NHR系列仪表在专用树脂生产自动化控制系统中的应用分析

一、摘要

考虑到专用树脂生产工艺自动化程度较低，频繁需要人工操作，误操作的风险较大，河北某树脂厂通过自主研发改进，将部分人工操作实现自动化，提高了生产系统自动化水平，降低了劳动强度，确保了生产系统高效运行。在专用树脂生产的自动化控制系统中，NHR系列仪表主要实现信号采集、测量、控制、积算、记录、组网通信等功能，该产品是依据GB/T 34049-2017开发的产品，主要解决流量测量、流量计量、流量批量控制、流量组网而设计的产品。产品的EMC设计符合GB/T17626.2-11相关规定，同时产品取得了CE认证。

二、产品的市场背景

河北某树脂厂采用微悬浮聚合法生产专用树脂，产品广泛应用于壁纸、医用手套、玩具和运动地板等领域。在生产过程中由于所采用的生产工艺自动化水平较低，在生产需要人工操作的次数比较频繁，其次必须严格监控各项工艺指标和严格按照操作规程执行，为此为解决树脂生产碰到的诸多问题，该厂引入新的控制理念，对聚合釜涂釜操作和消泡剂、降粘剂加入操作实施智能自动化控制，经过系列设备改造，自动化水平得到进一步的提升。

三、产品的主要技术原理

1、聚合釜涂釜操作

改造前聚合釜涂釜操作需要人工手动喷涂，涂釜管线用黑胶皮管连接自动手枪喷枪，在聚合 釜入料之前手动往釜壁四周进行喷涂，由于使用手动喷枪，在涂釜过程中釜顶、搅拌、釜底等部分死角无法喷涂，釜壁涂层厚度受人为因素影响薄厚不均且存在漏涂等情况。另外，涂釜后的冲洗采用临时软管进行人工操作，同时存在冲洗不彻底等问题。涂釜改造前，由于整体涂釜效果差给生产带来诸多不利影响。首先，釜壁大量结垢直接影响聚合釜的换热能力，聚合反应热移出速率下降，且聚合过程中生成的渣子较多，造成原辅材料消耗上升，其次，聚合釜清理困难，频繁造成人工下釜清理料块，时间长、劳动强度大、影响产量；再次黑 胶皮软管链接密封性不严，容易发生涂釜液外漏，接口处崩开造成职工身上喷溅大量涂釜液现象时有发生，操作环境恶劣。

改造后引入了自动涂釜装置，在聚合釜釜顶增加两台电动喷淋阀，配套增设一台涂釜液泵、一台冲洗水泵和一台涂釜液储罐。涂釜液贮存在涂釜液罐中，从贮罐送来规定量的涂釜液，经蒸汽气化注入到聚合釜的冲洗水管道中，蒸汽和涂釜液混合物经聚合釜顶的电动喷淋阀喷入到聚合釜中，在聚合釜内的釜壁和内部部件表面上固化，自动涂釜工艺流程示意图见图1所示。

2、消泡剂、降粘剂加入操作

改造前聚合釜反应完成后需要向釜内加入消泡剂 和降粘剂，由于粘剂罐在聚合釜上方，距离地面高约3m ，每次操作人员都需要使用移动梯架将消泡剂、降粘剂手提至车上向罐内加入，由于降粘剂罐周围管线较多存在一定程度阻挡，易造成药剂洒落污染操作环境，甚至因加入口阀门忘关造成操作事故。

改进后消泡剂/降粘剂自动加入装置，在聚合釜周边单独增加1台消泡剂罐、1台 降粘剂罐并设置1台加料泵，消泡剂罐和降粘剂罐平均一周配置一次，需要向釜内加入助剂时，只需要流量计准确计量加入到原有降粘剂罐内即可，自动加入工艺流程示意图见图2所示。

四、产品的应用

河北某专用树脂厂的生产工艺联锁简图见图3所示。

整个专用树脂生产工艺所需要检测的包括离子膜的停车信号、氢气总管压力、氯气总管压力、循环水总管压力、吸收水泵压力和合成炉的氢氯比值等，在合成炉运行过程中 ，需要控制循环水总管压力持续90秒，吸收水泵压力持续180秒，合成炉氢氯比值持续1秒，然后合成炉紧急灭炉 ，实现联锁关闭相关阀门并充入氢气。

合成炉反应仪表配置：

1、NHR-5700C多回路测量显示控制仪

实现氢气总管压力、氯气总管压力、循环水总管压力、吸收水泵压力等信号检测

2、NHR-8300系列8路彩色调节无纸记录仪

实现合成炉氢氯比值控制，将NHR-8300系列8路彩色调节无纸记录仪的通道1作为控制回路的输入通道，控制回路的比值设定作为通道2，通道2进行 kx迁移，这样 就实现了 a=kb的比值调节

专用树脂生产的聚合釜自动涂釜操作仪表配置：

NHR-5600A流量积算控制仪

实现聚合釜涂釜蒸汽气化计量、涂釜液流量计量和冲洗水流量计量和检测

在实际应用时，仪表就可以准确的根据频率来积算物料的流量，按用户所设定的值适时关闭电磁阀，达到准确的批量控制下料。引入自动涂釜操作 ，实现自动化改造，结合使用进口涂釜液，防涂釜效果大大提高，渣子料比改造前降低明显，自动涂釜的操作在密闭的聚合釜内进行，自动涂釜过程不会对现场环境造成影响，成功实现了改造职工工作环境和降低职工劳动强度的预期目标。

专用树脂生产的消泡剂、降粘剂的自动操作仪表配置

NHR-5600A流量积算控制仪

实现消泡剂、降粘剂自动操作中助剂计量和检测

在实际应用时，仪表就可以准确的根据频率来积算物料的流量，按用户所设定的值适时关闭电磁阀，达到准确的批量控制下料。引入消泡剂、降粘剂的自动操作，每次向聚合釜内加入助剂时，只需要启动自动加入程序，由流量计准确计量加入降粘剂罐内，加入量达到设定值即可，无需认为干预，显著降低职工的劳动强度，避免人工加入时助剂洒落，工作环境进一步得到改善 。

产品图片

NHR-5600A流量积算仪

NHR-5700C多路巡检仪

NHR-8300比值控制器

五、结束语

综合上面两个工序的工艺控制 ，NHR系列仪表能较好的适用于自动化系统中的信号检测、流量计量和比值控制的场合。通过自动化改造，提高了设备的利用率，大大减少了人为故障。再结合整个系统的控制算法模型及DCS等智能自动化工具，对整个生产的流程进行在线检测、监测、诊断和智能控制，以实现各种最佳的经济指标，提高了经济效益和劳动生产率，同时节约能源、改善劳动条件、保护环境。为企业稳定产量、质量及环境保护、安全生产提供了必要的保证。

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