CN107400897B - 一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统 - Google Patents
一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107400897B CN107400897B CN201710675314.5A CN201710675314A CN107400897B CN 107400897 B CN107400897 B CN 107400897B CN 201710675314 A CN201710675314 A CN 201710675314A CN 107400897 B CN107400897 B CN 107400897B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- management
- electrolytic cell
- plc
- ion
- data processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003014 ion exchange membrane Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 21
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 8
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 6
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 6
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 abstract description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000004989 laser desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000003012 network analysis Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical group ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/34—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
- C25B1/46—Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B15/00—Operating or servicing cells
- C25B15/02—Process control or regulation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
本发明公开了一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，包括电解槽组、电压快速切换装置、PLC、交换机和电解槽服务管理器；每个单元槽通过电压快速切换装置连接至PLC，PLC控制电压快速切换装置，使多路测量信号共用一路PLC模拟量输入，并将每个单元槽的槽电压数据上传至电解槽服务管理器的实时数据库系统，本发明通过PLC控制电压快速切换装置测量单元槽电压的方式，大量减少了PLC的数量，减少了投资，减轻了数据通讯压力，为用户的大数据分析提供存储平台；方便开发得到电槽的实时运行数据，并经历史统计分析得到电槽的实际运行状况。
Description
技术领域
本发明属于氯碱装备技术领域，尤其是涉及一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统。
背景技术
氯碱工业是指用电解饱和NaCl溶液的方法来制取取烧碱、氯气和氢气的工业生产，是重要的基础化学工业之一。电解在立式隔膜电解槽中进行，隔膜把电解槽分隔成阳极室和阴极室。当接通电源后，在电场的作用下，带负电的Cl-和OH-移向阳极，带正电的Na+和H+移向阴极，在这种条件下，电极上发生如下反应：
阳极2Cl--2e＝Cl2↑
在阴极2H++2e＝H2↑
即在阳极室放出Cl2，阴极室放出H2。由于H+不断放电，破坏了水的电离平衡，促使水不断电离，造成溶液中OH-的富集。这样在阴极室就形成了NaOH溶液，它从阴极室底部流出。
通过上述方法生产时，离子膜电解槽稳定及安全运行与单元槽电压有密切关系，电槽的运行状况基本上通过测量单元槽的能够及时体现。但是目前烧碱生产装置单元槽的数量非常多，一套25万吨/年的烧碱装置单元槽数量有1600多组，目前对电解槽的电压采集具有几种方法，首先传统方法是通过人工通过电压表测量电解槽的电压，上述采集方法具有如下缺点：1.不能实现实时测量，往往一天或几天采集一次，在生产过程中不能实时发现单台电解槽在生产中的问题。2.工作量大，工作环境恶劣，对所有的电解槽测量一遍电压数据往往要几个小时的时间，同时电槽的运行环境温度高，测量时都要经历高温的折磨。3.可靠性不高，同时电压表测量及现场记录都容易出错。不同人的测量误差会造成分析数据偏差。其次，目前也有通过DCS对烧碱装置单元槽进行电压采集的方法，但采用DCS采集时通常以6-8台单元槽为一组，同时测量电压值，这就导致单槽槽子的问题不能及时发现，降低了生产效率。而如果采用对每个单个单元槽数据单独采集时，则意味着有1600多组单元槽电压采集转换装置，装置非常复杂，数据量大，装置的造价非常高。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，根据电压变化的连续性，采用分片化轮训控制采集的方式，降低了生产成本，实现了高效的实时采集。
本发明完整的技术方案包括：
一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，至少包括电解槽组、电压快速切换装置、PLC、交换机电解槽服务管理器；
所述的电解槽组包括多个单元电解槽，每个单元槽均单独连接电压快速切换装置，通过数据线连接至PLC，PLC通过控制电压快速切换装置实现对多个单元槽电压测量，使多路测量信号共用一路PLC模拟量输入，并将每个单元槽的槽电压数据上传至电解槽服务管理器的实时数据库系统。
所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统还包括DCS和PHD实时数据库，所述的DCS通过PHD实时数据库连接PHD实时数据库。
DCS数据包括电解槽的运行电流、总电压、氯气和氢气压力、烧碱产量、阴阳极测介质流量数据。
电槽管理服务器支持人工录入数据。优选的，人工录入数据为化验室分析数据，通过人工的方式录入系统的关系数据库供系统分析使用；
电槽管理服务器上运行实时数据库和关系数据库系统，实时数据库存储来自PLC和DCS的单元槽电压及其它电解槽运行参数；关系数据库系统统计分析人工录入的数据。
电槽管理服务器上同时运行OPC Server，以标准的方式供其它系统和用户访问电槽的实时数据库系统。优选的，电槽管理服务器还具有WEB发布功能，终端用户通过防火墙以网页的方式就能查看电槽的运行数据、趋势、统计分析报表。更优选的，系统具有与LIMS系统的接口，可以直接从LIMS系统中获取人工录入的化验室分析数据。
