基于PLC的连续氧化过程控制系统设计

曾明辉，谈宏华

（武汉工程大学 电气信息学院，武汉430000）

某些化工产业采用人工操作的模式，反应物由工人倒入反应釜中再进行人工搅拌[1]。生产环境恶劣对操作人员的健康有危害，自动化程度低，而且精准性和各过程量的检测能力都很差。随着PLC 技术的发展，控制系统的可靠性、稳定性、准确性都得到了极大的改善[2-3]，生产过程朝着无人化、智能化发展。本设计采用PLC S7-1500 为主要控制核心部件，通过4～20 mA 信号或Modbus 通讯协议检测各流量传感器、温度传感器、液压传感器数据，从而控制各个物料泵以及阀门。并在上位机上监控系统运行状态、更改流量给定值以及报警参数。

1 连续氧化过程控制系统流程及生产要求

1.1 连续氧化过程控制系统流程

连续氧化流程如图1 所示，图中P 为泵；FT 为流量计；TT 为温度计；TV 为冷却水管路气动隔膜阀；LV 为出料管路气动电磁阀。

图1 连续氧化控制流程图Fig.1 Continuous oxidation control process

（1）反应溶剂经过泵P-0101 以及泵后端的流量计FT0101，在微换热器R-0101 中预冷后进入反应釜V-0101A。

（2） 反应物A 经过泵P-0102 以及泵后端的流量计FT0102，在微换热器R-0102 中预冷后再分流进入反应釜V-0101A/B；P-0102 在50 min 左右将物料进完，前几分钟流量较小，后面流量较大，通过流量计调节泵P-0102 频率。

（3） 反应物B 经过泵P-0103 以及泵后端的流量计FT0103，催化剂经过泵P-0104 以及泵后端的流量计FT0104，两者进入微反应器R-0103 反应后进入反应釜V-0101A。

（4）冷却水流经微换热器R-0101、微换热器R-0102、微反应器R-0103 以及反应釜V-0101A/B。

1.2 连续氧化过程控制系统工艺生产要求

工艺生产要求反应溶剂、反应物B、催化剂这3种物料先进，反应物A 逐渐加入，要确保整个生产过程中温度稳定而且各流量计的累计流量精确。……