【摘要】：硝酸銨是制造乳化炸藥的主要原材料之一,多年以來,國內(nèi)大多數(shù)工業(yè)炸藥生產(chǎn)企業(yè)都是采用固體硝酸銨,經(jīng)過破碎加熱溶解等工序獲得硝酸銨水溶液后再投入生產(chǎn)。如果直接使用硝酸銨溶液制造乳化炸藥,不僅可以減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)提高生產(chǎn)效率大大降低工人的勞動強度,還可以節(jié)約成本節(jié)能降耗改善生產(chǎn)環(huán)境以及提升炸藥生產(chǎn)的本質(zhì)安全水平。本文來源韶關(guān)某化工廠乳化炸藥生產(chǎn)線,主要研究硝酸銨溶液地面站儲存罐自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。首先,分析硝酸氨溶液儲存罐系統(tǒng)的工藝流程,提出主要解決問題,找出工藝過程控制點,明確具體控制要求。其次,合理選擇控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備,著重分析控制器的選型及I/O點的分配。然后,進行控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計,繪制PLC的外部接線圖,主要程序的控制流程圖。突出介紹硝酸銨溶液溫度控制采用的模糊PID控制算法,設(shè)計模糊PID控制器并進行仿真測試。最后,系統(tǒng)調(diào)試,包括信息采集點調(diào)試、溫度控制算法調(diào)試以及控制系統(tǒng)試驗。本設(shè)計最終實現(xiàn)了儲存罐溫度的智能控制,解決了罐體內(nèi)硝酸氨溶液加熱過程中溫度超調(diào)量大與調(diào)節(jié)時間長的問題,提高了制造乳化炸藥的產(chǎn)品質(zhì)量和本質(zhì)安全水平,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。文章的突出亮點是采用S7-200 PLC作為基本控制單元,利用模糊PID控制算法,實現(xiàn)硝酸銨溶液的恒溫控制。這在保證制造乳化炸藥所需最佳溫度的基礎(chǔ)上,又有效地避免了溫度因超調(diào)而帶來的安全隱患,充分體現(xiàn)了本控制系統(tǒng)的智能化水平,在民爆行業(yè)中具有良好的推廣應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ560.5;TP273
【圖文】：

以硝酸銨溶液為原材料制造乳化炸藥，是一種安全環(huán)保高效的生產(chǎn)模式，可產(chǎn)好的經(jīng)濟效益社會效益與環(huán)境效益。硝酸氨溶液地面站儲存罐系統(tǒng)的設(shè)計是實現(xiàn)生產(chǎn)模式的先決條件，它是乳化炸藥生產(chǎn)線的第一道工序，是實現(xiàn)乳化炸藥生產(chǎn)線自動化生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。乳化炸藥生產(chǎn)用硝酸氨溶液儲存罐系統(tǒng)的罐體設(shè)置在室外，距離乳化炸藥制藥約 50m，比制藥工房高近 4m。儲存罐旁設(shè)有硝酸氨溶液槽罐車專用平臺，通過進將溶液卸入罐體內(nèi)，而儲存罐內(nèi)的硝酸銨溶液是利用高度差輸送到制藥工房的水相罐中。儲存罐系統(tǒng)主要有加熱循環(huán)溫度檢測和液位檢測等裝置，以實時監(jiān)測罐溫度和液位等變化情況。除此之外，儲存罐還設(shè)有消防雨淋水管，當(dāng)罐內(nèi)硝酸氨溶度超高或有異常情況發(fā)生時，可以及時采取的安全防范措施。硝酸銨溶液儲存罐的流程圖如圖 2-1 所示，可將其分為罐體的結(jié)構(gòu)、循環(huán)混合裝置、消防雨淋裝置、進裝置四個主要環(huán)節(jié)。

圖 2-2 硝酸銨溶液地面站儲存罐實物圖熱露天布置，為防止硝酸銨溶液的降溫析晶，罐體及各最常用的保溫材料有聚氨酯發(fā)泡保溫材料和巖棉保溫好，但吸水率較大，而聚氨酯保溫材料防水性能好，液的溫度一般在 110℃～130℃之間，尚未達到著火點的濃度，故采用了聚氨酯發(fā)泡保溫材料制作罐體。然以蒸汽與物料等管道的保溫使用巖棉保溫材料。以此24h 內(nèi)不加熱的情況下，罐內(nèi)硝酸氨溶液溫度降低不溫[16]。做了保溫處理，但儲存罐的容積較大，熱量的損失很熱。較為常見的加熱方式主要有板式和環(huán)形盤管兩種

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本文編號：2739756