基于PLC的乳化炸药乳化器的在线监测与智能控制

钟旺基

摘 要：乳化器在炸药的生产过程中占据着十分重要的地位，直接关乎到炸药生产的效率和炸药的质量。并且由于炸药在生产过程中存在极其大的危险因素，所以必须对炸药的生产过程进行严密的监控，并保证乳化器在整个生产流程中的安全性，才能防止出现爆炸事故并保证工作人员的生命健康。所以现在必须加大对乳化炸药乳化器的检测力度，认真分析现在的乳化器检测和控制设备中所出现的问题，然后针对现在系统中的矛盾和问题进行逐一分析，并在此基础之上设计一种新型的基于PLC的乳化炸药乳化器的在线检测和控制体系，有效的提高现在乳化炸药生产过程的安全性，保证员工的人身安全。

关键词：PLC；乳化炸药；在线检测；智能控制

引言

在改革开放以来，我国的整体的科技水平一直持一个不断发展进步的状态。与此同时，工业炸药行业也在这段时间中取得了良好的发展。乳化炸药由于其防水性好、爆炸性能好以及成本较低的优势不断发展，逐渐变成了工业炸药行业中最重要的一部分。虽然这些年乳化炸药在我国社会中取得了良好的发展，但是我国的整体的科技实力与欧美国家还是有很大的差距，并且我国生产的乳化炸药的销售情况并不乐观。在欧美国家中，乳化炸药在整个市场中几乎可以占到百分之八十的市场，但是在我国中乳化炸药占有的市场只有百分子十五。这其中的主要原因就是我国的乳化炸药的研究时间比较晚，导致我国对乳化炸药的研究跟国外先进国家差了好几十年。并且我国整体的生产机器比较落后，导致乳胶基质很容易在生产过程中发生爆炸，引起严重的安全事故。

1现阶段系统中的检测和控制方法介绍

随着专家学者对乳化炸药生产流程的进一步研究，人们对于乳化器的检测和控制也有了一个更加准确的认识。在现阶段社会中对乳化器的监控方法主要分为三种：热工检测、视频监测以及微机监测。这三种监控方法的侧重点不同，各自有不用的优势和应用场合。视频监测以其方便、可靠和数据全面等等特点被人们所喜爱，所以视频监测方法应用最为广泛。并且视频监测方法相对比于其他的检测方法都更加的安全和可靠，能够实时的对乳化炸药整个生产流程进行监控。但是上述的检测方法都属于传统的检测方法，这些传统检测方法只能对生产机器的某一个局部进行观测，并且无法全面的对生产过程中的全部数据进行监控，对于生产设备的损坏或则异常状况无法做到精准的把握，更不能对具有安全隐患的乳化器进行全面的监控。虽然有些检测可以对检测的数据进行简单的分析，并根据结果做出相应的报警提醒，但是这样还不足以保证乳化器以及工作人员的安全。现阶段中乳化器的检测和控制需要向更加智能的方向发展，从根本上提升检测系统的安全，保证工作人员的安全。本文通过对各种先进的技术进行研究分析，将人工智能技术和传统的乳化器检测监控技术相融合，创新发展出一个更加先进也更加适应乳化炸药生产的在线检测和监控系统。该系统可以对乳化器的整体生产过程进行全面的检测，并对检测的数据进行分析处理和智能控制，有效提高生产效率，保证乳化炸药生产过程的安全。

2 乳化器的检测和控制系统介绍

2.1 PLC的特点

实际上就是一套智能控制装置，它综合了计算机、控制和通信技术三种技术为一体，广泛应用于市面上的各种控制器中。PLC具有高可靠性和小体积的特性，这种特性正好符合现在人们对于控制器的要求，并且PLC操作极其简单，能够很快的被工作人员掌握使用，所以几乎占据了整个市场。本文所研发的系统同样是使用到了PLC控制系统。本文中的控制系统首先对乳化器的振动、温度和噪声进行检测和信号数据采集，然后将采集到的数据信号传输到PLC控制器中进行数据处理分析，得到生产中使用到的各种特征数据值。并根据这些特征数据值做出对应的图形，将测量得到的特征数据值和标准的数据特征值进行比较。如果测量得到的数据特征值在合格范围之内，则说明乳化器工作良好，不需要进行调整。如果发现测量得到的数据值超出范围，则plc控制系统及时进行报警提醒行为，提醒工作人员尽快对乳化器进行调整维修，防止发生爆炸事故从而危及工作人员的生命健康。

