专利名称：密相装填自动控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种自动控制系统及方法，尤其涉及石油化工行业反应设备催化剂颗粒的密相装填自动控制系统及方法。
背景技术：
颗粒物料的装填，尤其是催化剂颗粒的装填工作，在其相关的领域越来越受到重视。目前国内外普遍采用的催化剂装填技术是一种密相装填技术，可以最大限度发挥反应器内催化剂的性能。现有的颗粒物料密相装填设备一般都包括料筒、布料器和其驱动装置，工作时将密相装填装置安装在盛料容器(反应器或料仓)顶部，布料器在驱动装置带动下绕轴旋转，物料经料筒进入布料器，由布料器将物料均匀撒出。其目的都是将颗粒物料在圆筒型料仓或反应器内抛撒成若干同心圆环层层堆积，尽可能达到均匀装填的目的。 现有的密相装填装置工作时，均是参照装填现场实际情况，依据经验确定一个初始装填转速，预装填一段时间后，停机查看装填效果，然后调整转速继续工作，一段时间后再停机查看效果，调整转速继续工作，如此反复进行。这样既影响装填效率，也影响装填平整度以及装填密度。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动控制系统及方法，用于颗粒物料密相装填装置，实现装填过程的自动化、智能化，达到更好的装填效果。本发明采取的技术方案是一种密相装填自动控制系统，包括可编程控制器PLC、变压器、驱动器、开关按钮，以及通过通信接口与PLC通信的触摸屏，其特征在于所述触摸屏包括-数据输入模块，用于输入、修改催化剂装填相关参数，包括装填高度、盛料容器直径、布料器直径、装填密度、装填速度等。-数据存储模块，用于存储输入、输出数据；-数据处理计算模块，用于对输入、输出参数数据进行处理、计算；包括输入信号的编码运算；输出信号的解码运算；-选择模块，用于选择电机的控制方式及触摸屏操作界面；-监视模块，用于显示当前系统运行状态，包括运行方式、运行状态、料面高度所述PLC包括-数据移位单元，用于根据操作指令分别把PLC内部高速计数脉冲值、数据存储模块数据值、控制代码参数值实时移位到PLC编程分配的数据模块中；-数据存储单元，用于存储移位单元传递来的数据；-控制方式确定单元，用于确定电机运行时控制方式，包括手动控制方式和程控方式；-数据计算单元，用于计算电机实时需要转速、料面高度以及装填剩余时间；
-数据信号输出单元，用于输出确定控制方式的脉冲；-步进电机驱动单元，用于将脉冲信号转换成相应的角位移，脉冲信号频率的大小决定电机的转速；-数据比较单元，用于比较料面高度与设定的预装填高度值，当料面高度达到设定值时，电机停止；-数据开关单元，用于接通/断开。一种利用权力要求I所述控制系统控制密相装填的方法，其特征在于包括如下步骤-系统初始化、装填参数设置设定盛料容器直径、装填高度、装填密度、装填速度等;-根据输入的装填参数，PLC计算装填需要时间及电机初始转速；-PLC计算料面高度的变化，当变化值达到设定值时，重新确定转速并发出指令，改变电机转速；-触摸屏显示装填所需时间、剩余时间以及当前转速；-在装填过程中都可以对电机当前转速进行实时修正；-当床层高度值达到设定的预装填高度时，电机停止运行，装填完成。本发明具有如下的有益效果整个控制系统操作简单，界面清晰，智能化程度高，控制精确，将之应用于密相装填过程中可以提高装填效率，减少装填过程的人工干预，而且可以在装填过程中实时修正，确保催化剂密相装填达到最佳效果。
附图是本发明密相装填自动控制系统的结构原理图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。附图和具体实施方式
