一种基于物联网平台的化工生产控制系统的制作方法

1.本发明涉及化工生产技术领域，更具体地说，它涉及一种基于物联网平台的化工生产控制系统。


背景技术：

2.目前，化工生产企业，尤其是高危工艺的化工生产，均采用间歇式生产，在生产过程中，采用人工备料、人工投料、人工控制、人工放料，间歇操作，釜式反应。由于在备料、投料、控制、放料等过程中，储罐(桶装物料)、计量罐、高位槽、反应釜、授槽(产品桶)等大多敞口操作或排空开启，物料(大多有毒有害)容易挥发到环境中，造成浪费和污染，同时反应釜存液量较大，间歇式生产人工操作具有不稳定性(在化工生产过程中，人的不安全行为是造成事故的主要因素)，物料转化率(或产品收率)及产品质量不稳定，若发生意外(如温度、压力、流量、配比控制不好，遇明火、高温、静电等)容易发生火灾、爆炸事故，且火灾、爆炸影响范围大，强度高，轻者造成重大财产损失，重者可导致人员伤亡。
3.现有技术中在化工生产时，需要通过人工对原料进行称重然后加入到反应釜中进行处理，然后再定时定量地加入各种原料，而工作人员长时间的工作会导致工作人员产生工作疲劳，工作人员疲劳工作之后对于原料的称量会产生些许的偏差，进而降低原料投放的准确度。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于物联网平台的化工生产控制系统，通过控制投放原料的量来降低原料投放的偏差，降低工作人员的劳动力度，保证原料投放的准确度。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种基于物联网平台的化工生产控制系统，包括工作平台，所述工作平台上设置有反应釜、原料投放器以及用于控制原料投放器的控制系统平台，所述控制系统平台包括控制终端模块、称重系统模块、报警系统模块以及温度监控系统模块，所述原料投放器与控制终端模块、称重系统模块以及报警系统模块通过电性连接，所述反应釜上设置有温度显示器，所述温度显示器与温度监控系统模块通过电性连接。
6.通过采用上述技术方案，在化工生产的过程中，将原料投放到原料投放器内，然后通过称重系统模块对原料的重量进行称重，在原料的重量达到指定重量的时候能够通过称重系统模块将信息传递至控制终端模块内，然后使得控制终端模块启动原料投放器使得原料投放器将原料加入到反应釜内进行处理，再通过温度监控系统模块对反应釜内的温度进行监测，使得温度能够被显示在温度显示器上，而温度达到指定温度之后报警系统模块能够启动来提醒工作人员进行对原料进行处理，进而保证原料投放的准确度以及原料生产的工作效率，同时能够降低工作人员的劳动强度。
7.本发明进一步设置为：所述原料投放器包括转动连接在工作平台上的第一气缸、
与第一气缸转动连接的第一转轴、对称转动连接在第一转轴两端的第一带动杆、与第一带动杆固定连接的第一连接杆、与第一带动杆转动连接的第一驱动杆、转动连接在两个第一连接杆之间的第二转轴、对称转动连接在工作平台上的两个第二带动杆、与第二带动杆固定连接的第二连接杆、与第二带动杆转动连接的第二驱动杆、转动连接在两个第二连接杆之间的第三转轴、设置在第二转轴与第三转轴之间的第二气缸以及设置在第一驱动杆和第二驱动杆上的送料板，所述称重系统模块设置于送料板的内部。
8.通过采用上述技术方案，当称重系统模块检测到进入送料板上的原料重量之后将信号传送至控制终端系统内，使得控制终端系统模块首先打开第一气缸，此时第一气缸伸长，而第二气缸正处于伸长状态，在第一气缸伸长之后推动转动连接在工作平台上的第一带动杆以第一带动杆与第一连接杆的连接处为中心进行转动，同时第二带动杆以第二带动杆与第二连接杆的连接处为中心进行转动，而第一带动杆与第二带动杆以及第一连接杆与第二连接杆始终保持平行状态进行驱动，且第一带动杆和第二带动杆转动至倾斜状态，此时第一驱动杆和第二驱动杆以及整个送料板进行抬升，然后停止驱动第一气缸并带动第二气缸回缩，当第二气缸回缩能够带动两个第二带动杆以及两个第二连接杆以第二带动杆与第二连接杆的连接处为中心进行转动，在第二连接杆转动的过程中能够带动第二驱动杆在第二带动杆上转动，且第二驱动杆能够在第二连接杆与送料板之间转动，而第一驱动杆固定连接送料板底部，使得第一驱动杆在第二带动杆上转动，进而能够带动整个送料板会转动至倾斜状态，在第二气缸回缩的过程中使得送料板向靠近第二驱动杆的一端转动，使得送料板上的原料能够被倒入到反应釜内进行处理，而经过严控的原料能够投放更为准确。
