CN113842850A - 一种氯化反应釜降温水自动化调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，涉及降温水监控技术领域，包括温度检测模块，水流量检测模块，第一通信模块，主控制模块，降温水池切换模块，第二通信模块；所述温度检测模块用于检测氯化反应釜和降温水温度，水流量检测模块用于检测降温水流量，第一通信模块用于接收信号和传输数据，主控制模块用于接收处理数据、输出控制信号和数据信号，降温水池切换模块用于切换降温水池，第二通信模块用于与监控中心通信。本发明氯化反应釜降温水自动化调节系统采用多点式通信的方式监测该氯化反应釜的工作状态，对多个反应釜集中监测和控制，提高反应釜的工作效率，具有降温水池智能切换功能，提高氯化反应釜的安全系数。

Description

一种氯化反应釜降温水自动化调节系统

技术领域

本发明涉及降温水监控技术领域，具体是一种氯化反应釜降温水自动化调节系统。

背景技术

在化工行业中，反应釜是最常用的一种反应容器，其中氯化反应工艺广泛应用于生产日用品以及医药保健，氯化生产时为高温放热反应，氯化反应釜的温度过高时会产生多氯化物，造成副反应情况，甚至爆炸，温度过低会降低生产效率，所以对于氯化反应釜的温度控制极其重要，目前市面上的氯化反应釜出现了简单降温水自动调节控制，但是其智能度不高，无法实时监控氯化反应釜和降温水的工作状况，并且大多数反应釜仍通过一对一方式控制与监测，导致氯化釜的工作效率不高，仍需相关人员进行实时看管，浪费人力资源。

发明内容

本发明实施例提供一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本发明实施例的第一方面，提供一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，该氯化反应釜降温水自动化调节系统包括：温度检测模块，水流量检测模块，第一通信模块，主控制模块，降温水池切换模块，电动调节阀控制模块，第二通信模块，报警模块；

所述温度检测模块，用于检测氯化反应釜内物料温度和反应釜夹套层降温水温度并输出温度信号；

所述水流量检测模块，用于检测反应釜夹套层降温水的水流量情况并输出电压信号；

所述第一通信模块，通过连接所述温度检测模块和水流量检测模块的输出端接收所述温度检测模块输出的温度信号和水流量检测模块输出的电压信号；用于建立通信网络并输出数据信号，用于将数据信号传输给主控制模块；

所述主控制模块，通过连接所述第一通信模块建立的通信网络并接收第一通信模块输出的数据信号，用于分析和处理接收的数据信号，用于输出控制信号和处理后的数据信号；

所述降温水池切换模块，通过连接主控制模块并接收所述主控制模块输出的控制信号，用于切换供应的降温水池；

所述电动调节阀控制模块，通过连接主控制模块并接收所述主控制模块输出的控制信号，用于控制降温水的流入；

所述第二通信模块，通过连接主控制模块的通信端并接收所述主控制模块输出数据信号，用于与监控中心进行数据交互；

所述报警模块，通过连接主控制模块并接收所述主控制模块输出的控制信号，用于发出声光报警。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明氯化反应釜降温水自动化调节系统对氯化反应釜内物料、降温水温度和降温水流量进行实时监测，并采用多点式通信的方式监测该氯化反应釜的工作状态，通过监控中心对多个氯化反应釜进行集中监测和控制，大大提高了氯化反应釜的工作效率且缩减人力资源，并且该氯化反应釜具有备用降温水池智能切换功能，预防由于降温水池的不足而导致氯化反应釜发生故障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实例提供的氯化反应釜降温水自动化调节系统的原理方框示意图。

图2为本发明实例提供的第一通信模块的方框示意图。

图3为本发明实例提供的氯化反应釜降温水自动化调节系统监测端电路图。

图4为本发明实例提供的信号接收单元和降温水池切换模块电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例提供一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，该氯化反应釜降温水自动化调节系统包括：温度检测模块1，水流量检测模块2，第一通信模块3，主控制模块4，降温水池切换模块5，电动调节阀控制模块6，第二通信模块7，报警模块8；

具体地，温度检测模块1，用于检测氯化反应釜内物料温度和反应釜夹套层降温水温度并输出温度信号；所述温度检测模块1连接第一通信模块3的第一端；

水流量检测模块2，用于检测反应釜夹套层降温水的水流量情况并输出电压信号；所述水流量检测模块2连接第一通信模块3的第二端；

第一通信模块3，用于通过连接所述温度检测模块1和水流量检测模块2的输出端接收所述温度检测模块1输出的温度信号和水流量检测模块2输出的电压信号；用于建立通信网络并输出数据信号，用于将数据信号传输给主控制模块4；所述通信模块的第三端连接主控制模块4的第一端；

