本发明专利技术公开了一种用于加压微反实验装置的自动化控制系统，包括质量流量计、压力变送器及温度传感器、六通阀；还包括用于控制电加热炉电流通断的固态继电器、用于六通阀阀位切换的电磁阀；还包括监控主机、RS485/232转换器、模拟量输入器和可编程控制器；其中，模拟量输入器与质量流量计、压力变送器及温度传感器相连，用于获得流量、压力、温度数据；可编程控制器与固态继电器相连用于控制固态继电器；可编程控制器还与电磁阀相连，用于控制六通阀的阀位切换。本发明专利技术能够自动完成加压微反实验过程中的大部分操作及数据检测，方便实验人员的实验操作及数据记录，有利于简化实验步骤，极大地提高了实验数据的准确性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种自动化控制系统，更具体说，涉及一种用于加压微反实验装置的自动化控制系统。
技术介绍
加压微型反应装置广泛应用于化工生产、科研及教学等多个领域，其核心设备是固定床管式反应器，反应过程中需要随时观察反应温度及反应压力的变化情况，反应产物通常采用色谱进行分析。由于此类反应一般耗时较长(24小时以上)，并且要求每隔一段时间进行一次采样及色谱分析，采用人工操作的方法存在很大的弊端。
技术实现思路
·针对上述现有技术，本专利技术提供一种用于加压微反实验装置的自动化控制系统，该控制系统不仅能够实时监控反应温度及反应压力，还可以自动切换六通阀，进行在线色谱分析，克服了人工操作的不足，有利于实验人员更加准确的把握反应进度，控制反应过程，同时，也大大降低了实验人员的劳动强度，节省了很多时间。为了解决上述技术问题，本专利技术用于加压微反实验装置的自动化控制系统予以实现的技术方案是包括设置在加压微反实验装置中的测量组件，所述测量组件包括在设置在气体管路上的质量流量计、设置在预热器进口管路上的压力变送器及分别设置在预热器和反应器中的温度传感器、与所述色谱分析仪连接的六通阀；还包括用于控制预热及反应器电加热炉电流通断的固态继电器、用于六通阀阀位切换的电磁阀；还包括监控主机、RS485/232转换器、模拟量输入器和可编程控制器；其中，所述模拟量输入器与所述质量流量计、压力变送器及温度传感器相连，用于获得气体流量、进入预热器的混合气体的压力、预热器及反应器的内部温度；所述可编程控制器与所述固态继电器相连用于实现控制固态继电器电流的通断时间；所述可编程控制器还与所述电磁阀相连，用于控制六通阀的阀位切换，从而实现对色谱分析仪在线检测的自动控制。本专利技术用于加压微反实验装置的自动化控制方法，包括如下步骤通过监测主机的人机对话界面设定工艺参数的步骤，包括设定预热温度和反应温度；通过可编程控制器实现控制固态继电器电流的通断时间的步骤；通过模拟量输入器获得气体管路上的气体流量、进入预热器的混合气体的压力、预热器及反应器的内部温度的步骤；通过可编程控制器控制电磁阀的通断，实现六通阀在采样和分析两种状态之间的自动切换，从而自动控制色谱分析仪的在线检测。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是能够自动完成加压微反实验过程中的大部分操作的执行及其数据的检测，方便实验人员的实验操作及数据记录，有利于简化实验步骤，极大地提高了实验数据的准确性。附图说明图I是加压微反实验装置的自动化控制系统的构成示意图；图2是实现加压微反实验装置自动化控制的方法流程图。图中I-气体钢瓶 2-减压阀3-干燥器4-过滤器5-质量流量计6-止逆阀7-混合器8-预热器9-反应器 10-冷凝器11-色谱分析仪 12-气液分离器13-背压阀 14-六通阀15-皂膜流量计 16-集样器·17-加料泵 18-安全阀19-压力变送器 20-电磁阀21-固态继电器22-可编程控制器24-模拟量输入器25-RS485/232转换器26-监控主机具体实施例方式如图I所示，通常，加压微反实验装置包括三个气体钢瓶1，相应的配有三个减压阀2、三个干燥器3、三个过滤器4、三个质量流量计5、三个止逆阀6，此外，还包括通过管路依次序连接的混合器7、预热器8、反应器9、冷凝器10、色谱分析仪11、气液分离器12、背压阀13、六通阀14、皂膜流量计15、集样器16、加料泵17、安全阀18及压力变送器19。为了实现对上述加压微反实验装置进行自动化控制，其中，用于直接检测实验装置中的数据，或者对装置的实验过程进行控制的测量元件组包括有设于气体管路上的三个质量流量计5、设于预热器8的进口管路上的压力变送器19、设于预热器8中的两个温度传感器TCIlOl和TI 102及反应器9中的温度传感器TCI103、用于控制预热器8及反应器9电加热炉电流通断的固态继电器21、以及用于控制色谱分析仪11的电磁阀20 ;还包括监控主机26、RS485/232转换器25、模拟量输入器24和可编程控制器22 ;所述监控主机26用于接收实验人员的人工干预以便监测和控制模拟量输入器24及可编程控制器22，所述RS485/232转换器25用以连接模拟量输出器24、可编程控制器24与监控主机26，以实现它们之间的通讯。