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基于S7—300的烧碱系统的设计 　　【摘要】在分析和研究烧碱系统中离心机控制系统的基础上，设计了离心机的PLC控制系统。采用PLC控制离心机各电磁阀的动作，进一步降低操作人员的劳动强度，提高生产效率，并有效控制母液含盐量及析出盐含碱量。克服了离心机工作转速调节单一、故障率高等缺陷。 　　【关键词】烧碱生产；PLC；离心机；程序设计 　　1.引言 　　近年来，我国的氯碱工业发展十分迅猛，一些新的企业相继诞生，产能快速提升，烧碱生产能力已从1998年的745万吨/年增加到2005年的1470万吨/年，使我国在烧碱产能上超过美国成为世界第一。我国氯碱工业在产能迅速提升的同时，技术也获得了长足发展，规模化装置增多，装置技术水平提高，国内氯碱企业先后从发达国家引进了多套先进技术和现代化装备，使我国氯碱工业的装备和技术水平有了很大的提高。 　　在烧碱生产中，碱液的蒸发、浓缩过程中往往伴有盐的结晶，因此需采取措施对盐碱进行分离。目前大多数厂家均采用以离心机为主体的分离系统，主要的方法是将含有NaCl晶体的溶液蒸发后，装入离心机进行分离，离心工序的任务是将由蒸发岗位送来的经蒸汽加热，蒸发浓缩后的固液混合物经旋液分离器、离心机回收结晶盐，盐经溶解后送到盐水工序，碱液经澄清冷却成隔膜液碱成品。通常这些工序是通过离心机启停，阀门开启等来完成，而这些操作均由人工完成，随意性很大。除对设备寿命有很大影响外，蒸发碱液浓度变化、操作工的操作水平及责任心不同，造成离心机分离的盐含碱量偏高，失碱率上升，同时增加了回收盐水中有用盐酸消耗，浪费极大。 　　离心机各工作步骤运行的协调、准确及整个控制过程的稳定直接影响离心机的工作效果，影响碱液的质量。分离机的电气控制系统由定时器、中间继电器和变压器等部件组成，不但体积大、造价高，而且安装，检修麻烦。而可编程序控制器是专为工业环境设计的计算机，以其可靠性高、抗干扰能力强等优点，迅速成为自动控制的首选。使离心机控制线路大大简化，可靠性提高。 　　2.离心机的工作原理 　　当含有细小颗粒的悬浮液静置不动时，由于重力场的作用使得悬浮的颗粒逐渐下沉。粒子越重，下沉越快，反之密度比液体小的粒子就会上浮。微粒在重力场下移动的速度与微粒的大小、形态和密度有关，并且又与重力场的强度及液体的粘度有关。象红血球大小的颗粒，直径为数微米，就可以在通常重力作用下观察到它们的沉降过程。此外，物质在介质中沉降时还伴随有扩散现象。扩散是无条件的绝对的。扩散与物质的质量成反比，颗粒越小扩散越严重。而沉降是相对的，有条件的，要受到外力才能运动。沉降与物体重量成正比，颗粒越大沉降越快。对小于几微米的微粒如病毒或蛋白质等，它们在溶液中成胶体或半胶体状态，仅仅利用重力是不可能观察到沉降过程的。因为颗粒越小沉降越慢，而扩散现象则越严重。所以需要利用离心机产生强大的离心力，才能迫使这些微粒克服扩散产生沉降运动。离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大的离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。 　　3.离心机控制要求 　　烧碱系统中的盐碱分离离心机的分离过程是一个顺序循环的工作过程，根据其工艺流程共分加料、母液、水洗、熔盐、刮刀、稀母液、大洗等7个工步，依靠加料阀、母液阀、水洗阀、稀母液阀、熔盐阀，刮刀阀，大洗阀等7个电磁阀的通断电来配合完成上述工步过程。由图1可知，只有前6步工作做连续循环12次后方可进入大洗工步，待大洗完毕后再进入下一次大循环。如此往复循环，直到按下复位按钮后，整个系统才停止运行。 　　4.PLC控制系统的软件设计 　　4.1 工艺要求 　　工艺流程共分加料、母液、水洗、熔盐、刮刀、稀母液、大洗等7个工步，依靠加料阀、母液阀、水洗阀、稀母液阀、熔盐阀，刮刀阀，大洗阀等7个电磁阀的通断电来配合完成上述工步过程。 　　4.1.1 主机和油泵的控制 　　主机和油泵的起停通过控制台上相应的按钮手动进行，当主机和油泵运行时，其对应的绿色指示灯亮。 　　4.1.2 电磁阀的控制 　　电磁阀的控制分为手动和自动两种方式。 　　（1）手动控制 　　当“手动/自动”开关选为手动时，通过各电磁阀所对应的开关可实现对所对应电磁阀的手动操作。当电磁阀开通时，其所对应的红色指示灯亮。应注意：手动操作时，同时开通的电磁阀总数不要超过3个。 　　（2）自动控制 　　在投到自动控制之前，需要通过触摸屏对各参数值进行设定。启动油泵和主机后，经过初始熔盐和初始刮刀步骤后，结束初始化，进入到循环程序中运行，按照离心机的工艺流程及设定程序的来控制来各个电磁阀的通断。程序在自动运行过程中，电磁阀打开时，所对应的红色指示亮，这样可以通过指示灯及触摸屏，直观显示当前电磁阀的开通情况。 　　4.2 P