主控制模块4，用于无线连接所述第一通信模块3建立的通信网络并接收其输出的数据信号，用于分析和处理接收的数据信号并输出控制信号和处理后的数据信号；

降温水池切换模块5，通过连接主控制模块4并接收所述主控制模块4的控制信号，用于切换供应的降温水池；所述降温水池切换模块5的第一端连接主控制模块4第二端；

电动调节阀控制模块6，用于接收所述主控制模块4输出的控制信号，用于控制降温水的流入；所述电动调节阀控制模块6的第一端连接主控制模块4的第三端，电动调节阀控制模块6的第二端连接降温水池切换模块5的第二端；

第二通信模块7，用于接收所述主控制模块4输出数据信号，用于与监控中心进行数据交互；所述第二通信模块7连接主控制模块4的第四端；

报警模块8，用于接收所述主控制模块4输出的控制信号，用于发出声光报警；所述报警模块8连接主控制模块4的第五端。

在具体实施例中，上述温度检测模块1可采用热电阻、温度传感器或者温度变送器的方式检测氯化反应釜内物料温度和反应釜夹套层降温水温度；上述水流量检测模块2可采用水流量计计算流入反应釜夹套层的降温水量；上述第一通信模块3采用ZIGBEE通信或者CAN总线通信的多点分布式通信，通过多个通信节点便可对多个氯化反应釜进行监测，并利用通信协调器接收监测的信号并建立通信网络进行统一数据传输，实现对多个氯化反应釜的实时监测；上述主控制模块4可采用CPU（central processing unit，中央处理器）或者单片机实现接收上述第一通信模块3传输的数据信号，并控制氯化反应釜的降温水供应和与监控中心通信；上述降温水池切换模块5可采用隔离控制开关的方式，控制该降温水池开关的闭断，从而实现降温水池的工作；上述电动调节阀控制模块6可采用电动调节阀，通过主控制模块4内部软件系统控制电动调节阀开度控制降温水的流入，在此不做赘述；上述第二通信模块7可采用GPRS（General packet radio service，通用无线分组业务）通信、以太网通信、LoRa（Long Range，长距离）通信中的一种实现与监控中心的无线数据交互；上述报警模块8为简单的声光报警，在此不做赘述。

实施例2：在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，在本发明所述的氯化反应釜降温水自动化调节系统的一个具体实施例中，所述温度检测模块1包括第一温度传感器J1、第二温度传感器J2、第一电源+5V、第一电阻R1、第一电容C1和第二电容C2；

具体地，第一温度传感器J1的第一端连接第二温度传感器J2的第一端、第一电源+5V、第一电阻R1的第一端和第二电容C2的第一端；第一温度传感器J1的第二端连接第二温度传感器J2的第二端、第一电阻R1的第二端和第一电容C1的第一端，第一温度传感器J1的第三端、第二温度传感器J2的第三端、第一电容C1的第二端和第二电容C2的第二端连接地端。

进一步地，所述水流量检测模块2包括水流量传感器J3、第三电容C3和第二电源+5V；

具体地，水流量传感器J3的第一端连接第二电源+5V，水流量传感器J3的第二端连接第三电容C3的第一端，水流量传感器J3的第三端连接地端。

进一步地，所述第一通信模块3包括第一通信节点301、第二通信节点302、通信协调单元303和信号接收单元304；

具体地，第一通信节点301和第二通信节点302结构相同，通过连接所述温度检测模块1和水流量检测模块2的输出端并接收和处理所述温度检测模块1输出的温度信号和水流量检测模块2输出的电压信号；

通信协调单元303，用于建立通信网络并输出数据信号实现与主控制模块4的数据交互；

信号接收单元304，用于接收所述通信协调单元303输出的数据信号并传输给主控制模块4；所述第一通信节点301的第一端连接温度检测模块1的输出端，第一通信节点301的第二端连接水流量检测模块2的输出端，第一通信节点301的第三端连接通信协调单元303的第一端，通信协调单元303的第二端连接第二通信节点302的第三端，通信协调单元303通过通信网络连接信号接收单元304的第一端，信号接收单元304的第二端连接主控制模块4的第一端。

进一步地，所述第一通信节点301包括第一通信芯片U2；

具体地，第一通信芯片U2的第一端连接所述第一温度传感器J1的第二端，第一通信芯片U2的第二端连接所述第三电容C3的第二端。

进一步地，所述通信协调单元303包括第二通信芯片U3、第六电容R6、第一电感L1、第二电感L2、第四电容R4、第五电容C5、第七电容C7、第八电容C8、第九电容C9和第十电容C10；

具体地，第六电容R6连接第一电感L1和第二电感L2并通过第四电容R4连接第一通信芯片U2的第三端，第一通信芯片U2的第四端通过第五电容C5连接第七电容C7、第一电感L1的另一端、第二电感L2的另一端和第三电感，第三电感的另一端连接第六电容R6的另一端、第八电容C8和第十电容C10，第十电容C10的另一端连接第九电容C9和第二通信芯片U3的第一端，第八电容C8的另一端、第九电容C9的另一端和第七电容C7的另一端接地。

