CN108322980A - 一种全自动型静电消除系统 - Google Patents
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Abstract
一种全自动型静电消除系统由工作站、PLC控制柜、分控箱、消电器、监测器组成。消电器为双极性离子风型静电消除器，接收PLC控制柜的控制信号；监测器上有一个防爆小室，防爆小室内部为静电电荷检测板。分控箱处理工厂提供的仪表空气，过滤净化降压后输送至消电器，同时转接PLC控制柜发送的离子风控制信号给消电器，并接收消电器回传的压力反馈管压力至PLC控制柜。PLC控制柜采集监测器的物料电荷信号，采集消电器传来的物料输送状态信号，计算消电器输出的离子风极性和强度，用离子风消除物料所带静电电荷。工作站具有液晶显示器，可以实时对静电消除系统的各种运情况进行监控，可对历史运行曲线进行数据库存盘和调阅。
Description
技术领域
本发明属于粒料气力传输技术领域，具体涉及一种全自动型静电消除系统。
背景技术
在以PE、PP为代表的聚烯烃物料生产过程中，气力输送环节可使聚烯烃粒料带有1～5μC/kg静电，与此同时粒料气力输送环节含有一定含量的拉丝、碎粒等聚烯烃粉尘，与此同时聚烯烃还可能伴有乙烯、丙烯为代表的单体可燃气体逸出，而料仓不产生静电放电的临界值为0.1～0.2μC/kg,上述情况造成静电放电引发聚烯烃料仓粉尘爆炸事故高发。
根据国内10个企业13套装置70起聚烯烃物料气力输送料仓静电粉尘爆炸事故统计，其中粒料粉尘爆炸为62起。其中LDPE装置事故比例最高，共44起，占比63％，PP装置15起，占比21％。
20世纪七十年代是国外石油化工粉尘爆炸事故的高峰期，并推动了一系列工业实验和研究，研究结论是“塑料粉体自身的静电是决大绝大多数粉尘爆炸的引火源”(Mr.Glor,1988)，并警告“当处理一种产品产生高电位的同时处于爆炸性气氛中时，这种致命的结合使爆炸几率达到最大”。
国内现有的粉体静电消除系统，结构与附图1所示，必须垂直安装。现有采用的静电监测器为可倾倒定容式采样筒(CN2261817Y)原理，采样筒安装在静电监测器壳体内部，采样筒可伸入气力输送管道一点，接盛物料进行静电电荷测量，测量之后，再旋转采样筒，通过采样筒底的活动门放掉采样样品。采样筒的转动通过气缸连杆做往复运动实现。现有的倾倒式定容采样筒原理静电监测器为间歇式工作，物料采样完一筒，进行静电电荷测量，倒掉后再准备进行下一次采样。由于接满料、放净料需要时间，通常完成采样一次的时间大约需要2min。
同时因为粒料在输送管道中飞溅，粒料可能回落入气缸和采样筒中间空间，当积累到一定程度后，采样筒的运动会被阻碍，造成采样的料不能完全倒空，导致采样失败。需要人员拆开静电监测器壳体，手工清理卡料。现有技术可靠性差，使用寿命低。
另外，机械式定容采用筒采样方式，采用周期长，采样不连续，采样中间具有无数据区，物料电荷变化跟踪性差，消电依据经验值，收敛性不好，残余静电电荷量高等不足。
机械式定容采用筒采样方式，停料后，系统仍不知道物料输送状态变化，离子风仍按上一周期强度输出，造成离子风过补充，导致料仓电荷过补充，存在安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种安全、可靠、快速消电、使用寿命长的静电消除系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案是一种全自动型静电消除系统。
所述一种全自动型静电消除系统由工作站、PLC控制柜、分控箱、消电器、监测器组成。
所述消电器为双极性离子风型静电消除器，接收PLC控制柜的控制信号，输出强度可控的正离子风或负离子风；所述消电器内配置物料输送状态监测器，可以判别是否存在物料传输。所述消电器为正压防爆结构，接受从分控箱降压后的仪表空气，用于离子风的气源；所述消电器同时将内部压力通过管道返回至分控箱，用于对消电器内部正压状态监控。所述消电器安装在气力输送管道末端即将进入料仓处。
