基于PLC的乳化炸藥乳化器的在線監(jiān)測(cè)與智能控制

鐘旺基

摘 要：乳化器在炸藥的生產(chǎn)過程中占據(jù)著十分重要的地位，直接關(guān)乎到炸藥生產(chǎn)的效率和炸藥的質(zhì)量。并且由于炸藥在生產(chǎn)過程中存在極其大的危險(xiǎn)因素，所以必須對(duì)炸藥的生產(chǎn)過程進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，并保證乳化器在整個(gè)生產(chǎn)流程中的安全性，才能防止出現(xiàn)爆炸事故并保證工作人員的生命健康。所以現(xiàn)在必須加大對(duì)乳化炸藥乳化器的檢測(cè)力度，認(rèn)真分析現(xiàn)在的乳化器檢測(cè)和控制設(shè)備中所出現(xiàn)的問題，然后針對(duì)現(xiàn)在系統(tǒng)中的矛盾和問題進(jìn)行逐一分析，并在此基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)一種新型的基于PLC的乳化炸藥乳化器的在線檢測(cè)和控制體系，有效的提高現(xiàn)在乳化炸藥生產(chǎn)過程的安全性，保證員工的人身安全。

關(guān)鍵詞：PLC；乳化炸藥；在線檢測(cè)；智能控制

引言

在改革開放以來，我國的整體的科技水平一直持一個(gè)不斷發(fā)展進(jìn)步的狀態(tài)。與此同時(shí)，工業(yè)炸藥行業(yè)也在這段時(shí)間中取得了良好的發(fā)展。乳化炸藥由于其防水性好、爆炸性能好以及成本較低的優(yōu)勢(shì)不斷發(fā)展，逐漸變成了工業(yè)炸藥行業(yè)中最重要的一部分。雖然這些年乳化炸藥在我國社會(huì)中取得了良好的發(fā)展，但是我國的整體的科技實(shí)力與歐美國家還是有很大的差距，并且我國生產(chǎn)的乳化炸藥的銷售情況并不樂觀。在歐美國家中，乳化炸藥在整個(gè)市場(chǎng)中幾乎可以占到百分之八十的市場(chǎng)，但是在我國中乳化炸藥占有的市場(chǎng)只有百分子十五。這其中的主要原因就是我國的乳化炸藥的研究時(shí)間比較晚，導(dǎo)致我國對(duì)乳化炸藥的研究跟國外先進(jìn)國家差了好幾十年。并且我國整體的生產(chǎn)機(jī)器比較落后，導(dǎo)致乳膠基質(zhì)很容易在生產(chǎn)過程中發(fā)生爆炸，引起嚴(yán)重的安全事故。

1現(xiàn)階段系統(tǒng)中的檢測(cè)和控制方法介紹

隨著專家學(xué)者對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)流程的進(jìn)一步研究，人們對(duì)于乳化器的檢測(cè)和控制也有了一個(gè)更加準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。在現(xiàn)階段社會(huì)中對(duì)乳化器的監(jiān)控方法主要分為三種：熱工檢測(cè)、視頻監(jiān)測(cè)以及微機(jī)監(jiān)測(cè)。這三種監(jiān)控方法的側(cè)重點(diǎn)不同，各自有不用的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用場(chǎng)合。視頻監(jiān)測(cè)以其方便、可靠和數(shù)據(jù)全面等等特點(diǎn)被人們所喜愛，所以視頻監(jiān)測(cè)方法應(yīng)用最為廣泛。并且視頻監(jiān)測(cè)方法相對(duì)比于其他的檢測(cè)方法都更加的安全和可靠，能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)乳化炸藥整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行監(jiān)控。但是上述的檢測(cè)方法都屬于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，這些傳統(tǒng)檢測(cè)方法只能對(duì)生產(chǎn)機(jī)器的某一個(gè)局部進(jìn)行觀測(cè)，并且無法全面的對(duì)生產(chǎn)過程中的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于生產(chǎn)設(shè)備的損壞或則異常狀況無法做到精準(zhǔn)的把握，更不能對(duì)具有安全隱患的乳化器進(jìn)行全面的監(jiān)控。雖然有些檢測(cè)可以對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，并根據(jù)結(jié)果做出相應(yīng)的報(bào)警提醒，但是這樣還不足以保證乳化器以及工作人員的安全。現(xiàn)階段中乳化器的檢測(cè)和控制需要向更加智能的方向發(fā)展，從根本上提升檢測(cè)系統(tǒng)的安全，保證工作人員的安全。本文通過對(duì)各種先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行研究分析，將人工智能技術(shù)和傳統(tǒng)的乳化器檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)相融合，創(chuàng)新發(fā)展出一個(gè)更加先進(jìn)也更加適應(yīng)乳化炸藥生產(chǎn)的在線檢測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對(duì)乳化器的整體生產(chǎn)過程進(jìn)行全面的檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理和智能控制，有效提高生產(chǎn)效率，保證乳化炸藥生產(chǎn)過程的安全。