2.2 检测和控制系统的组成介绍

本文中所研究的系统主要是有一系列的控制器和传感器所组成的。传感器负责数据信息的采集，然后再将采集到的信息及时的传送到plc控制器中进行分析处理，然后plc控制系统进行一些列的动作。比如说系统中的传感器将生产过程中测量到的温度信号、轴承振动信号传输给plc控制器中，然后plc控制器对这些信息进行处理，首先将信号进行滤波、放大变成可供控制器中的CPU处理的信号电信号，然后CPU在对这些转换过后的电信号进行分析处理，对乳化器生产过程的状态进行测定和控制。如果发现有异常信息，CPU及时作出应对措施，控制系统进行报警和停机动作。系统中还会设置有输出模块，主要负责按照CPU的指令进行相应的动作，比如进行指示灯和数字显示器的工作状态的切换，并且进行数据的存储和打印等等动作。

3 乳化器检测和控制系统中各个模块的介绍

乳化器的在线检测和控制系统的主要指令主要是使用step7进行编写的。然后通过plc控制器实现对整个系统的控制作用。整体的控制和检测系统主要包括信号采集模块、检测模块、诊断模块和数据分析处理几个模块组成。系统可以实现数据自动的分析处理，并依据分析结果自动做出应对措施，并具有报警功能、趋势分析功能和打印报表等等功能。

3.1 信号的采集模块主要是由一系列的传感器联合组成的，该模块首先通过各个传感器对乳化器工作过程中的各种温度、振动以及频率信号进行初步采集，然后再将采集到的信号传输到控制器中，进行信号的放大和滤波转换操作，为以后的分析做准备。

3.2 信号的在线检测模块主要是将控制器中初步处理过的数据进行A/D转换，将采集到的信号转换成为CPU可以处理的电信号，并通过控制器对数据进行分析计算，得到各项指标数据以供后面的处理使用。

3.3 信号的故障诊断模块主要工作是将CPU处理计算得到的各项测量指标值和标准的指标值进行对比分析，然后判断乳化器是否是处于正常运行的状态。如果经过判断之后发现乳化器异常，则立刻控制数据输出模块进行报警动作并及时将异常信息显示在数字显示屏上面，提醒工作人员对乳化装置进行调整维护。通过诊断模块对乳化器工作状态做出的趋势分析，可以对以后的一段时间内的乳化器的工作状态进行一定的预测，及时发现乳化器的不安全因素并进行处理维护，保护工作人员的生命健康。

3.4 信号的数据管理模块主要是对采集到的各种信号进行存储和整理，实现数据的保存和共享。

4 结束语

基于plc控制的乳化器检测和控制系统可以弥补现阶段中乳化器控制系统的不足，对乳化器整个生产过程进行严格的检测和把控，并且实现自动控制和稳定控制，减少工作人员的工作量并提高工作人员的工作效率，有效减小事故发生的概率保证乳化炸药生产过程的安全性，提高企业的整体收益。

参考文献：

[1]蔡家源.炸药之星———粉状乳化炸药[ J] .中国科技信息， 2005（15）：125.

[2]徐东平，裴海兴， 吴龙祥.“ 6.24”爆炸事故之启示 [ J] .金属矿山， 2003（3）：50.

[3]秦卫国， 路克金， 刘延义， 等.炸药乳化器安全监测方法及其發展[ J] .煤矿爆破， 2006， 35（4）：32-34.

[4]廖常初.PLC编程及应用[ M] .北京：机械工业出版社， 2004.

[5]彭雯. 乳化炸药生产线乳化器温度智能控制[D].中南大学，2009.