9.本发明进一步设置为：两个所述第二驱动杆之间转动连接有第四转轴。
10.通过采用上述技术方案，第四转轴的设置能够保证两个第二驱动杆之间转动时的稳定性，保证抬升送料板时的稳定性。
11.本发明进一步设置为：所述送料板上固定连接有若干挡料板，相邻所述挡料板之间开设有出料口。
12.通过采用上述技术方案，挡料板的设置使得原料进入到送料板上时对原料进行阻挡，然后原料能够通过出料口进行出料进入到反应釜内。
13.本发明进一步设置为：所述控制终端模块还包括有下料口、转动连接在下料口内壁的下料板以及用于驱动下料板转动的第三气缸。
14.通过采用上述技术方案，当称重系统模块检测到进入送料板内的原料重量大于预期重量时，第三气缸被打开使得第三气缸缩短，第三气缸的缩短带动下料板沿着下料口的内壁进行转动，此时实现原料的出料，当送料板上的原料小于预期重量之后第三气缸伸长然后关闭两个下料板，继续加入原料直至原料符合预期，方便对原料的控制，且下料之后的原料能够进行回收继续使用。
15.本发明进一步设置为：所述称重系统模块包括与第一气缸通过电性连接的重量芯片和重量传感器。
16.通过采用上述技术方案，重量芯片对进入到送料板内的原料进行称重测量，然后通过重量传感器将重量信息传递至控制终端模块内，此时能够驱动第一气缸打开，且重量没有达到固定重量时不会将第一气缸打开。
17.本发明进一步设置为：所述报警系统模块包括与温度监控系统模块通过电性连接
的蜂鸣器以及蜂鸣器开关。
18.通过采用上述技术方案，当温度监控系统模块检测到的温度达到最高温度的时候会使得蜂鸣器开关打开蜂鸣器使得蜂鸣器发出声响提醒工作人员对反应釜进行处理，而工作人员对反应釜进行处理时蜂鸣器开关再将蜂鸣器关闭。
19.本发明进一步设置为：所述温度监控系统模块包括与温度显示器通过电性连接的热敏传感器和led显示灯。
20.通过采用上述技术方案，温度显示器用于显示反应釜内的温度，且热敏传感器将反应釜表面的温度信息传送至温度显示器，而热敏传感器与led显示灯通过电性连接，led显示灯通过控制在温度显示器显示的温度达到预热温度的时候打开，原料加入到反应釜内之后led显示灯关闭，当温度显示器的温度达到最高温度时再次将led显示灯打开，实现对反应釜内状况的控制，使得原料在达到最高温度之后能够及时进行处理，保证原料生产的效率。
21.综上所述，本发明具有以下有益效果：通过控制投放原料的量来降低原料投放的偏差，同时降低工作人员的劳动力度，不需要再通过人工对原料进行投放能够保证原料投放的准确度，防止人工因为过度疲劳而导致人工投放的偏差。
附图说明
22.图1为本发明的控制系统平台的模块示意图；
23.图2为本发明的原料投放器的立体图1，主要用于表现第一气缸缩短、第二气缸伸长时的结构；
24.图3为本发明的原料投放器的立体图2，主要用于表现第一气缸伸长、第二气缸伸长时的结构；
25.图4为本发明的原料投放器的立体图3，主要用于表现第一气缸伸长、第二气缸缩短时的结构；
26.图5为本发明的工作平台和反应釜的结构示意图。
27.图中：1、工作平台；2、送料板；3、挡料板；4、下料板；5、第三气缸； 6、反应釜；7、温度显示器；8、第一气缸；9、第二气缸；10、第一转轴；11、第二转轴；12、第三转轴；13、第四转轴；14、第一带动杆；15、第一连接杆； 16、第二带动杆；17、第二连接杆；18、第一驱动杆；19、第二驱动杆。
具体实施方式
28.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设
置有”、“套设置/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.下面结合附图，对本发明进行详细描述。
32.一种基于物联网平台的化工生产控制系统，参照图1和图5，包括工作平台 1，工作平台1上焊接有反应釜6、原料投放器以及用于控制原料投放器的控制系统平台，控制系统平台包括控制终端模块、称重系统模块、报警系统模块以及温度监控系统模块，原料投放器与控制终端模块、称重系统模块以及报警系统模块通过电性连接，反应釜6上粘接固定有温度显示器7，温度显示器7与温度监控系统模块通过电性连接。
