反應(yīng)釜自動化控制系統(tǒng) 由自動化控制硬件和上位機軟件集成，實現(xiàn)反應(yīng)釜實驗過程中的自動化控制，主要對象是反應(yīng)釜配套的控制儀。反應(yīng)釜配套的控制儀存在下面的一些缺點:其控制精度不高，加熱溫度的精度一般在±5℃，而且經(jīng)常出現(xiàn)溫度超調(diào)的現(xiàn)象，不適合用于反應(yīng)溫度精度要求高的實驗;依靠人工加料、依靠常規(guī)儀器儀表和化學(xué)器皿對化學(xué)反應(yīng)進行觀測和控制，誤差大;不具備實驗數(shù)據(jù)存儲、分析功能，依靠人工記錄數(shù)據(jù)，效率低下，容易出錯;實驗反應(yīng)的全過程，對人的依賴性很大，誤差大，危險性高。反應(yīng)釜自動化控制系統(tǒng)主要就是為了解決反應(yīng)釜配套的控制儀存在的問題，實現(xiàn)實驗全過程自動控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動記錄、數(shù)據(jù)分析、導(dǎo)出到Excel，降低人為因素對實驗結(jié)果的干擾，達到提高實驗精度、實驗效率、保證實驗安全的目的。
反應(yīng)釜自動化控制系統(tǒng)主要實現(xiàn)如下功能:
1、監(jiān)控功能:在監(jiān)控畫面上實時監(jiān)視實驗設(shè)備的狀態(tài)、儀表的實時數(shù)據(jù)。
2、自動控制功能:通過點擊畫面手動控制按鈕，手動控制實驗設(shè)備;通過設(shè)定實驗過程自動控制參數(shù)和點擊畫面自動控制按鈕，實現(xiàn)實驗過程的全自動化控制。
3、數(shù)據(jù)整理功能:通過數(shù)據(jù)、曲線分析實驗的實時歷史數(shù)據(jù)以Excel表格的形式導(dǎo)出。
4、報警功能:顯示實驗過程中的實驗異常報警情況，包括報警時間，報警確認時間等。
5、數(shù)據(jù)管理功能:實驗數(shù)據(jù)的配方管理，包括實驗結(jié)果的錄入，數(shù)據(jù)的保存、修改、查詢、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出到Excel等功能。
6、密碼保護功能:系統(tǒng)密碼保護，確保系統(tǒng)和實驗數(shù)據(jù)的安全。
相應(yīng)的產(chǎn)品
反應(yīng)釜自動化控制系統(tǒng)=PLC控制系統(tǒng)+上位機監(jiān)控系統(tǒng)+在線儀表+實驗設(shè)備
PLC控制系統(tǒng):西門子300PLC、STEP 7編程軟件
上位機監(jiān)控系統(tǒng):工控計算機、WINCC上位機軟件
在線儀表:PH儀表(可選)、PT100熱電阻、光電傳感器
實驗設(shè)備:直流調(diào)速攪拌器、加熱器、進出料泵
1、系統(tǒng)主要功能:
1)實時數(shù)據(jù)監(jiān)測:在監(jiān)控畫面上顯示實驗的工藝流程圖，實時顯示進出料泵、攪拌器、加熱器的運行狀態(tài)，顯示PH值、反應(yīng)溫度、攪拌速度等實時數(shù)據(jù)并自動記錄。
2)自動控制:根據(jù)工藝要求進行參數(shù)設(shè)置，通過畫面按鈕手動、自動控制實驗設(shè)備，包括攪拌器的恒速控制、加熱器的恒溫控制、恒PH控制、設(shè)備的手動控制、整個反應(yīng)過程的自動控制。
3)歷史數(shù)據(jù)查詢:通過數(shù)據(jù)及趨勢曲線觀察反應(yīng)過程，用戶可在選擇需要查看的曲線的內(nèi)容，選擇需要查看的時間段，動態(tài)選擇需要查看的數(shù)據(jù)。
4)異常記錄保存:動態(tài)顯示實驗的所有報警情況，包括報警的時間，報警確認的時間，報警消失的時間，報警的優(yōu)先級別等。
5) 實驗結(jié)果記錄及預(yù)處理:實現(xiàn)實驗結(jié)果的錄入，數(shù)據(jù)的保存、修改、查詢、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出Excel等功能的配方管理，靈活設(shè)計配方及實驗條件，方便實驗數(shù)據(jù)的導(dǎo)出與處理。