2 乳化器的檢測(cè)和控制系統(tǒng)介紹

2.1 PLC的特點(diǎn)

實(shí)際上就是一套智能控制裝置，它綜合了計(jì)算機(jī)、控制和通信技術(shù)三種技術(shù)為一體，廣泛應(yīng)用于市面上的各種控制器中。PLC具有高可靠性和小體積的特性，這種特性正好符合現(xiàn)在人們對(duì)于控制器的要求，并且PLC操作極其簡(jiǎn)單，能夠很快的被工作人員掌握使用，所以幾乎占據(jù)了整個(gè)市場(chǎng)。本文所研發(fā)的系統(tǒng)同樣是使用到了PLC控制系統(tǒng)。本文中的控制系統(tǒng)首先對(duì)乳化器的振動(dòng)、溫度和噪聲進(jìn)行檢測(cè)和信號(hào)數(shù)據(jù)采集，然后將采集到的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)絇LC控制器中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，得到生產(chǎn)中使用到的各種特征數(shù)據(jù)值。并根據(jù)這些特征數(shù)據(jù)值做出對(duì)應(yīng)的圖形，將測(cè)量得到的特征數(shù)據(jù)值和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)特征值進(jìn)行比較。如果測(cè)量得到的數(shù)據(jù)特征值在合格范圍之內(nèi)，則說明乳化器工作良好，不需要進(jìn)行調(diào)整。如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)值超出范圍，則plc控制系統(tǒng)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警提醒行為，提醒工作人員盡快對(duì)乳化器進(jìn)行調(diào)整維修，防止發(fā)生爆炸事故從而危及工作人員的生命健康。

2.2 檢測(cè)和控制系統(tǒng)的組成介紹

本文中所研究的系統(tǒng)主要是有一系列的控制器和傳感器所組成的。傳感器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的采集，然后再將采集到的信息及時(shí)的傳送到plc控制器中進(jìn)行分析處理，然后plc控制系統(tǒng)進(jìn)行一些列的動(dòng)作。比如說系統(tǒng)中的傳感器將生產(chǎn)過程中測(cè)量到的溫度信號(hào)、軸承振動(dòng)信號(hào)傳輸給plc控制器中，然后plc控制器對(duì)這些信息進(jìn)行處理，首先將信號(hào)進(jìn)行濾波、放大變成可供控制器中的CPU處理的信號(hào)電信號(hào)，然后CPU在對(duì)這些轉(zhuǎn)換過后的電信號(hào)進(jìn)行分析處理，對(duì)乳化器生產(chǎn)過程的狀態(tài)進(jìn)行測(cè)定和控制。如果發(fā)現(xiàn)有異常信息，CPU及時(shí)作出應(yīng)對(duì)措施，控制系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警和停機(jī)動(dòng)作。系統(tǒng)中還會(huì)設(shè)置有輸出模塊，主要負(fù)責(zé)按照CPU的指令進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，比如進(jìn)行指示燈和數(shù)字顯示器的工作狀態(tài)的切換，并且進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和打印等等動(dòng)作。

3 乳化器檢測(cè)和控制系統(tǒng)中各個(gè)模塊的介紹

乳化器的在線檢測(cè)和控制系統(tǒng)的主要指令主要是使用step7進(jìn)行編寫的。然后通過plc控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制作用。整體的控制和檢測(cè)系統(tǒng)主要包括信號(hào)采集模塊、檢測(cè)模塊、診斷模塊和數(shù)據(jù)分析處理幾個(gè)模塊組成。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)的分析處理，并依據(jù)分析結(jié)果自動(dòng)做出應(yīng)對(duì)措施，并具有報(bào)警功能、趨勢(shì)分析功能和打印報(bào)表等等功能。

3.1 信號(hào)的采集模塊主要是由一系列的傳感器聯(lián)合組成的，該模塊首先通過各個(gè)傳感器對(duì)乳化器工作過程中的各種溫度、振動(dòng)以及頻率信號(hào)進(jìn)行初步采集，然后再將采集到的信號(hào)傳輸?shù)娇刂破髦校M(jìn)行信號(hào)的放大和濾波轉(zhuǎn)換操作，為以后的分析做準(zhǔn)備。

3.2 信號(hào)的在線檢測(cè)模塊主要是將控制器中初步處理過的數(shù)據(jù)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將采集到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成為CPU可以處理的電信號(hào)，并通過控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，得到各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)以供后面的處理使用。

3.3 信號(hào)的故障診斷模塊主要工作是將CPU處理計(jì)算得到的各項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)值和標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比分析，然后判斷乳化器是否是處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。如果經(jīng)過判斷之后發(fā)現(xiàn)乳化器異常，則立刻控制數(shù)據(jù)輸出模塊進(jìn)行報(bào)警動(dòng)作并及時(shí)將異常信息顯示在數(shù)字顯示屏上面，提醒工作人員對(duì)乳化裝置進(jìn)行調(diào)整維護(hù)。通過診斷模塊對(duì)乳化器工作狀態(tài)做出的趨勢(shì)分析，可以對(duì)以后的一段時(shí)間內(nèi)的乳化器的工作狀態(tài)進(jìn)行一定的預(yù)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)乳化器的不安全因素并進(jìn)行處理維護(hù)，保護(hù)工作人員的生命健康。

3.4 信號(hào)的數(shù)據(jù)管理模塊主要是對(duì)采集到的各種信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)和整理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的保存和共享。

4 結(jié)束語

基于plc控制的乳化器檢測(cè)和控制系統(tǒng)可以彌補(bǔ)現(xiàn)階段中乳化器控制系統(tǒng)的不足，對(duì)乳化器整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)和把控，并且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和穩(wěn)定控制，減少工作人員的工作量并提高工作人員的工作效率，有效減小事故發(fā)生的概率保證乳化炸藥生產(chǎn)過程的安全性，提高企業(yè)的整體收益。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡家源.炸藥之星———粉狀乳化炸藥[ J] .中國科技信息， 2005（15）：125.

[2]徐東平，裴海興， 吳龍祥.“ 6.24”爆炸事故之啟示 [ J] .金屬礦山， 2003（3）：50.

[3]秦衛(wèi)國， 路克金， 劉延義， 等.炸藥乳化器安全監(jiān)測(cè)方法及其發(fā)展[ J] .煤礦爆破， 2006， 35（4）：32-34.

[4]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[ M] .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004.

[5]彭雯. 乳化炸藥生產(chǎn)線乳化器溫度智能控制[D].中南大學(xué)，2009.