一种基于PLC的液体流量添加控制系统技术方案

本申请涉及一种基于PLC的液体流量添加控制系统，属于自动化技术领域，该系统包括：设置有调节阀的至少两个液体添加管路；质量流量计，设置于与至少两个液体添加管路相连的主干管路上，质量流量计适于感应主干管路上的液体流量，并将液体流量以数字量脉冲信号的形式输出；与各个质量流量计和调节阀相连的PLC控制运算部，PLC控制运算部还与人机交互部相连，人机交互部适于设置每个液体添加管路对应的目标添加值，并将目标添加值发送至PLC控制运算部；PLC控制运算部，用于控制液体添加管路对应的调节阀；可以解决通过模拟信号计量液体添加量的精度较低的问题；可以提高液体添加量的计量精度，简化系统结构、节省系统构建成本。节省系统构建成本。节省系统构建成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC的液体流量添加控制系统


[0001]本申请涉及一种基于PLC的液体流量添加控制系统，属于自动化


技术介绍

[0002]现代化纤、化工、制药等工业化的大规模生产中，往往需要通过管路向罐体定量添加液体，而液体的定量添加计量工作比较繁重，添加的误操作会造成废品的产生或影响产品质量，浪费原料。比如：为了保证产品质量对各工序添加乙二醇的用量需要精确计量，因此，需要对乙二醇的添加量进行监测。
[0003]传统的液体流量添加控制系统中，每条液体添加管路中均设置有质量流量计，该质量流量计将感应到的液体流量通过模拟信号(比如：4
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20mA的电流信号)反馈给集散控制系统(Distributed control system，DCS)，以供DCS进行液体添加量的计算控制。
[0004]但是，DCS通过模拟信号计量液体添加量的精度难以保证，而且每条液体添加管路都安装质量流量计，也会导致系统结构复杂、系统构建成本较高的问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种基于PLC的液体流量添加控制系统，采用了质量流量计的脉冲信号作为计量信号，随着计量精度的提高，脉冲频率也相应提高，由于此时DCS无法接收此高频信号，因此，通过PLC控制运算部采集高频脉冲信号，完成了生产线所需的自动精确定量添加，可以提高产品质量，还可以节省人工成本。本申请提供如下技术方案：
[0006]一种基于PLC的液体流量添加控制系统，所述系统包括：
[0007]至少两个液体添加管路，每个液体添加管路上设置有调节阀，所述调节阀的不同开度适于调节经过所述液体添加管路的液体流量；
[0008]质量流量计，设置于与至少两个液体添加管路相连的主干管路上，所述质量流量计适于感应所述主干管路上的液体流量，并将所述液体流量以数字量脉冲信号的形式输出；
[0009]与各个质量流量计和所述调节阀相连的PLC控制运算部，所述PLC控制运算部还与人机交互部相连，所述人机交互部适于设置每个液体添加管路对应的目标添加值，并将所述目标添加值发送至所述PLC控制运算部；
[0010]所述PLC控制运算部，用于：获取每个液体添加管路对应的目标添加值；控制各个液体添加管路上的调节阀轮询开启，以使同一时刻仅一个调节阀开启；对于每个导通的液体添加管路，获取所述质量流量计输出的所述数字量脉冲信号；基于所述数字量脉冲信号确定所述液体添加管路的液体流量；基于所述液体添加管路对应的目标添加值确定所述液体添加管路的液体流量是否达到第一阈值，所述第一阈值小于所述目标添加值；在达到所述第一阈值的情况下，控制所述液体添加管路对应的调节阀的开度随所述液体流量的增加而减小；在所述液体添加管路的液体流量达到第二阈值的情况下，控制所述液体添加管路对应的调节阀关闭，且不再轮询启动；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值、且小于所述
目标添加值，所述目标添加值与所述第二阈值之差基于所述调节阀关闭后所述液体添加管路中的液体残留量确定。
[0011]可选地，所述PLC控制运算部，还用于：
[0012]获取允许误差值；
[0013]基于所述目标添加值与所述允许误差值之差确定所述第二阈值。
[0014]可选地，所述获取允许误差值，包括：
[0015]获取所述液体添加管路的使用时长和液体温度；
[0016]根据所述使用时长和液体温度估计所述允许误差值。
[0017]可选地，所述PLC控制运算部，还用于：
[0018]将所述目标添加值与预设比例的乘积确定为所述第一阈值。
[0019]可选地，所述基于所述数字量脉冲信号确定各个液体添加管路的液体流量，包括：
[0020]获取所述质量流量计中设置的每个数字量脉冲信号对应的单位液体流量；所述单位液体流量基于计量精度需求调节得到，所述单位液体流量越小对应的计量精度需求越高；
[0021]基于所述数字量脉冲信号的数量和所述单位液体流量确定所述液体流量。
[0022]可选地，所述控制所述液体添加管路对应的调节阀的开度随所述液体流量的增加而减小，包括：
