安防報警系統(tǒng)在萃取液面控制中的研究與設(shè)計

劉志信，王文，郭金妹，黃小群，戴裕龍

安防報警系統(tǒng)在萃取液面控制中的研究與設(shè)計

劉志信1，王文1，郭金妹2，黃小群1，戴裕龍1

（1.江西金世紀新材料股份有限公司，江西 南昌 330000；2.江西應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院，江西 贛州 343000）

為了有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和減少工作人員工作量，在研究傳統(tǒng)萃取技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了萃取液面報警系統(tǒng)對萃取液面實現(xiàn)實時智能監(jiān)控的方法。系統(tǒng)通過干簧管不斷采集萃取液面信號，當(dāng)液面出現(xiàn)液位過高的故障時，將信號送至報警模塊中進行初步分析，同時通訊主機采集報警信號，將信號送至上位機進行實時顯示，并通過聲光報警器和電子地圖對故障信號進行有效提示，實現(xiàn)對萃取液面故障的自動報警智能控制。相較于傳統(tǒng)方法，此設(shè)計有效杜絕了液位過高導(dǎo)致液體外溢的故障，極大提高了產(chǎn)品質(zhì)量和工作人員工作效率。

安防報警系統(tǒng)；萃取液面控制；智能控制；萃取區(qū)

1 引言

在濕法物料冶煉過程中，萃取是控制過程中主要的工序。萃取槽萃取時需使用各種電器設(shè)備，如攪拌電機、攪拌皮帶、攪拌漿等，這些設(shè)備在長時間工作中容易出現(xiàn)電機故障、傳動皮帶斷開、攪拌漿脫落、漿葉斷裂等系列問題。出現(xiàn)故障時，萃取槽內(nèi)前級設(shè)備注入的原液不斷增加，后級設(shè)備由于電機故障沒有抽力導(dǎo)致液位不斷上升，如果發(fā)現(xiàn)不及時，料液就會溢出萃取槽，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量事故和貴重料液的損耗。

為了解決這一故障，傳統(tǒng)的做法是采用人工定期巡查。但這也只能發(fā)現(xiàn)電機和傳送皮帶等設(shè)備的表面故障，而諸如攪拌漿脫落或漿葉斷裂等在槽體內(nèi)的故障，難以被及時發(fā)現(xiàn)，實際生產(chǎn)中全憑工人的工作經(jīng)驗來判斷。傳統(tǒng)做法不僅會增加員工勞動強度，而且也無法完全杜絕萃取槽內(nèi)萃取液體外溢，因此，針對上述問題，較多企業(yè)在不斷尋求新的技術(shù)和方法。

本文立足于當(dāng)前企業(yè)現(xiàn)狀，結(jié)合傳統(tǒng)技術(shù)的不足，提出了一種采用安防報警系統(tǒng)對萃取液面實現(xiàn)實時監(jiān)控的方法。本系統(tǒng)將安防報警系統(tǒng)應(yīng)用于物料萃取液面的監(jiān)控過程中，實現(xiàn)了對萃取液面的智能監(jiān)控，有效提高了產(chǎn)品質(zhì)量和員工工作效率。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計

為減輕員工勞動強度，保證生產(chǎn)正常有序進行，解決因設(shè)備故障原因引起冒槽等問題，本文對傳統(tǒng)萃取控制工序做了改進。主要采取的技術(shù)方案是利用市場上技術(shù)比較成熟的安防報警系統(tǒng)，結(jié)合干簧管的工作原理，讓它們有機聯(lián)系起來，組成萃取液面報警系統(tǒng)。萃取液面報警系統(tǒng)包括上位機、通訊主機、報警模塊、聲光報警器、萃取槽內(nèi)的干簧管和浮球，以及為了增加監(jiān)控數(shù)量而在通訊主機上連接的中繼器。

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖

通訊主機為系統(tǒng)核心部件；干簧管為探測設(shè)備；報警模塊主要采集報警信號，并將信號送給主機處理；聲光報警器和電子地圖為輸出信號。通訊主機建立在多級通訊網(wǎng)絡(luò)平臺上，可接收萃取區(qū)報警裝置各報警點的報警信號，通過總線方式對開關(guān)信號進行傳輸和處理，具有報警響應(yīng)時間短、系統(tǒng)容量大、可靠性高、數(shù)據(jù)安全、擴充性強、施工簡單、操作方便等特點。各報警點輸出的報警信號為開關(guān)信號，是干簧管在永久磁鐵中通過上下移動而產(chǎn)生的開關(guān)狀態(tài)變化所產(chǎn)生的信號。開關(guān)信號具體的觸發(fā)過程為：觸發(fā)浮球內(nèi)的永久性磁鐵伴隨著液位的升高而升高，慢慢靠近上方固定好的干簧管，其中干簧管在預(yù)設(shè)時可以為常開或常閉狀態(tài)的一種，且所有的萃取區(qū)報警裝置的干簧管必須保持一致的預(yù)設(shè)狀態(tài)。當(dāng)不同萃取槽的觸發(fā)浮球上升到預(yù)設(shè)的報警液位時，使干簧管改變原來的開關(guān)狀態(tài)，進而觸發(fā)報警，通訊主機上的指示燈可顯示模塊的對應(yīng)位置，同時萃取槽的指示燈也可單獨亮起報警燈。為了給工作人員更強的提示，本系統(tǒng)還在指示燈顯示模塊上增加聲光報警器，只要指示燈顯示模塊中的任一指示燈的報警燈亮起，聲光報警器便會觸發(fā)啟動。