并不限制本发明要求保护的范围。本发明密相装填自动控制系统主要包括PLC微处理器、与PLC进行通信的触摸屏以及驱动电机转动的驱动器、变压器等。触摸屏主要用于完成装填相关参数的输入，包括出口料高度、反应器直径、布料盘直径、预装填高度、装填密度、装填速度以及修正系数等，并将数据传送至PLC，同时显示当前装填状态，包括操作方式、装填高度、装填速度等；PLC为处理器汇总各种数据，根据设计人员白行编制的程序，完成各种计算并不断发出指令驱动电机以不同转速运转。其具体工作流程为开机进入默认主界面，控制方式为程控，若选择复位，清除PLC数据存储模块；进入参数设置界面，设置装填的相关参数，包括出口料高度、反应器直径、布料盘直径、预装填高度、装填密度、装填速度以及修正系数等，即附图中数据输入模块；返回主界面，此时主界面上将显示出整个装填过程所需时间、剩余时间以及布料器的转速。点击“启动”按钮，装置开始运行，PLC根据装填速度、装填密度、盛料容器直径、床层高度等进行计算料面高度的变化，确定布料器所需新的转速并发出指令，驱动电机改变转速；剩余时间和布料器转速会随着时间的变化而变化并显示在附图监视模块中；点击“停止”按钮，可以暂停设备的运行；设备暂停时，当前装填的相关数据将被PLC数据存储模块，再次点击“启动”按钮，设备在此基础上继续运行。如果要选择手动控制方式，在显示模块中输入“当前转速V”，给定布 料盘转速。点击“启动”按钮，设备以设定转速匀速运行，运行过程中可以时时更改转速，完成装填过程的手动操作。
权利要求
1.一种密相装填自动控制系统，包括可编程控制器PLC、变压器、驱动器、开关按钮，以及通过通信接口与PLC通信的触摸屏，其特征在于 所述触摸屏包括 -数据输入模块，用于输入、修改催化剂装填相关参数，包括装填高度、反应器直径、布料盘直径、装填密度、装填速度等； -数据存储模块，用于存储输入、输出数据； -数据处理计算模块，用于对输入、输出参数数据进行处理、计算；包括输入信号的编码运算；输出信号的解码运算； -选择模块，用于选择电机的控制方式及触摸屏操作界面； -监视模块，用于显示当前系统运行状态，包括运行方式、运行状态、料面高度； 所述PLC包括 -数据移位单元，用于根据操作指令分别把PLC内部高速计数脉冲值、数据存储模块数据值、控制代码参数值实时移位到PLC编程分配的数据模块中； -数据存储单元，用于存储移位单元传递来的数据； -控制方式确定单元，用于确定电机运行时控制方式，包括手动控制方式和程控方式； -数据计算单元，用于计算电机实时需要转速、料面高度以及装填剩余时间； -数据信号输出单兀，用于输出确定控制方式的脉冲； -步进电机驱动单元，用于将脉冲信号转换成相应的角位移，脉冲信号频率的大小决定电机的转速； -数据比较单元，用于比较料面高度与设定的预装填高度值，当料面高度达到设定值时，电机停止； -数据开关单元，用于接通/断开。
2.一种利用权力要求I所述控制系统控制密相装填的方法，其特征在于包括如下步骤 -系统初始化、装填参数设置设定反应器直径、装填高度、装填密度、装填速度等； -根据输入的装填参数，PLC计算装填需要时间及电机初始转速； -PLC计算料面高度的变化，当变化值达到设定值时，重新确定转速并发出指令，改变电机转速； -触摸屏显示装填所需时间、剩余时间以及当前转速； -在装填过程中都可以对电机当前转速进行实时修正； -当床层高度值达到设定的预装填高度时，电机停止运行，装填完成。
全文摘要
本发明公开了一种颗粒物料密相装填装置的自动控制系统，包括可编程控制器PLC、变压器、驱动器、开关按钮，以及通过通信接口与PLC通信的触摸屏，所述触摸屏包括数据输入模块，数据存储模块，数据处理计算模块，选择模块，监视模块；所述PLC包括数据移位单元，数据存储单元，控制方式确定单元，数据计算单元，数据信号输出单元，步进电机驱动单元，数据比较单元，数据开关单元。整个控制系统操作简单，界面清晰，智能化程度高，控制精确，将之应用于密相装填过程中可以提高装填效率，减少装填过程的人工干预，而且可以在装填过程中实时修正，确保催化剂密相装填达到最佳效果。
文档编号G05B19/05GK102862831SQ20121036382
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者刘雪东, 刘文明, 姚晟, 冯永康, 黄宇新, 潘兵, 王烨 申请人:常州大学