数据采集及监视控制系统项目
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完成单位:天津天士力现代中药资源有限公司
登记编号:ZSCX-D4-J-2-329
登记年份:2020
发布时间:2020-09-21
建立生产线数据采集(SCADA)及可视化系统,为数据应用挖掘提供数据支撑;利用OPC技术、远程数据库技术,将底层生产设备进行互联,实现工艺、质量、设备、公用介质等数据的实时采集。总体自动采集率可达到95%,实时数据采集服务器采用冗余配置,保证实时数据的可靠性;同时车间环境监测系统的数据也可进入实时数据采集服务器。数据将被存储在生产网络层上的历史数据服务器(冗余)中,形成可被其他系统访问的历史数据源;解决从数据采集,归档,到三维场景构建,实时动画驱动等问题,实现了车间生产工艺过程、电力、供水、供气、自动化控制、照明、环境、排水、门禁、视频等多个系统的集成和融合,实现以上各个系统的联动监控。
(1) 3D效果提取浓缩设备展示,监测生产过程中的温度、压力、流量以及水、电、气的消耗状态。
(2) 3D效果能源管理部分展示,检测生产过程中能源消耗情况及统计分析(水、电、气)。
(3)在线设备数据采集,实时控制管理、测量、参数调节等功能。并且首次将视频监控系统集成到数据采集系统当中,平台统一化管理,整个控制系统是基于WEB的分布式控制系统,在任何地方通过PC或者手机都可以进行访问。(具有权限管理)
智能传感和检测技术的应用,项目建设采用智能提取系统,生产线将配置专门的数字化电子平台,自动采集率和可视化率达到95%以上。其中检测采集关键工艺参数800余个,可进行在线分析的约700个左右,实现关键工艺参数在线分析率达88%。系统采用闭环测温控制系统,其精度可达±1℃,比传统的单机生产模式温控精度高3倍以上。整个生产线将通过对温度、压力、流速、液位、糖度等工艺参数的在线采集和检测实现闭环控制,达到对提取、浓缩、醇沉、收膏等生产过程的全数字化控制的目的,实现中药提取的产业规模化、过程自动化、智能化、连续化的生产模式。本项目将实现中药提取全面数字化、智能化生产的产业模式。
针对产业瓶颈的解决需求研发过程中,通过持续实验与改进采用了先进的传感和在线检测技术,将取得如下成果。
(1)利用泡沫检测传感器对浓缩过程产生泡沫进行控制。
蒸发室泡沫产生主要是因为药液中含有大量的皂苷,在蒸发室内真空度骤然增大或物料中含有空气,尤其是在采用真空进料方式极易产生泡沫。传统的消泡方法是在设备上安装高位泡沫开关,当产生的泡沫达到高位开关时,设备自动开启排空法阀进行消泡。但是当药液皂苷含量较高时容易使消泡阀频繁的动作,破坏了整个浓缩过程的连续与平稳,使浓缩效率很低,而且这是在产生泡沫的时候才做出的一种弥补措施,控制对象是一个结果,不能从根本上解决跑料的问题。
分析泡沫产生的原因,除了药液本来的特性外真空度是引起泡沫产生的最重要的因素,当蒸发室的真空度在-0.07~-0.08MPA时,不易产生泡沫,从而避免跑料。
要控制药液在凝缩过程中起跑而跑料则要控制住蒸发室的真空度,采取的是在蒸发室上加装一个真空的调节阀,同时设置一个高位的消泡开关,正常工作的时候,用真空调节阀去控制蒸发室的真空度在-0.07~-0.08MPA左右,如果有特殊的情况产生泡沫达到高位的消泡开关时,真空调节阀全开,破坏蒸发室的真空度达到紧急消泡的作用,同时一效和二效的真空阀门采用连续调节的蝶阀,在生产的过程中控制其缓慢的开启,使真空度缓慢的上升,从而避因真空的度的突然变化产生泡沫。