一种海绵钛生产DCS系统的控制系统的制作方法

一种海绵钛生产dcs系统的控制系统
技术领域
1.本实用新型涉及海绵钛生产技术领域，具体为一种海绵钛生产dcs系统的控制系统。


背景技术：

2.海绵钛是金属热还原法生产出的海绵状金属钛，为制取工业钛合金的主要原料。海绵钛生产是钛工业的基础环节，它是钛材、钛粉及其他钛构件的原料。把钛铁矿变成四氯化钛，再放到密封的不锈钢罐中，充以氩气，使它们与金属镁反应，就得到“海绵钛”。
3.当前海绵钛生产各环节均人工观测和人工操作，导致还原期间温度控制不均匀、不稳定，蒸馏过程采用人工控制真空系统中各真空泵开启，导致人员劳动强度较大，同时人工观测数据观测误差大、观测及时性差，易影响海绵钛产品质量，为此，我们提出一种海绵钛生产dcs系统的控制系统。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种海绵钛生产dcs系统的控制系统，解决了上述背景技术中提出的当前海绵钛生产各环节均人工观测和人工操作，导致还原期间温度控制不均匀、不稳定，蒸馏过程采用人工控制真空系统中各真空泵开启，导致人员劳动强度较大，同时人工观测数据观测误差大、观测及时性差，易影响海绵钛产品质量的问题。
5.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种海绵钛生产dcs系统的控制系统，包括卧罐、反应器和控制计算机，所述卧罐的右侧通过管道安装有高位槽，且卧罐到高位槽之间依次安装有打料泵和打料阀门，所述高位槽的一侧通过管道连接有自动加料系统，且高位槽到自动加料系统之间安装有加料阀门，所述反应器通过管道安置于自动加料系统的一侧，且自动加料系统到反应器之间安装有进料阀门，用于还原阶段的所述反应器的左侧设置有还原热电偶和降温风机，且降温风机与反应器之间安装有进风阀门，用于还原阶段的所述反应器的右侧设置有压力变送器，所述控制计算机电性连接于打料泵的一端。
6.可选的，用于蒸馏阶段的所述反应器的一侧通过管道安装有冷端反应器，且冷端反应器的外侧分别安装有出水阀门和进水阀门，用于蒸馏阶段的所述反应器的左侧安装有蒸馏热电偶和自动过道清理装置，用于蒸馏阶段的所述反应器的右侧安装有总控制阀门，且总控制阀门的一侧通过分控制阀门安装有真空机组。
7.可选的，用于冷却阶段的所述反应器的一侧通过管道安装有自动冲氩系统，且自动冲氩系统与反应器之间安置有冷却充氩阀门，用于冷却阶段的所述反应器的左侧安装有放水阀门，用于冷却阶段的所述反应器的右侧分别安装有间接水阀门和直接水阀门。
8.本实用新型提供了一种海绵钛生产dcs系统的控制系统，具备以下有益效果：
9.该海绵钛生产dcs系统的控制系统，该dcs控制系统，主要包括还原过程自动控制、蒸馏过程自动控制、冷却过程自动控制；还原过程能够实现自动加料、自动充放氩气、炉温
检测反馈并自动控制降温风机及阀门开启；蒸馏过程能够实现自动控制冷端反应器水位和水量、真空系统自动开启、过道管自动清理、蒸馏各阶段温度设定和所需时间；冷却过程能够实现自动充氩气保护、自动通入间接水和直接水冷却、冷却结束后自动放水；解决了当前海绵钛生产过程中全部采用人工操作、人工测量，操作过程容易出现偏差，不够精准等问题。
10.该海绵钛生产dcs系统的控制系统，使海绵钛生产过程中自动化程度进一步提升，人工劳动强度逐步降低，采用海绵钛生产dcs控制系统，具体包括高位槽自动补料、还原过程自动加料、还原通风降温自动控制、还原反应器液面自动监控、氯化镁排放量自动称重、还原罐压及管压自动控制、蒸馏期间自动疏通蒸馏通道、蒸馏期间冷却水阀门自动控制、产品冷却期间自动通水冷却、电阻炉各段电量自动采集等功能。
11.该海绵钛生产dcs系统的控制系统，工作期间操作站多台电阻炉用一台计算机进行控制，在还原期间一次性输入还原多次料的各阶段料速、各阶段加料量、各阶段温度控制范围，及本批次海绵钛总计加料量，高位槽从卧罐首先实现自动补料，以保证本批次海绵钛生产所用；然后各加料管路阀门自动打开，实现自动加料，当还原期间温度达到本阶段输入的温度上限后通风盲板自动打开，风机阀门自动开启，实现自动控制频率送风；蒸馏期间首先输入蒸馏各阶段及所控制温度、和各阶段真空泵开启时间、及冷凝物温度所对应的水位及进水阀门开启量；产品蒸馏结束冷却期间实现自动通入间接水和直接水，冷却结束自动放水，冷却期间氩气自动保护；以上各项操作自动进行的同时将各操作信号实时反馈至操作站的控制计算机上，操作站控制人员能够及时掌握当前状况，同时出现异常状况时各节点能够及时报警提醒控制人员。