6) 系統(tǒng)密碼保護:實行系統(tǒng)的多級密碼保護，確保系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。對監(jiān)控系統(tǒng)操作員權(quán)限進行管理設(shè)置，根據(jù)不同的權(quán)限賦予不同的監(jiān)控功能。
2、監(jiān)控界面介紹
1)工藝流程界面:
根據(jù)工藝流程、實驗的設(shè)備設(shè)計的監(jiān)控主頁面，主要功能:了解工藝、監(jiān)視設(shè)備的狀態(tài)、儀表的實時數(shù)據(jù)及曲線、反應(yīng)過程的狀態(tài)、設(shè)備及反應(yīng)過程的控制。
2) 反應(yīng)過程控制及參數(shù)設(shè)置界面:
反應(yīng)過程，分為準(zhǔn)備段、反應(yīng)段、陳化段三個反應(yīng)階段，每個反應(yīng)階段可以自由設(shè)定反應(yīng)時間。每個反應(yīng)段需要對以下被控對象的控制參數(shù)進行設(shè)置:pH值、反應(yīng)溫度、攪拌速度、進出料泵設(shè)置。pH值、反應(yīng)溫度、攪拌速度均用PID控制。根據(jù)實驗條件，靈活設(shè)計配方，系統(tǒng)保存實驗設(shè)定的參數(shù)及實驗過程中的實時數(shù)據(jù)，方便數(shù)據(jù)的查詢、分析。
3) 配方管理界面:
配方管理主要是對保存在操作員站數(shù)據(jù)庫中的操作配方及反應(yīng)結(jié)果的創(chuàng)建、管理維護及查詢。主要實現(xiàn)的功能:實驗結(jié)果的錄入、數(shù)據(jù)的保存、修改、查詢、刪除、導(dǎo)入、導(dǎo)出到Excel等。
4) 實時曲線界面:
根據(jù)實驗的需要，選擇不同數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)及曲線觀察和分析反應(yīng)過程。
系統(tǒng)的優(yōu)點
1、把傳統(tǒng)使用的加熱、攪拌等實驗設(shè)備，進行自動化集成，實現(xiàn)各實驗設(shè)備的一體化。
2、整個化學(xué)反應(yīng)操作過程全部在自動化控制實驗平臺上進行，采用自動化控制技術(shù)，利用實時參數(shù)表和實時曲線觀察反應(yīng)過程，同時可以控制反應(yīng)過程中主要參數(shù)，從根本上改變依靠常規(guī)儀器儀表和化學(xué)器皿對化學(xué)反應(yīng)進行觀測和控制的方法。
3、實現(xiàn)對整個反應(yīng)過程中關(guān)鍵實驗參數(shù)的數(shù)字化并能實時記錄與查找，如溫度、攪拌速率、pH、電導(dǎo)率等。
4、通過控制反應(yīng)過程中pH值的變化，自動調(diào)節(jié)加料量，實現(xiàn)單臺儀器在間歇反應(yīng)與連續(xù)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化。
5、使用通用的數(shù)據(jù)庫平臺，可以靈活設(shè)計配方及實驗條件、要求，方便實驗數(shù)據(jù)的導(dǎo)出與處理。
6、自動化控制的應(yīng)用可以保證每個參數(shù)的一致性，降低了人為因素對實驗結(jié)果的干擾。
7、通過對科學(xué)數(shù)據(jù)以及工藝關(guān)鍵參數(shù)實時在線數(shù)據(jù)采集，有助研究合成或反應(yīng)體系內(nèi)在規(guī)律和機理，為工藝優(yōu)化、設(shè)備放大及智能可控加工技術(shù)提供理論基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
8、設(shè)備可根據(jù)實際需求定制，系統(tǒng)功能可根據(jù)實際需求設(shè)計，系統(tǒng)的適用范圍廣。
應(yīng)用范圍
反應(yīng)釜自動化控制系統(tǒng)能夠應(yīng)用于各科研院所、大專院校以及化工、制藥、染料生產(chǎn)、食品及生物化工等各類化工企業(yè)的常溫材料合成過程。系統(tǒng)的軟硬件及儀表可根據(jù)實際需求選擇，反應(yīng)釜可根據(jù)實際需求定制，來滿足客戶的需求。
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