所述监测器为连续型静电电荷监测器，采用法拉筒静电电荷检测原理，整个监测器内部没有转动部件及气缸。所述监测器上有一个防爆小室，防爆小室内部为静电电荷检测板。监测器上的静电电荷检测板将实时静电电荷检测值通过分控箱转接，传输给PLC控制柜。所述监测器装在消电器物料传输的下级方向，用于监测消电后的物料带电情况，形成反馈控制。
所述分控箱处理工厂提供的仪表空气，进行过滤净化降压后输送至消电器，同时转接PLC控制柜发送的离子风控制信号给消电器，并接收消电器回传的压力反馈管压力，将消电器内部压力转换后将压力信号传送至PLC控制柜。分控箱同时将消电器检测得的物料输送状态信号，转接并传输给PLC控制柜。
所述PLC控制柜采集监测器的物料电荷信号，采集消电器传来的物料输送状态信号，通过控制算法计算消电器输出的离子风极性和强度，通过传送控制信号给消电器，用离子风消除物料所带静电电荷。PLC控制柜内部配置有消除器供电控制接触器，可按照控制要求对消电器进行供电、断电。同时PLC控制柜将静电电荷检测信号、消电器压力信号、离子风输出信号等现场信号情况传输给工作站，用于操作人员监控静电消除系统的运行。PLC控制柜同时具有通讯接口，可以与DCS系统连接。
所述工作站具有液晶显示器，可以实时对静电消除系统的各种运情况进行监控，可对历史运行曲线进行数据库存盘和调阅。工作站可以打印静电消除生产运行报表，并具备设备运行专家系统，为生产运行提供专项统计报表及专家运行建议。
本发明有益效果是：
(1)采用非机械式采样原理，整个电荷监测单元没有机械转动部件，没有气缸，不需要气缸拖拽定容式采样筒接料和倒料，监测器的使用寿命和可靠性大为提高。
(2)本发明的电荷监测为实时检测，实时反映物料携带静电电荷情况。监测响应速度有了原理性的提高。
(3)本发明采用实时电荷监测，配合控制算法使得静电消除方式为实时跟踪物料电荷变化，消电收敛速度快，消电后残余电荷数值小，控制稳定。
(4)本发明具有物料输送状态检测能力，使得消电收敛速度更进一步提高。该套静电消除系统实时保证消电残余电荷处于极低水平，使得系统具有具有高度的安全性。
(5)本发明可检测物料传输状态，停料后立即调整消电离子风强度。
附图说明
图1为现有技术中的静电消除系统结构示意图。
图2为本发明的系统构成示意图。
1、工作站，2、PLC控制柜，3、分控箱，4、消电器，5、监测器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图2所示，所述一种全自动型静电消除系统由工作站1、PLC控制柜2、分控箱3、消电器4、监测器5组成。
所述消电器4为双极性离子风型静电消除器，接收PLC控制柜2的控制信号，输出强度可控的正离子风或负离子风；所述消电器4内配置物料输送状态检测器，可以判别是否存在物料传输。所述消电器4为正压防爆结构，取得防爆认证，接受从分控箱3降压后的仪表空气，用于离子风的气源；所述消电器4同时将内部压力通过管道返回至分控箱3，用于对消电器4内部正压状态监控。所述消电器4安装在气力输送管道末端即将进入料仓处。
所述监测器5为连续型静电电荷监测器，采用法拉筒静电电荷检测原理，整个监测器5内部没有转动部件及气缸。所述监测器5上有一个防爆小室，防爆小室内部为静电电荷检测板。所述监测器5取得防爆认证。监测器5上的静电电荷检测板将实时静电电荷检测值通过分控箱3转接，传输给PLC控制柜2。所述监测器5装在消电器4物料传输的下级方向，用于监测消电后的物料带电情况，形成反馈控制。
所述分控箱3处理工厂提供的仪表空气，进行过滤净化降压后输送至消电器4，同时转接PLC控制柜2发送的离子风控制信号给消电器4，并接收消电器4回传的压力反馈管压力，将消电器4内部压力变送为4～20mA信号传送至PLC控制柜2。分控箱3同时将消电器4检测得的物料输送状态信号，转接并传输给PLC控制柜2。