附图说明
12.图1为本实用新型一种海绵钛生产dcs系统的控制系统的系统控制示意图。
13.图中：1、卧罐；2、打料泵；3、打料阀门；4、高位槽；5、加料阀门；6、自动加料系统；7、进料阀门；8、还原热电偶；9、降温风机；10、进风阀门；11、反应器；12、压力变送器；13、出水阀门；14、冷端反应器；15、进水阀门；16、蒸馏热电偶；17、自动过道清理装置；18、总控制阀门；19、分控制阀门；20、真空机组；21、自动冲氩系统；22、冷却充氩阀门；23、间接水阀门；24、直接水阀门；25、放水阀门；26、控制计算机。
具体实施方式
14.请参阅图1，本实用新型提供技术方案：一种海绵钛生产dcs系统的控制系统，一种海绵钛生产dcs系统的控制系统，包括卧罐1、反应器11和控制计算机26，卧罐1的右侧通过管道安装有高位槽4，且卧罐1到高位槽4之间依次安装有打料泵2和打料阀门3，高位槽4的一侧通过管道连接有自动加料系统6，且高位槽4到自动加料系统6之间安装有加料阀门5，反应器11通过管道安置于自动加料系统6的一侧，且自动加料系统6到反应器11之间安装有进料阀门7，用于还原阶段的反应器11的左侧设置有还原热电偶8和降温风机9，且降温风机9与反应器11之间安装有进风阀门10，用于还原阶段的反应器11的右侧设置有压力变送器12，控制计算机26电性连接于打料泵2的一端。用于蒸馏阶段的反应器11的一侧通过管道安装有冷端反应器14，且冷端反应器14的外侧分别安装有出水阀门13和进水阀门15，用于蒸
馏阶段的反应器11的左侧安装有蒸馏热电偶16和自动过道清理装置17，用于蒸馏阶段的反应器11的右侧安装有总控制阀门18，且总控制阀门18的一侧通过分控制阀门19安装有真空机组20。用于冷却阶段的反应器11的一侧通过管道安装有自动冲氩系统21，且自动冲氩系统21与反应器11之间安置有冷却充氩阀门22，用于冷却阶段的反应器11的左侧安装有放水阀门25，用于冷却阶段的反应器11的右侧分别安装有间接水阀门23和直接水阀门24。
15.该控制方法包括以下阶段:
16.a、还原阶段；
17.b、蒸馏阶段；
18.c、冷却阶段。
19.a、还原阶段包括以下具体步骤：
20.a1、还原过程，高位槽4中的液位能够自动传输至控制计算机26上，当高位槽4需要补充原材料时，操作人员能够通过控制计算机26自动开启打料泵2和打料阀门3，将原材料从卧罐1补充至高位槽4；
21.a2、高位槽4中的原材料通过加料阀门5转入自动加料系统6，自动加料系统6通过进料阀门7将原材料加入反应器11中；还原加料前通过控制计算机26输入还原各阶段料速，开始加料后自动加料系统6进行正常运转，自动加料系统6能够累计总计加料量、显示当前料速、当每次还原阶段结束时，进料阀门7自动关闭，排放氯化镁后进行下一阶段加料；
22.a3、还原热电偶8能够实施测量反应器11的各段温度，并自动反馈至过控制计算机26，当还原温度高于设定上限时自动启动降温风机9和进风阀门10对反应器11进行降温，随温度降低，降温风机9频率自动调整，当温度达到下限后进风阀门10自动关闭；还原过程反应器11内的压力能够通过压力变送器12传输至控制计算机26，当压力高于上限时能够自动放气。
23.还原阶段，通过控制计算机26设定反应器11罐压范围0.005
‑
0.025mpa，管压0.25
‑
0.05mpa，并且设定反应器11内还原观测点温度范围为750
‑
850℃。
24.b、蒸馏阶段包括以下具体步骤：
25.b1、蒸馏过程，挥发物从反应器11转入冷端反应器14，冷端反应器14有自动进水阀门15和出水阀门13，当冷端反应器14需要升降水位时，通过控制计算机26能够将进水阀门15自动打开，并自动调整出水阀门13打开角度；
26.b2、蒸馏各阶段所需时间和温度均能通过控制计算机26输入，蒸馏热电偶16能够实时反馈当前温度数据；蒸馏各阶段所需使用的真空泵能够通过控制计算机26输入，真空机组20和总控制阀门18、分控制阀门19能够根据设定时间自动进行真空泵的切换，时间到后自动切换真空泵和相应控制阀门；