其中，所述模拟量输入器24与所述质量流量计5、压力变送器19及温度传感器相连，用于获得气体流量、进入预热器8的混合气体的压力、预热器8及反应器9的内部温度；所述可编程控制器(22)与所述固态继电器21相连用于实现控制固态继电器21电流的通断时间；所述可编程控制器22还与所述电磁阀20相连，用于控制六通阀14的阀位切换，从而实现对色谱分析仪11在线检测的自动控制。实现本专利技术加压微反实验装置的自动化控制主要包括通过监测主机26的人机对话界面设定工艺参数的步骤，包括设定预热温度和反应温度；通过可编程控制器22实现控制固态继电器21电流的通断时间的步骤；通过模拟量输入器24获得气体管路上的气体流量、进入预热器8的混合气体的压力、预热器8及反应器9的内部温度的步骤；通过可编程控制器22控制电磁阀20的通断，实现六通阀14在采样和分析两种状态之间的自动切换，从而自动控制色谱分析仪11的在线检测。实施例本专利技术加压微反实验装置的自动化控制系统中，其核心的设备是一个固定床管式反应器，反应产物采用色谱分析仪进行采样分析，通过控制配套的电磁阀可自动切换六通阀阀位，实现人为在线控制检测，其中的监控主机是基于工业组态软件的个人计算机，工业组态软件是一种数据采集与过程控制的专用软件，已得到广泛应用，其使用方法及具体功能是众所周知的，这里不作详细说明。总而言之，设计者可以根据已有工艺流程图，运用组态软件达到自动控制实验过程并取得监测结果的目的。如图I所示，本专利技术所涉及的加压微反实验装置，包括三个气体钢瓶1，其中一个为氮气，作用是提供氮气保护及管路吹扫，另两个为原料气体，相应的配有三个减压阀2、三个干燥器3、三个过滤器4、三个质量流量计5、三个止逆阀6。两路原料气经过混合器7混合均匀后进入预热器8，液体原料经由加料泵17也打入预热器8中，一起预热到所需温度后，即可进入反应器9中进行反应。反应结束后，产物首先经由冷凝器10冷凝，再进入气液分离器12中进行气液分离，得到的液体直接收集到集样器16中；得到的气体经由背压阀13、六通阀14后可进入色谱分析仪11中进行分析检测，此处配有电磁阀20可实现六通阀14阀位的自动切换。除此之外，在整套系统中还配有7块压力表，分别是PI101、PI102、PI103、PI104、PI105、PI106、PI107，用于就地显示相应位置处的管路压力；还有一个皂膜流量计·15用于测定反应尾气的流量；一个压力变送器19用于测定混合气压力；三个温度传感器，分别是TCI101、TI102及TCI103，用于测量预热器8及反应器9内部温度，此外，预热器8及反应器9中均设有电加热炉(图中未画出)，配套固态继电器21可实现预热器8中的温度传感器TCIlOl与反应器9中的温度传感器TCI103的自动控制。下面以常用的裂解汽油加氢反应为例来说明利用本专利技术加压微反实验装置的自动化控制系统的实验过程。首先开启监控主机26，进入控制界面。实验操作如下I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于加压微反实验装置的自动化控制系统，其特征在于，包括设置在加压微反实验装置中的测量组件，所述测量组件包括在设置在气体管路上的质量流量计（5）、设置在预热器（8）进口管路上的压力变送器（19）及分别设置在预热器（8）和反应器（9）中的温度传感器、与所述色谱分析仪（11）连接的六通阀（14）；还包括用于控制预热器（8）及反应器（9）电加热炉电流通断的固态继电器（21）、用于六通阀（14）阀位切换的电磁阀（20）；还包括监控主机（26）、RS485/232转换器（25）、模拟量输入器（24）和可编程控制器（22）；其中，所述模拟量输入器（24）与所述质量流量计（5）、压力变送器（19）及温度传感器相连，用于获得气体流量、进入预热器（8）的混合气体的压力、预热器（8）及反应器（9）的内部温度；所述可编程控制器(22)与所述固态继电器（21）相连用于实现控制固态继电器（21）电流的通断时间；所述可编程控制器（22）还与所述电磁阀（20）相连，用于控制六通阀（14）的阀位切换，从而实现对色谱分析仪（11）在线检测的自动控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马骏，张赛丹，杨翠娜，黄岩，于娇娇，
申请(专利权)人：天津津大莱博科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。