為了增加通訊主機的監(jiān)控萃取槽的監(jiān)控數(shù)量，系統(tǒng)采用中繼器對信號進行放大，采取更多萃取區(qū)報警裝置的報警信號。一個報警系統(tǒng)主機最多可接1 024個報警區(qū)，通訊距離可達2 400 m。同時配合指示燈顯示模塊的指示燈指示，可根據(jù)現(xiàn)場實景實現(xiàn)的電子地圖，對報警點一目了然，極大地提高了工作人員的監(jiān)控和處理故障效率。

3 觸發(fā)系統(tǒng)設(shè)計

本系統(tǒng)的觸發(fā)系統(tǒng)由干簧管和浮球組成。具體結(jié)構(gòu)如下：先在萃取槽內(nèi)固定PVC管，與槽內(nèi)的液體有相對接觸的位置；并將干簧管固定在PVC管里，深度為萃取槽需觸發(fā)報警的液位高度；同時用PVC材質(zhì)做—個圓形可沿PVC管上下無磨擦運動的浮球，將永久性磁鐵置于觸發(fā)浮球內(nèi)。干簧管通過10 kΩ電阻將信號送入報警裝置，其中接入電阻的作用為減小信號對系統(tǒng)的干擾。

干簧管的接線如圖2所示。

圖2 干簧管接線圖

當(dāng)萃取液面發(fā)生故障時，液面升高，浮球跟著升高，到達預(yù)警位置時，浮球內(nèi)永久性磁鐵觸發(fā)干簧管，使得開關(guān)信號常開閉或者常閉開。報警裝置接到干簧管的開關(guān)信號，并將信號傳輸至通訊主機，而主機上設(shè)有與報警設(shè)備相對應(yīng)的指示燈和聲光報警器，進而實現(xiàn)對故障萃取液面的實時監(jiān)控和報警。

4 通訊主機設(shè)計

本系統(tǒng)采用的通訊主機型號為ZTTM-AL2400的通訊模塊。在實際連接中，根據(jù)通訊主機AL2400的型號可任意設(shè)定多個功能區(qū)，其本身帶有8個報警點，同時可通過總線擴展至1 024個報警點。系統(tǒng)對報警區(qū)進行分區(qū)管理，最多有128個分區(qū)。系統(tǒng)采用雙絞線輸出，通過中繼對報警點進行擴展，通訊距離支持雙通訊總線輸出，最長可達2 400 m。通訊模塊采用RS232通訊線與上位機電腦進行連接，工作人員通過上位機可對報警信號進行實時顯示和監(jiān)控。當(dāng)AL2400通訊主機采集到報警信號，將報警信號輸出，驅(qū)動聲光報警器發(fā)出聲光報警和報警燈光電子地圖顯示。中繼器對信號進行放大，提升了總線帶載能力。中繼器可將1個進線通道分成8個出線通道，各個出線通道可帶1～128臺報警設(shè)備，且每個出線通道通訊距離都可達到1 200 m。系統(tǒng)通訊線路如圖3所示。

圖3 干系統(tǒng)通訊線路圖

5 結(jié)束語

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本技術(shù)新穎，在萃取工序的每個萃取槽上都設(shè)置了單獨的萃取區(qū)報警裝置，可以準確高效地監(jiān)測每個萃取槽的液位是否過高，一旦過高就及時反饋至通訊主機的指示燈顯示模塊上。指示燈顯示模塊構(gòu)建了一個電子地圖，并發(fā)出聲光報警進行有效提示，使工作人員只需通過觀看顯示屏來完成監(jiān)測工作，通過聲光報警器及時發(fā)現(xiàn)和解決故障，在極大提高工作效率的同時，也提高了萃取區(qū)監(jiān)控的準確性，杜絕了萃取槽內(nèi)液體因設(shè)備問題而外溢。本文將安防報警系統(tǒng)應(yīng)用于物料萃取液面的監(jiān)控過程中，實現(xiàn)了對萃取液面的智能監(jiān)控，極大降低了工作人員工作強度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，具有一定的推廣應(yīng)用價值。

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2095－6835（2020）10－0143－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2020.10.064

〔編輯：嚴麗琴〕