33.称重系统模块包括与第一气缸8通过电性连接的重量芯片和重量传感器，报警系统模块包括与温度监控系统模块通过电性连接的蜂鸣器以及用于控制蜂鸣器开关的蜂鸣器开关。
34.而温度监控系统模块包括与温度显示器7通过电性连接的热敏传感器和led 显示灯。
35.参照图2
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图4，原料投放器包括转动连接在工作平台1上的第一气缸8、与第一气缸8转动连接的第一转轴10、对称转动连接在第一转轴10两端的第一带动杆14、与第一带动杆14焊接固定的第一连接杆15、与第一带动杆14转动连接的第一驱动杆18、转动连接在两个第一连接杆15之间的第二转轴11、对称转动连接在工作平台1上的两个第二带动杆16、与第二带动杆16焊接固定的第二连接杆17、与第二带动杆16转动连接的第二驱动杆19、转动连接在两个第二连接杆17之间的第三转轴12、焊接固定在第二转轴11与第三转轴12之间的第二气缸9以及设置在第一驱动杆18和第二驱动杆19上的送料板2，称重系统模块设置于送料板2的内部，第一驱动杆18焊接在送料板2上，第二驱动杆19 转动连接在送料板2上。
36.在两个第二驱动杆19之间转动连接有第四转轴13。
37.而送料板2上焊接固定有若干挡料板3，相邻挡料板3之间开设有出料口。
38.控制终端模块还包括有下料口、转动连接在下料口内壁的下料板4以及用于驱动下料板4转动的第三气缸5，第三气缸5转动连接在下料板4上。
39.工作原理：在化工生产的过程中，将原料投放到原料投放器内，然后通过称重系统模块对原料的重量进行称重，在原料的重量达到指定重量的时候能够通过称重系统模块将信息传递至控制终端模块内，然后使得控制终端模块启动原料投放器使得原料投放器将原料加入到反应釜6内进行处理，再通过温度监控系统模块对反应釜6内的温度进行监测，使得温度能够被显示在温度显示器7 上，而温度达到指定温度之后报警系统模块能够启动来提醒工作人员进行对原料进行处理，进而保证原料投放的准确度以及原料生产的工作效率，同时能够降低工作人员的劳动强度。
40.当称重系统模块检测到进入送料板2上的原料重量之后将信号传送至控制终端系统内，使得控制终端系统模块首先打开第一气缸8，此时第一气缸8伸长，而第二气缸9正处于伸长状态，在第一气缸8伸长之后推动转动连接在工作平台1上的第一带动杆14以第一带动杆14与第一连接杆15的连接处为中心进行转动，同时第二带动杆16以第二带动杆16与第二连接杆17的连接处为中心进行转动，而第一带动杆14与第二带动杆16以及第一连接杆15
与第二连接杆17 始终保持平行状态进行驱动，且第一带动杆14和第二带动杆16转动至倾斜状态，此时第一驱动杆18和第二驱动杆19以及整个送料板2进行抬升，然后停止驱动第一气缸8并带动第二气缸9回缩，当第二气缸9回缩能够带动两个第二带动杆16以及两个第二连接杆17以第二带动杆16与第二连接杆17的连接处为中心进行转动，在第二连接杆17转动的过程中能够带动第二驱动杆19在第二带动杆16上转动，且第二驱动杆19能够在第二连接杆17与送料板2之间转动，而第一驱动杆18固定连接送料板2底部，使得第一驱动杆18在第二带动杆16上转动，进而能够带动整个送料板2会转动至倾斜状态，在第二气缸9 回缩的过程中使得送料板2向靠近第二驱动杆19的一端转动，使得送料板2上的原料被倒入到反应釜6内进行处理，而经过严控的原料能够投放更为准确。
41.当称重系统模块检测到进入送料板2内的原料重量大于预期重量时，第三气缸5被打开使得第三气缸5缩短，第三气缸5的缩短带动下料板4沿着下料口的内壁进行转动，此时实现原料的出料，当送料板2上的原料小于预期重量之后第三气缸5伸长然后关闭两个下料板4，继续加入原料直至原料符合预期，方便对原料的控制，且下料之后的原料能够进行回收继续使用。
42.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。