所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统还包括用户终端，所述的用户终端连接电解槽服务管理器。
用户终端和电解槽服务管理器之间设有防火墙。
还包括交换机，PLC通过交换机连接电解槽服务管理器。
所述的电解槽组共有多组，电解槽组、继电器、PLC为一一对应关系。
本发明相对于现有技术的优点在于：创造性地通过PLC控制电压快速切换装置测量单元槽电压的方式，使多路测量信号共用一路PLC模拟量输入，这样大量减少了PLC的数量，不但减少了投资，而且减轻了数据通讯的压力。电槽管理服务器上运行实时数据库和关系数据库系统，实时数据库为用户的大数据分析提供存储平台；关系数据库存储系统方便用户按照自己的经验思路进行开发得到电槽的实时运行数据，并经历史统计分析得到电槽的实际运行状况。
附图说明
图1为本发明的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，包括电解槽组、连接线、电压快速切换装置、PLC、交换机电解槽服务管理器，用户终端、DCS、PHD实时数据库；
所述的电解槽组共有N组，每一组电解槽组包括n个单元电解槽，每个单元槽均通过单独的连接线连接到电压快速切换装置，通过数据线连接至PLC。本发明中，由于单元槽电压测量点多，动辄上千个，而PLC信号输入数量的限制，因而每个单元槽单元测量信号直接接入PLC的方式不能实现，本发明创造性地通过PLC控制电压快速切换装置测量单元槽电压的方式，使多路测量信号共用一路PLC模拟量输入，这样大量减少了PLC的数量，不但减少了投资，而且减轻了数据通讯的压力。电解槽组、电压快速切换装置、PLC为一一对应关系，通过专有协议将每个单元槽的槽电压数据上传至电解槽服务管理器的实时数据库系统。DCS、PHD实时数据库、用户终端同时连接电解槽管理服务器。
电槽管理服务器处于系统网络的核心位置，也是整个系统的数据处理中心，电槽管理服务器支持通过PPI、MPI、Modbus、OPC、Profibus等协议采集PLC、DCS、PHD实时数据库等的数据，同时支持化验室数据等人工录入数据。
电槽管理服务器上运行实时数据库和关系数据库系统，实时数据库存储来自PLC和DCS的单元槽电压及其它电解槽运行参数，存储密度大(秒级的存储间隔)且周期长(十年以上存储)，为用户的大数据分析提供存储平台；关系数据库存储系统通过统计分析及手工录入的数据，方便用户按照自己的经验思路进行开发得到电槽的实时运行数据，并经历史统计分析得到电槽的实际运行状况。电槽管理服务器上同时运行OPC Server，以标准的方式供其它系统和用户访问电槽的实时数据库系统。电槽管理服务器还具有WEB发布功能，终端用户通过防火墙以网页的方式就能查看电槽的运行数据、趋势、统计分析报表等。
DCS数据包括电解槽的运行电流、总电压、氯气和氢气压力、烧碱产量、阴阳极侧介质流量等DCS数据，先采集到企业的PHD实时数据库系统中，然后通过OPC协议上传至电槽管理系统的实时数据库系统中。
化验室分析数据，包括电解槽的化验室分析数据通过人工的方式录入系统的关系数据库供系统分析使用；同时，系统具有与LIMS系统的接口，可以直接从LIMS系统中获取化验室分析数据。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (9)
1.一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，至少包括电解槽组、电压快速切换装置、PLC、交换机电解槽服务管理器；
所述的电解槽组包括多个单元电解槽，每个单元槽均单独连接到电压快速切换装置，通过数据线连接至PLC，PLC通过控制快速切换装置，实现对多个单元槽电压测量，使多路测量信号共用一路PLC模拟量输入，并将每个单元槽的槽电压数据上传至电解槽服务管理器的实时数据库系统；
所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统还包括DCS和PHD实时数据库，所述的DCS通过PHD实时数据库连接PHD实时数据库。
2.权利要求1所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，其特征在于，DCS数据包括电解槽的运行电流、总电压、氯气和氢气压力、烧碱产量、阴阳极侧介质流量数据。
3.权利要求1所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，其特征在于，电槽管理服务器支持人工录入数据。
4.权利要求3所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，其特征在于，电槽管理服务器上运行实时数据库和关系数据库系统，实时数据库存储来自PLC和DCS的单元槽电压及其它电解槽运行参数；关系数据库系统统计分析人工录入的数据。
5.权利要求1或4所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，其特征在于，电槽管理服务器上同时运行OPC Server，以标准的方式供其它系统和用户访问电槽的实时数据库系统。
6.权利要求1所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，其特征在于，所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统还包括用户终端，所述的用户终端连接电解槽服务管理器。
7.权利要求6所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，其特征在于，用户终端和电解槽服务管理器之间设有防火墙。
8.权利要求1所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，其特征在于，还包括交换机，PLC通过交换机连接电解槽服务管理器。
9.权利要求1所述的离子膜电解槽管理和后台数据处理系统，其特征在于，所述的电解槽组共有多组，电解槽组、电压快速切换装置、PLC为一一对应关系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710675314.5A CN107400897B (zh) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710675314.5A CN107400897B (zh) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107400897A CN107400897A (zh) | 2017-11-28 |
| CN107400897B true CN107400897B (zh) | 2019-06-14 |
Family
ID=60401814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710675314.5A Active CN107400897B (zh) | 2017-08-08 | 2017-08-08 | 一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107400897B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108130556A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-06-08 | 上海芮晨机电设备有限公司 | 一种离子膜电解槽性能检测系统 |