在具体实施例中，上述第一温度传感器J1和第二温度传感器J2可选用DS18B20 温度传感器，通过单缆线进行数据传输且温度传感器的数量可根据用户需求进行添加；上述水流量传感器J3可选用水流量计检测流过氯化反应釜的水流量，判断降温水池的使用情况；上述第一通信节点301和第二通信节点302的结构相同，通信节点的数量根据用户所需可自行添加且一个通信节点只能监测一个氯化反应釜；上述第一通信芯片U2和第二通信芯片U3可采用CC2530芯片，第一通信芯片U2和第二通信芯片U3负责建立通信网络，期间通过路由器进行网络寻找，建立和修复网络报文的路由信息，转换网络报文并提供信息双向传输。

实施例3：在实施例2的基础上，请参阅图4，在本发明所述的氯化反应釜降温水自动化调节系统的一个具体实施例中，所述信号接收单元304包括天线T1、第四电感L4、第五电感L5、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13和第三通信芯片U4；所述主控制模块4包括第一控制器U1；

具体地，第四电感L4连接天线T1、第十一电容C11和第五电感L5，第四电容R4的另一端、第十一电容C11的另一端和第十三电容C13接地，第五电感L5的另一端连接第十三电容C13的另一端并通过第十二电容C12连接第三通信芯片U4的输入端，第三通信芯片U4的通信端连接所述第一控制器U1的通信端。

进一步地，所述降温水池切换模块5包括第二电阻R2、耦合器U5、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一开关管M1、继电器K1、第一降温水池开关S1、第二降温水池开关S2和供电电源DC；

具体地，第二电阻R2的第一端连接第一控制器U1的第一端，第二电阻R2的第二端连接耦合器U5的第一端，耦合器U5的第二端接地，耦合器U5的第三端通过第三电阻R3连接第一电源+5V、第二二极管D2的阴极和继电器K1，耦合器U5的第四端连接第四电阻R4、第三二极管D3的阴极和第五电阻R5，第四电阻R4的另一端、第三二极管D3的阳极连接第一二极管D1的阴极和第一开关管M1的栅极，第五电阻R5的另一端、第一二极管D1的阳极和第一开关管M1的源极接地，第一开关管M1的漏极连接继电器K1的另一端和第二二极管D2的阳极，继电器K1的触点一端连接供电电源DC，继电器K1的触点另一端连接第一降温水池开关S1和第二降温水池开关S2。

在具体实施例中，上述第三通信芯片U4可选用CC2530通信芯片接收第二通信芯片U3传输的数据和发送网络报文；上述第一控制器U1可选用STM32系列单片机控制氯化反应釜的监控；上述耦合器U5可选用TLP521或者6N137光电耦合器U5实现降温水池开关的隔离控制，并且避免了由于第一控制器U1的驱动不足无法驱动第一开关管M1的导通，增加了第一控制器U1的选型范围；上述第一开关管M1可选用N沟道增强型MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管）驱动继电器K1工作。

在本发明实施例中，通过温度检测模块1实时检测氯化反应釜物料和降温水的温度，通过水流量检测模块2检测流入氯化反应釜夹套层的流量，并通过第一通信模块3接收检测的数据，通过ZIGBEE网络将数据传输给主控制模块4，主控制模块4根据其内部软件系统处理检测的数据，并控制降温水池切换模块5、电动调节阀控制模块6和报警模块8的工作，最终监控中心通过第二通信模块7监控主控制模块4，当检测的氯化反应釜温度超过设定温度时，主控制模块4中的第一控制器U1便控制电动调节阀控制模块6的电动调节阀工作，并且可根据温度的不同控制电动调节阀的开度，从而控制降温水的流入，当水流量检测模块2中的水流量传感器J3检测到流入氯化反应釜的流量达到降温水池的容量时，便会自动切换降温水池，通过备用的降温水进行工作；其中该氯化反应釜降温水自动化调节系统通过ZUGBEE的通信方式，利用通信节点对每个氯化反应釜进行监控，最终统一传输给监控中心进行监控。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，其特征在于：

该氯化反应釜降温水自动化调节系统包括：温度检测模块，水流量检测模块，第一通信模块，主控制模块，降温水池切换模块，电动调节阀控制模块，第二通信模块，报警模块；

所述温度检测模块，用于检测氯化反应釜内物料温度和反应釜夹套层降温水温度并输出温度信号；

所述水流量检测模块，用于检测反应釜夹套层降温水的水流量情况并输出电压信号；

所述第一通信模块，通过连接所述温度检测模块和水流量检测模块的输出端接收所述温度检测模块输出的温度信号和水流量检测模块输出的电压信号；用于建立通信网络并输出数据信号，用于将数据信号传输给主控制模块；