[0023]按照预设调节值逐步降低向所述调节阀输出的模拟输出AO值，以使减小所述调节阀的开度。
[0024]可选地，所述控制各个液体添加管路上的调节阀轮询开启，包括：
[0025]接收所述人机交互部对至少一个液体添加管路的添加指令；
[0026]在获取到各个液体添加管路的调节阀的关闭信号的情况下，控制所述添加指令指示的各个液体添加管路上的调节阀轮询开启。
[0027]可选地，所述系统还包括与所述PLC控制运算部相连的告警部，所述PLC控制运算部，还用于：
[0028]在所述数字量脉冲信号指示在预设时长内的液体添加量为0，则控制所述告警部输出告警，并控制当前正在添加的液体添加管路对应的调节阀关闭。
[0029]可选地，所述PLC控制运算部的计数频率为200KHz，且所述PLC控制运算部支持与至少两个质量流量计相连。
[0030]可选地，所述PLC控制运算部具有RJ45连接器，且所述PLC控制运算部通过所述RJ45连接器与所述人机交互部基于以太网相连；
[0031]所述系统还包括集散控制系统DCS，所述PLC控制运算部具有RS485通讯接口，且所述PLC控制运算部通过RS485通讯接口与所述集散控制系统DCS相连。
[0032]本申请的有益效果至少包括：通过获取质量流量计输出的高频数字量脉冲信号，相应地，使用PLC控制运算部接收该数字量脉冲信号；可以解决通过模拟信号计量液体添加量的精度较低的问题；通过数字量脉冲信号的采集在PLC的程序中根据质量流量计的脉冲当量计算累积量和瞬时量，与质量流量计同步计量，可以提高液体添加量的计量精度，从而提高产品的成品率。
[0033]另外，通过一个质量流量计对生产线上的不同用户靠调节阀轮询控制的方式，完
成不同液体添加管路所供用户的精确添加计量的工作，设定程序轮询添加；可以节省质量流量计的数量，简化系统结构、节省系统构建成本。
[0034]另外，通过添加系统在当添加到快要接近目标值时提前逐渐关闭调节阀的开度直至关闭阀门，可以减缓液体添加速度，实现更加精确的液体添加。
[0035]另外，通过在降低到目标添加量的脉冲允许误差值时提前快速关闭调节阀，在关闭调节阀过程中仍有少许固定的流量添加，但调节阀门的提前关闭会消除这个误差在允许范围，最后终止加料，因此，可以进一步提高液体添加的精度。
[0036]另外，通过实时监控系统的阀门工作异常状态，可实时监控判断添加无流量或流量异常状态，并自动报警，实现异常的及时处理。
[0037]另外，通过有操作权限的DCS或触摸屏操作员密码选择添加用户、设定添加目标值、确认添加，还可以防止误操作。同时通过DCS或触摸屏设定目标值和调节调节阀开度来实现流量的精准控制，可查看实时数据、历史数据、报警信息等，大幅提高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的液体流量添加控制系统，其特征在于，所述系统包括：至少两个液体添加管路，每个液体添加管路上设置有调节阀，所述调节阀的不同开度适于调节经过所述液体添加管路的液体流量；质量流量计，设置于与至少两个液体添加管路相连的主干管路上，所述质量流量计适于感应所述主干管路上的液体流量，并将所述液体流量以数字量脉冲信号的形式输出；与各个质量流量计和所述调节阀相连的PLC控制运算部，所述PLC控制运算部还与人机交互部相连，所述人机交互部适于设置每个液体添加管路对应的目标添加值，并将所述目标添加值发送至所述PLC控制运算部；所述PLC控制运算部，用于：获取每个液体添加管路对应的目标添加值；控制各个液体添加管路上的调节阀轮询开启，以使同一时刻仅一个调节阀开启；对于每个导通的液体添加管路，获取所述质量流量计输出的所述数字量脉冲信号；基于所述数字量脉冲信号确定所述液体添加管路的液体流量；基于所述液体添加管路对应的目标添加值确定所述液体添加管路的液体流量是否达到第一阈值，所述第一阈值小于所述目标添加值；在达到所述第一阈值的情况下，控制所述液体添加管路对应的调节阀的开度随所述液体流量的增加而减小；在所述液体添加管路的液体流量达到第二阈值的情况下，控制所述液体添加管路对应的调节阀关闭，且不再轮询启动；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值、且小于所述目标添加值，所述目标添加值与所述第二阈值之差基于所述调节阀关闭后所述液体添加管路中的液体残留量确定。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述PLC控制运算部，还用于：获取允许误差值；基于所述目标添加值与所述允许误差值之差确定所述第二阈值。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述获取允许误差值，包括：获取所述液体添加管路的使用时长和液体温度；根据所述使用时长和液体温度估计所述允许误差值。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫继宾，尹洪亮，陆佳颖，郝沙沙，
申请(专利权)人：江苏恒科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：