27.b3、蒸馏时通过控制计算机26输入自动过道清理装置17清理间隔时间，自动过道清理装置17自动清理过道，保证蒸馏过程顺利进行。
28.蒸馏阶段，通过控制计算机26设定反应器11各段温度950
‑
970℃。
29.c、冷却阶段包括以下具体步骤：
30.c1、冷却过程，当反应器11内压力低于下限时自动冲氩系统21对冷却反应器11自动补充氩气，当压力达到上限后，冷却充氩阀门22自动关闭，停止压力补充；
31.c2、冷却期间通过控制计算机26设定间接水阀门23和直接水阀门24打开时间，自
动通水对反应器11进行冷却，当冷却结束后放水阀门25自动打开，进水阀门15自动关闭，完成冷却过程。
32.冷却阶段，通过控制计算机26设定反应器11内压力范围0.03
‑
0.05mpa。
33.综上，该海绵钛生产dcs系统的控制系统，使用时包括以下具体步骤：
34.a、还原阶段
35.a1、还原过程，高位槽4中的液位能够自动传输至控制计算机26上，当高位槽4需要补充原材料时，操作人员能够通过控制计算机26自动开启打料泵2和打料阀门3，将原材料从卧罐1补充至高位槽4，通过控制计算机26将高位槽4自动补充原材料26吨，达到液位后打料阀门3关闭；
36.a2、高位槽4中的原材料通过加料阀门5转入自动加料系统6，自动加料系统6通过进料阀门7将原材料加入反应器11中；还原加料前通过控制计算机26输入还原各阶段料速，开始加料后自动加料系统6进行正常运转，自动加料系统6能够累计总计加料量、显示当前料速、当每次还原阶段结束时，进料阀门7自动关闭，排放氯化镁后进行下一阶段加料；
37.a3、还原热电偶8能够实施测量反应器11的各段温度，并自动反馈至过控制计算机26，通过控制计算机26设定反应器11内还原观测点温度范围为750
‑
850℃，当还原温度高于设定上限时自动启动降温风机9和进风阀门10对反应器11进行降温，随温度降低，降温风机9频率自动调整，当温度达到下限后进风阀门10自动关闭；还原过程反应器11内的压力能够通过压力变送器12传输至控制计算机26，通过控制计算机26设定反应器11罐压范围0.005
‑
0.025mpa，管压0.25
‑
0.05mpa，当压力高于上限时能够自动放气；
38.b、蒸馏阶段
39.b1、蒸馏过程，挥发物从反应器11转入冷端反应器14，冷端反应器14有自动进水阀门15和出水阀门13，当冷端反应器14需要升降水位时，通过控制计算机26能够将进水阀门15自动打开，并自动调整出水阀门13打开角度，蒸馏期间设定冷端反应器14使用2#水位，当温度异常时，通过控制计算机26调整至1#水位；
40.b2、蒸馏各阶段所需时间和温度均能通过控制计算机26输入，通过控制计算机26设定反应器11各段温度950
‑
970℃，蒸馏热电偶16能够实时反馈当前温度数据；蒸馏各阶段所需使用的真空泵能够通过控制计算机26输入，设定蒸馏开始至12小时使用1#真空泵、13
‑
33小时使用2#真空泵、35小时后使用3#、4#真空泵，真空机组20和总控制阀门18、分控制阀门19能够根据设定时间自动进行真空泵的切换，时间到后自动切换真空泵和相应控制阀门；
41.b3、蒸馏时通过控制计算机26输入自动过道清理装置17清理间隔时间，自动过道清理装置17自动清理过道，保证蒸馏过程顺利进行；
42.c、冷却阶段
43.c1、冷却过程，通过控制计算机26设定反应器11内压力范围0.03
‑
0.05mpa，当反应器11内压力低于下限时自动冲氩系统21打开冷却充氩阀门22对冷却反应器11自动补充氩气，当压力达到上限0.05mpa后，冷却充氩阀门22自动关闭，停止压力补充；
44.c2、冷却期间通过控制计算机26设定间接水阀门23和直接水阀门24打开时间，自动通水对反应器11进行冷却，1
‑
20小时使用间接水冷却，并打开间接水阀门23，20
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60小时使用直接水冷却，打开直接水阀门24，当冷却结束后放水阀门25自动打开，进水阀门15自动
关闭，完成冷却过程。