所述PLC控制柜2采集监测器5的物料电荷信号，采集消电器4传来的物料输送状态信号，通过控制算法计算消电器4输出的离子风极性和强度，通过传送控制信号给消电器4，用离子风消除物料所带静电电荷。PLC控制柜2内部配置有消除器4供电控制接触器，可按照控制要求对消电器4进行供电、断电。同时PLC控制柜2将静电电荷检测信号、消电器4压力信号、离子风输出信号等现场信号情况传输给工作站1，用于操作人员监控静电消除系统的运行。PLC控制柜2同时具有工业以太网光纤接口或MODBUS接口，可以与DCS系统连接。
所述工作站1具有液晶大屏幕显示器，可以实时对静电消除系统的各种运情况进行监控，可对历史运行曲线进行数据库存盘和调阅。工作站1可以打印静电消除生产运行报表，并具备设备运行专家系统，为生产运行提供专项统计报表及专家运行建议。
本发明采用非机械式采样原理，整个电荷监测单元没有机械转动部件，没有气缸，不需要气缸拖拽定容式采样筒接料和倒料，监测器的使用寿命和可靠性大为提高。
本发明的电荷监测为实时检测，实时反映物料携带静电电荷情况。监测响应速度有了原理性的提高。
本发明采用实时电荷监测，配合控制算法使得静电消除方式为实时跟踪物料电荷变化，消电收敛速度快，消电后残余电荷数值小，控制稳定。
本发明具有物料输送状态检测能力，使得消电收敛速度更进一步提高。该套静电消除系统实时保证消电残余电荷处于极低水平，使得系统具有具有高度的安全性。
本发明可检测物料传输状态，停料后立即调整消电离子风强度。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种全自动型静电消除系统，其特征在于：包括：工作站、PLC控制柜、分控箱、消电器及监测器；
所述工作站具有显示器，能实时对静电消除系统的各种运情况进行监控，对历史运行曲线进行数据库存盘和调阅；
所述PLC控制柜采集监测器的物料电荷信号，采集消电器传来的物料输送状态信号，通过控制算法计算消电器输出的离子风极性和强度，通过传送控制信号给消电器，用离子风消除物料所带静电电荷；
所述分控箱处理工厂提供的仪表空气，进行过滤净化降压后输送至消电器，同时转接PLC控制柜发送的离子风控制信号给消电器，并接收消电器回传的压力反馈管压力，将消电器内部压力转换后将压力信号传送至PLC控制柜，分控箱同时将消电器检测得的物料输送状态信号，转接并传输给PLC控制柜；
所述消电器安装在气力输送管道末端即将进入料仓处；所述消电器为双极性离子风型静电消除器，接收PLC控制柜的控制信号，输出强度可控的离子风；
所述监测器装在消电器物料传输的下级方向，用于监测消电后的物料带电情况，形成反馈控制。
2.根据权利要求1所述的一种全自动型静电消除系统，其特征在于：所述监测器为采用法拉筒静电电荷检测原理的连续型静电电荷监测器，整个监测器内部没有转动部件及气缸。
3.根据权利要求1所述的一种全自动型静电消除系统，其特征在于：所述消电器内配置物料输送状态检测器，判别是否存在物料传输。
4.根据权利要求1所述的一种全自动型静电消除系统，其特征在于：所述消电器为正压防爆结构，接受从分控箱降压后的仪表空气，用于离子风的气源；消电器同时将内部压力通过管道返回至分控箱，用于对消电器内部正压状态监控。
5.根据权利要求1所述的一种全自动型静电消除系统，其特征在于：所述监测器上有一个防爆小室，防爆小室内部为静电电荷检测板，监测器上的静电电荷检测板将实时静电电荷检测值通过分控箱转接，传输给PLC控制柜。
6.根据权利要求1所述的一种全自动型静电消除系统，其特征在于：所述PLC控制柜内部配置有消除器供电控制接触器，按照控制要求对消电器进行供电、断电。
7.根据权利要求1所述的一种全自动型静电消除系统，其特征在于：所述PLC控制柜将静电电荷检测信号、消电器压力信号、离子风输出信号的情况传输给工作站，用于操作人员监控静电消除系统的运行。
8.根据权利要求1所述的一种全自动型静电消除系统，其特征在于：所述PLC控制柜同时具有通讯接口，与DCS系统连接。
9.根据权利要求1所述的一种全自动型静电消除系统，其特征在于：所述工作站能打印静电消除生产运行报表，并具备设备运行专家系统，为生产运行提供专项统计报表及专家运行建议。
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