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乳化炸药生产线安全监测系统

时间:2019-09-15 10:49 文章来源:利来国际最给利的老牌最新网址 点击次数:

  以AT89C55WD为核心的乳化炸药超限报警仪,采用相应的监测参数采集模块设计了乳化炸药生产线安全监测系统,该系统可实现乳化炸药生产线电流、转速、温度、压力等参数的自动采集以及生产线和监测中心的声光报警。给出了系统的软硬件设计框图和详细工作原理,为乳化设备的安全可靠运行提供了保障。

  乳化炸药是一种油包水型含水工业炸药,目前生产工艺已基本定型。它具有优良的爆炸性能和抗水能力, 它不仅组分简单, 原料来源广泛, 加工不复杂, 不含具有炸药性能的敏化剂, 而且生产成本较其它炸药低。自60年代末, 乳化炸药作为新型的工业含水炸药问世以来, 得到了世界各国工业炸药界的重视并竞相研究推广。

  但是,在生产过程中,由于螺杆泵所泵送的介质具有爆炸性,所以螺杆泵的空运转会引起泵中定子和螺杆的直接磨擦发热,使残余在泵中的基质升温,导致乳化基质的分解和爆炸[1]。因此,为了防止操作人员操作失误、发现问题不及时或停车不及时,采取电子监控手段是十分必要的。本系统已经在2007年1月在阜新圣诺化工有限责任公司投入使用,运行情况良好。

  乳化炸药生长过程主要分为原料准备、水相和油相的乳化、发泡及制冷三个阶段。原料准备工作做完以后,顺序启动乳化器、油相和水相输送泵,使水相和油相材料按一定比例在乳化器中乳化,经胶体泵将乳胶输送到冷却器中进行冷却并启动发泡剂泵,将发泡剂注入到乳胶中,在混合发泡剂中进行混合,最后通过炸药输送泵送到包装机中进行包装[2]。

  本系统主要实现对乳化炸药生产线驱动螺杆泵电机的运行状态、各点工艺压力以及螺杆泵泵体温度进行实时监测,并将监测到的参数反映到上位机动态画面上,可以实现动态显示、实时报警、数据储存、打印、历史数据查询等功能。

  本系统硬件主要由乳化炸药生产线超限报警仪(下位机)和监测中心(上位机)两部分组成,其原理结构框图如图1所示。

  

  其中下位机部分以AT89C55WD单片机为核心,主要由监控参数采集模块、A/D转换电路、串口通信电路、键盘参数设定、液晶显示和声光报警电路组成。参数采集模块主要包括温度变送器、压力变送器和EDA9033G电参数采集模块。

  由于在采集信号需要远距离传输或使用环境中电网干扰较大的场合,电流输出型传感器比电压输出型传感器具有更好的抗干扰能力[3]。因此,压力变送器和温度变送器均采用电流输出型,输出范围4~20mA。温度变送器和压力变送器输出的4~20mA的模拟信号经过采样电阻(R=200Ω)的采样转换成1~5V的模拟信号送到A/D转换器,输出数字信号再送至89C55WD单片机进行处理。

  EDA9033G是山东力创科技有限公司生产的智能型三相电参数数据综合采集模块,能够准确测量三相三线制或三相四线制交流电路中的三相电流、三相电压(真有效值)、有功功率、无功功率、功率因数、频率、正反向有功电度、正反向无功电度等电参数。其输入为三相电压(0-500V)、三相电流(0-1000A);输出为RS-485 或RS-232 接口的数字信号,支持的通讯规约有3 种:(ASCII 码)研华ADAM 兼容通讯协议、十六进制LC-04 协议、MODBUS-RTU 协议。EDA9033G 模块是一款高性价比的智能电参数变送器,他能替代过去的电流、电压、功率、功率因数、电量等一系列变送器及测量这些变送器标准输出信号的模入模块,可大大降低系统成本, 方便现场布线,提高系统的可靠性。

  本设计利用EDA9033G对螺杆泵驱动电机的电流和转速进行实时采集,采集数字信号经RS232串口直接送AT89C55WD单片机。首次使用时,根据标示接入DC或AC电源,将RS-232或RS-485通过转换器接到微机COM1口,用随机提供的“EDA90系列模块测试软件”设置(通过广播命令)仪器的通讯协议、地址、波特率等参数[4]。

  单片机对数字信号进行分析、计算,将所得计算结果送到液晶显示器显示并与键盘输入的参数上限值进行比较,如果测量数值超过上限值,扩展I/O接口输出高电平,通过光电耦合器驱动声光报警电路报警。提示现场的工作人员处理。此外超限报警仪通过RS485中继器与监测中心的工控机通讯,利用组态王系统在工控机开发良好的人机互动界面,实现远程监测和声光报警。

  本系统软件主流程图如图2所示,其工作原理是:系统上电后单片机首先对各个部分初始化,并把键盘设定的系统运行参数上限值保存到时钟。然后开始系统的实时监测,即系统自动采集来自被测控点的电流、转速、压力、温度。单片机完成对采集数据的计算并送到液晶显示器,并与键盘输入的上限值比较,最后,按照组态王与单片机通信协议(ASCII码),完成下位机与上位机的通讯。数据CRC自动校验,误码率极低,无需跟踪调校[5]。

  该安全监测系统已经在阜新圣诺化工有限责任公司乳化炸药生产线投入使用,通过近半年时间的连续生产监测,结果证明,该系统有效解决了生产设备监测难问题,保证了生产设备的安全、稳定、经济运行,减轻管理人员的劳动强度。实现了监测的自动化,也使生产管理向现代化迈进了一大步。

  (摘编自《电气技术》,原文标题为“乳化炸药生产线安全监测系统”,作者为李文江、李斌、康微微、郑岩松。)

  8.石建明,江苏大唐国际金坛热电有限责任公司安全环保部主任,未认真督促施工单位严格执行事故报告制度,建议由江苏大唐国际金坛热电有限责任公司依据相关规定给予处理。

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