所述主控制模块，通过连接所述第一通信模块建立的通信网络并接收第一通信模块输出的数据信号，用于分析和处理接收的数据信号，用于输出控制信号和处理后的数据信号；

所述降温水池切换模块，通过连接主控制模块并接收所述主控制模块输出的控制信号，用于切换供应的降温水池；

所述电动调节阀控制模块，通过连接主控制模块并接收所述主控制模块输出的控制信号，用于控制降温水的流入；

所述第二通信模块，通过连接主控制模块的通信端并接收所述主控制模块输出数据信号，用于与监控中心进行数据交互；

所述报警模块，通过连接主控制模块并接收所述主控制模块输出的控制信号，用于发出声光报警。

2.根据权利要求1所述的一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，其特征在于，所述温度检测模块包括第一温度传感器、第二温度传感器、第一电源、第一电阻、第一电容和第二电容；所述水流量检测模块包括水流量传感器、第三电容和第二电源；

所述第一温度传感器的第一端连接第二温度传感器的第一端、第一电源、第一电阻的第一端和第二电容的第一端；第一温度传感器的第二端连接第二温度传感器的第二端、第一电阻的第二端和第一电容的第一端，第一温度传感器的第三端、第二温度传感器的第三端、第一电容的第二端和第二电容的第二端连接地端，水流量传感器的第一端连接第二电源，水流量传感器的第二端连接第三电容的第一端，水流量传感器的第三端连接地端。

3.根据权利要求2所述的一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，其特征在于，所述第一通信模块包括第一通信节点、第二通信节点、通信协调单元和信号接收单元；

所述第一通信节点和第二通信节点结构相同，通过连接所述温度检测模块和水流量检测模块的输出端并接收和处理所述温度检测模块输出的温度信号和水流量检测模块输出的电压信号；

所述通信协调单元，用于建立通信网络并输出数据信号实现与主控制模块的数据交互；

所述信号接收单元，用于接收所述通信协调单元输出的数据信号并传输给主控制模块；

所述第一通信节点的第一端连接温度检测模块的输出端，第一通信节点的第二端连接水流量检测模块的输出端，第一通信节点的第三端连接通信协调单元的第一端，通信协调单元的第二端连接第二通信节点的第三端，通信协调单元通过通信网络连接信号接收单元的第一端，信号接收单元的第二端连接主控制模块的第一端。

4.根据权利要求3所述的一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，其特征在于，所述第一通信节点包括第一通信芯片；

所述第一通信芯片的第一端连接所述第一温度传感器的第二端，第一通信芯片的第二端连接所述第三电容的第二端。

5.根据权利要求4所述的一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，其特征在于，所述通信协调单元包括第二通信芯片、第六电容、第一电感、第二电感、第四电容、第五电容、第七电容、第八电容、第九电容和第十电容；

所述第六电容连接第一电感和第二电感并通过第四电容连接第一通信芯片的第三端，第一通信芯片的第四端通过第五电容连接第七电容、第一电感的另一端、第二电感的另一端和第三电感，第三电感的另一端连接第六电容的另一端、第八电容和第十电容，第十电容的另一端连接第九电容和第二通信芯片的第一端，第八电容的另一端、第九电容的另一端和第七电容的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，其特征在于，所述信号接收单元包括天线、第四电感、第五电感、第十一电容、第十二电容、第十三电容和第三通信芯片；所述主控制模块包括第一控制器；

所述第四电感连接天线、第十一电容和第五电感，第四电容的另一端、第十一电容的另一端和第十三电容接地，第五电感的另一端连接第十三电容的另一端并通过第十二电容连接第三通信芯片的输入端，第三通信芯片的通信端连接所述第一控制器的通信端。

7.根据权利要求6所述的一种氯化反应釜降温水自动化调节系统，其特征在于，所述降温水池切换模块包括第二电阻、耦合器、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一开关管、继电器、第一降温水池开关、第二降温水池开关和供电电源；

所述第二电阻的第一端连接第一控制器的第一端，第二电阻的第二端连接耦合器的第一端，耦合器的第二端接地，耦合器的第三端通过第三电阻连接第一电源、第二二极管的阴极和继电器，耦合器的第四端连接第四电阻、第三二极管的阴极和第五电阻，第四电阻的另一端、第三二极管的阳极连接第一二极管的阴极和第一开关管的栅极，第五电阻的另一端、第一二极管的阳极和第一开关管的源极接地，第一开关管的漏极连接继电器的另一端和第二二极管的阳极，继电器的触点一端连接供电电源，继电器的触点另一端连接第一降温水池开关和第二降温水池开关。

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