值？满足条件后，本步骤结束本步相位参数设定值＝70％
第四步粗均化。第四步程序开始，本步相位为4，启动本步计时器，启动粘胶泵，打开KS14101，关闭其余电机及阀门，计时器时间达到相位参数设定值后，本步骤结束，本步相位参数TIME＝20s第五步放料2。第五步程序开始，本步相位为5，启动本步计时器，启动细均化电机，打开KS14100，关闭其余电机及阀门，检测溶解桶液位是否达到设定值？满足条件后，本步骤结束。本步相位参数设定值＝85％第六步调宽间隙。第六步程序开始，本步相位为6，启动本步计时器，启动粘胶泵、细均化电机，打开KS14101，关闭其余电机及阀门，计时器时间达到相位参数设定值后，本步骤结束。本步相位参数TIME＝30s第七步调小间隙。第七步程序开始，本步相位为7，启动本步计时器，启动粘胶泵、细均化电机、调间隙电机(运行至窄间隙位置)，打开KS14101，关闭其余电机及阀门，计时器时间是否已达到相位参数设定值，后面工序中的粘胶桶是否具备放料条件？满足这些条件后，本步骤结束。本步相位参数TIME＝3600s第八步切换。第八步程序开始，本步相位为8，启动本步计时器启动粘胶泵、细均化电机，打开KS14102，关闭其余电机及阀门，检测KS14101是否关闭，KS14102是否打开，满足条件后，本步骤结束第九步排料。第九步程序开始，本步相位为9，启动本步计时器，启动粘胶泵、细均化电机、调间隙电机(运行至宽间隙位置)，打开KS14102，关闭其余电机及阀门。检测溶解桶液位是否达到设定值，生产批次是否有变化？若无变化，转向第二步的开始，本步骤结束。若有变化，转向第十步的开始，本步骤结束。本步相位参数设定值＝3％第十步结束第十步程序开始，本步相位为10，启动本步计时器对溶解工艺相关的各电机、阀门进行本步状态初始化，即关闭所有电机阀门。本步骤结束每个配方步骤都执行对应本步的条件检测，只有满足检测条件，才能转到下一步骤。
权利要求
1.一种用配方程序控制粘胶短纤维黄化的工艺，包括美国INVENSYS公司的I/A series DCS控制系统及其Batch配方软件，所述的工艺设备包括真空泵、加碳管道、称量斗以及黄化机，粗均化器、碱罐、排风机、电机、阀门，该工艺分为黄化和溶解工序，其特征在于，黄化工序中需要的设备分别用DCS控制组态软件控制，其中控制黄化工序电机功能块的输入、输出端与电机连接，阀门功能块的输入、输出端与阀门连接，电机、阀门控制功能块用DCS控制软件编写；所述的黄化工艺步骤是，干法黄化将碱纤称量后放入黄化机内，用真空泵将黄化机抽成真空后，通过加碳管道往黄化机内加入CS2，CS2以气体形态在黄化机内与碱纤反应后，黄化反应结束；溶解黄化反应结束后，往黄化机内再加入低温碱进行溶解，所加的低温碱占总碱量的1/2，溶解时间为1小时，即制得粘胶短纤维生产中粘胶。
2.根据权利要求1所述的用配方程序控制粘胶短纤维黄化的工艺，其特征在于，所述的黄化机为两台，先将一台黄化机启动运行，待第一批料使用完真空泵、加碳管道、称量斗后，再启动另一台黄化机运行，两台黄化机交错运行。
3.根据权利要求1或2所述的用配方程序控制粘胶短纤维黄化的工艺，其特征在于，两台黄化机运行步骤是，1～13步为检查黄化机设备状态、进料、抽真空、加CS2进行干法黄化，此段时间内使用的共用设备为称量斗、真空泵、加CS2管道；14～28步为黄化反应结束后的溶解步骤，此段时间内使用的共用设备为粗均化器、碱罐、排风机，用碱罐往黄化机内加入低温碱进行溶解，即制好生产需要的粘胶。
4.根据权利要求1或3所述的用配方程序控制粘胶短纤维黄化的工艺，其特征在于，所述的溶解工序从黄化机运行到黄化反应完全结束后准备放料的第23步开始，对应黄化机的运行步骤进行溶解程序。
全文摘要
一种用配方程序控制粘胶短纤维黄化的工艺，包括DCS控制系统和配方软件，分为黄化和溶解工序，黄化工序所需设备分别用DCS控制组态软件控制，控制黄化工序电机功能块的输入、输出端与电机连接，阀门功能块的输入、输出端与阀门连接，电机、阀门控制功能块用控制软件编写；黄化工艺步骤是，干法黄化将碱纤放入黄化机内，用真空泵将黄化机抽成真空后，通过加碳管道往黄化机内加入CS2，CS2以气体形态在黄化机内与碱纤反应后，黄化反应结束；溶解；黄化反应结束后，往黄化机内再加入低温碱进行溶解，即制得粘胶短纤维生产中粘胶。本工艺自控水平高，实现了集中控制，劳动生产率高，操作稳定性和准确性强，产品质量高，劳动强度低。
文档编号C08B9/00GK1986571SQ200610102080
公开日2007年6月27日 申请日期2006年10月24日 优先权日2006年10月24日
发明者马连明, 彭宴星, 陶加满, 刘桂红, 戚春颖, 张杰颖, 常福柱, 王晓玲 申请人:唐山三友集团化纤有限公司