| CN110958283A (zh) * | 2018-09-27 | 2020-04-03 | 沈阳铝镁设计研究院有限公司 | 一种多电解铝厂电解槽生产运行数据采集系统及方法 |
| JPWO2023286851A1 (zh) * | 2021-07-16 | 2023-01-19 |
-
2017
- 2017-08-08 CN CN201710675314.5A patent/CN107400897B/zh active Active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 测量离子膜电解槽膜电压的新方法;胡占东 等;《中国氯碱》;20141031(第10期);第34-35页和附图4-5 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107400897A (zh) | 2017-11-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107400897B (zh) | 一种离子膜电解槽管理和后台数据处理系统 | |
| WO2018237181A1 (en) | VOLTAGE REFERENCE VOLTAGE CELL FOR OXIDIZED BATTERY | |
| CN107679634A (zh) | 一种基于数据可视化的供电故障报修分析和预测的方法 | |
| JP2017020102A5 (zh) | ||
| CN113780672B (zh) | 基于大数据人工智能的电解槽参数优化方法和系统 | |
| CN110158120A (zh) | 生箔机在线监测系统及其监测方法 | |
| Toh et al. | The role of ionic blockades in controlling the efficiency of energy recovery in forward bias bipolar membranes | |
| US10844494B2 (en) | Membraneless electrochemical flow-through reactor | |
| CN202968709U (zh) | 一种贵金属电解回收装置 | |
| CN202814909U (zh) | 极间距可调节式电解槽 | |
| CN207918965U (zh) | 一种离子膜电解槽性能检测系统 | |
| CN107287611B (zh) | 一种离子膜电解槽电压实时采集装置与采集方法 | |
| CN106248863A (zh) | 一种用于离子色谱系统中的淋洗液发生装置 | |
| CN113604815B (zh) | 水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统和电压采集方法 | |
| CN116224122A (zh) | 核级铅酸蓄电池故障预测方法及系统和存储介质 | |
| CN208266282U (zh) | 一种阳极析氯电位自动检测装置 | |
| CN108130556A (zh) | 一种离子膜电解槽性能检测系统 | |
| CN108226781A (zh) | 质子或阴离子交换膜燃料电池电堆中单电池电极电位测量方法 | |
| CN100510193C (zh) | 一种电化学实验平台 | |
| CN102409359A (zh) | 一种铝电解槽中氧化铝浓度的在线测定装置及方法 | |
| CN101362031A (zh) | 离子色谱自再生抑制器 | |
| CN105463513A (zh) | 铝电解生产氧化铝浓度在线监测方法及其监测装置 | |
| CN213398297U (zh) | 一种电厂汽水取样架氢电导率表 | |
| CN210420197U (zh) | 一种用于制作己二腈的电解槽 | |
| CN216247767U (zh) | 发电厂水汽品质多指标检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An ion-exchange membrane electrolyzer management and background data processing system Effective date of registration: 20220613 Granted publication date: 20190614 Pledgee: Binzhou Bincheng Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: BEFAR GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2022980007697 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220909 Granted publication date: 20190614 Pledgee: Binzhou Bincheng Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: BEFAR GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2022980007697 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An ion-exchange membrane electrolyzer management and background data processing system Effective date of registration: 20220914 Granted publication date: 20190614 Pledgee: Binzhou Bincheng Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: BEFAR GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2022980015166 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20231127 Granted publication date: 20190614 Pledgee: Binzhou Bincheng Branch of China Construction Bank Co.,Ltd. Pledgor: BEFAR GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2022980015166 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |