提取车间设备自控说明解析.docx
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提取车间设备自控说明解析
新建提取车间(一期)自动化控制工程
自控设备仪表、阀门配置及自控方案说明
自控
设备
自控方案说明
设备操作
流程
6M3提取罐12台
1、品名、批次管理控制:
系统设置相应的批号、名称、投料量、溶媒、溶媒体积、提取次数、罐内压力上限、夹套压力上限、提取液储罐液位上限等参数,确认无误后,点击启动。
2、投料及顺序控制(非接触式,读写头与载码体对应):
投料名称、投料量等信息在配料车间显示屏显示,操作人员按显示信息配料,配料完成后按触摸屏确认按钮,将物料信息录入到所在容器的载码片中,同时人工将物料运送至投料口,投料口读写头读取物料所在载码片信息,如载码片所含信息与系统内所需投料信息一致时,投料口旁的灯柱亮绿灯,同时自动打开投料盖(气动闸板阀),待物料全部人工投料完成后,现场投料按钮确认,自动关闭气动闸板阀。
如投料口读写头读取物料信息与系统设定的投料信息不一致,灯柱亮红灯,同时有提示声音,投料程序停止,需要上级权限的人员进行处理,确认可以继续投料后,方能继续运行投料程序。
确认投料完成后,自动进入加溶媒阶段(投料和加溶剂前后顺序可根据具体品种相应调整)。
3、进溶媒控制:
根据预设定的配方,自动选择要加入的溶媒,打开相应的加溶剂阀门(酒精/水),经阀门末端的流量计(电磁流量计)计量,累计至所设的加溶媒体积,自动关闭加溶媒阀,自动进入浸泡阶段。
4、浸泡、加热、煎煮(回流)温度控制和蒸汽压力检测,罐内压力检测:
浸泡控制根据需要可选择,冷浸泡(常温)以及温浸泡(加热到一定温度后浸泡),冷浸泡为加溶媒完毕后自动计时,温浸泡为加热到所设温度,开始计时,累计时间到所设的浸泡时间,自动进入升温阶段;一个提取罐内设计上、下两个温度检测点,对提取温度进行全面监测和分析,当上下温差达到设定限值后,自循环系统自动启动,有效防止罐内温度不均的情况发生。
罐内温度控制,温控模块启动后首先自动开启管道蒸汽调节阀,通过控制设定的升温蒸汽压力,保持升温温度稳定快速上升,当温度到达所设温度的90%时,自动调小蒸汽阀,进入缓慢升温阶段,待罐内沸腾,自动关闭上夹套蒸汽进阀,调节调节阀开度进入保温阶段。
微沸起点判断:
在升温过程中,当罐内温度达到95℃时,温度曲线相对平缓,系统每隔固定时间(调试确定)自动采集温度趋势中的温度进行比较,当温度维持在一个值超过判定时间(调试确定),结合罐内压力值突变(出现上升),判定为沸腾。
沸腾后温度曲线呈较小的阶梯性上升,此时蒸汽开度根据温度曲线自动进行微调,提供适当的供热,维持热平衡,保持微沸状态至设定时间。
5、中间过程动态循环控制:
在升温和保温煎煮过程中,结合上下温度计的温差或设定间隔时间自动开启提取液放药阀,以及循环出液泵进行动态循环控制,使加热均一。
每次循环时间根据品种特性可独立设置(防止堵塞)。
保温煎煮的时间同样根据各个品种的工艺进行设定。
6、放药计量控制,结束判断控制,放药堵塞判断控制:
自动判断是否满足放药条件(提取罐与提取液储罐批次一致,提取液储罐出液阀关闭,提取液储罐液位符合进液条件),开启底部及侧部放液阀、提取液去储罐阀,结合过滤器液位开关控制,当过滤器液位达到高液位时(如果液位保持在高液位超过设定时间时,为防止异常溢出,自动关闭出液阀),开启出液泵,当出口压力低于设定值时,关闭出液泵,类此循环,实现自动出液。
若出液体积还未达到批次体积(结合储罐液位),流量开关断开,判断堵塞,自动关闭出液泵,进行人工处理。
当提取液出液量累计到达批次体积(由提取液储罐液位)同时流量开关断开,判断出液结束;关闭底部及侧部放液阀,自动启动出液泵,通过压力变送器压力变化确认将过滤器内的药液全部输送到储液罐中,进入下一次提取过程。
系统可设定提取次数,一次提取完成后,自动进行二、三次的加溶媒、升温、保温、出液控制,待到达所设的提取次数、时间后,提取过程结束,进入出渣阶段。
7、出渣前抽真空控制:
提取结束后,自动打开真空抽气阀,防止提取后马上出渣,车间蒸汽的弥漫,同时减少出渣时药材自带溶剂的滴漏,破坏车间环境。
8、出渣控制及出渣车联动控制:
提取放药结束后,经现场及中控室二级确认后,进入出渣阶段。
通过与出渣系统的通讯,当需要出渣时,出渣系统接到主系统发出的出渣指令,自动运行到相应的出渣罐底,位置到位开关反馈后,现场出渣指示灯亮起,现场人员按下出渣确认按钮,系统自动开启出渣锁、出渣门,进行出渣,出渣完毕后,人工按下确认按钮,系统自动关闭出渣门、锁,出渣系统接到出渣结束指令,自动运行出去排渣。
(出渣门锁配置关到位位置检测)
9、提取罐清洗控制:
需清洗时,经界面确认后,进入自动清洗阶段。
清洗过程分为换批清洗和阶段结束清洗两种,根据生产情况,进行相应模块的选择,自动进入相应的清洗流程。
换批清洗采用车间饮用水管网进行相应的清洗,自动开启自来水清洗阀门,根据需求可选择加热清洗、循环清洗等方式,清洗完毕,清洗液自动进入提取储罐,通过提取储罐排污阀排污;阶段性结束清洗,进行碱液清洗,设置独立碱洗模块,自动开启进水阀,到达设定进水量后,自动开启闸板阀,人工投入定量固体碱,投碱完毕人工按下确认按钮,自动关闭闸板阀,自动开启蒸汽进阀,出液阀,循环阀,出液泵,进行循环加热清洗,清洗设定时间后,自动关闭循环阀门,继续后续工段清洗。
10、提取安全锁控制:
夹套压力保护:
一般夹套都有一定的压力承受范围,通过在与夹套连通的进汽管道上加装压力变送器检测夹套压力,当夹套显示压力到达所设的夹套压力上限的70%左右时,自动调小蒸汽调节阀,若压力还未下降,报警提醒人工观察现场情况,待异常情况排除后,程序继续运行。
若夹套压力继续上升至压力上限的95%时,自动关闭调节阀,人工开启疏水旁通阀。
罐内压力保护:
同夹套一样,在罐内设置压力变送器,检测罐内压力情况,待罐内压力到达所设压力上限的70%左右时,自动调小蒸汽调节阀,并报警提醒人工观察现场情况,待异常情况排除后,程序继续运行。
若压力继续上升至压力上限的95%时,自动切断蒸汽,自动打开排空阀,排除异常情况后继续进行煎煮。
气缸安全联锁控制:
在罐内带压,罐内有药液、药渣过程中,未经操作人员及中控室二级确认,不得开启出渣阀门和投料闸板阀,同时通过气缸位置反馈保证气缸门、锁开关到位。
故障报警及联锁停机控制:
提取工序无论从设备本身还是操作上,都有较严格的要求,所以在整个生产工艺过程中设置以下故障报警:
1)夹套压力和罐内压力报警;
2)出渣报警;(出渣过程中锁和门出现故障及时报警)
3)提取液储罐液位报警;
4)投料识别错误报警。
11、在任意控制点均可实现软手动模式和自动模式任意转换等控制。
在关键控制点能实现旁路手动控制:
在自动控制流程图界面上设置有自动模式、手动模式,暂停等切换按钮,可在紧急状况下进行软手动切换。
软手动模式必须由相应级别的操作人员才能具备权限使用,通过中控室操作界面上的按钮及参数设置,实现软手动模式的运行。
12、关键操作提示及现场确认控制:
提取投料,出渣工序设置有现场与中控对接的确认系统。
13、出渣间设高清摄像头6只(一拖二)监控现场人员、出渣车到位情况。
14、提取工段需配手动旁通点:
蒸汽进阀。
在自控系统瘫痪,未断电的情况下,溶媒进,提取底出液,提取侧出液,出液去储罐等阀门开闭由电磁阀上手控按钮实现。
15、夹套压力、罐内温度、罐内压力、出渣门锁报警在中控室内设置系统报警(画面闪烁,声音报警)。
自动打开闸板阀→人工加入中药材→按工艺倍量加入溶媒→浸泡至设定的时间→根据需要选择加热提取,升温、微沸控制,提取循环控制→提取时间控制→提取次数控制→出液控制→开启、关闭出渣门及到位反馈控制
6M3提取储罐12台
1、存储时间、品名、批次记录控制:
记录不同批次药液的储存时间,与提取工序批次相符。
2、进、出液控制:
提取储罐进液时,确认提取液储罐出液阀门处于关闭状态,液位计处于允许进液液位时,结合提取罐相应放药阀和输送泵自动进液至提取液储罐。
当需要出液去浓缩器时,结合浓缩器进液阀和进液泵以及出液流量计进行自动出液(在双效浓缩过程中需要补液时,提取液储罐出液阀和液位计自动与双效液位和进液阀联锁)。
3、液位检测控制:
设置液位高限、低限,提取出液时,通过提取液储罐液位与出液泵联锁,进行出液终点判断;与后序浓缩工段进液、补液联锁。
4、测容检测:
实时检测提取液储罐罐内液位。
5、液位高低限报警在中控室内设置系统报警(画面闪烁,声音报警)。
6、清洗控制:
提取储罐液位为0.00时,判断出液结束,自动关闭储罐出液阀,打开提取过滤器清洗进阀,打开过滤器药液去储罐阀,关闭提取储罐进液阀,开启打药泵。
6M3小提取储液罐
4台
1、存储时间、品名、批次记录控制:
记录不同批次药液的储存时间,与提取工序批次相符。
2、测容检测、运行监测:
实时检测提取液储罐罐内液位,现场显示运行状态。
3、液位高低限报警在中控室内设置系统报警(画面闪烁,声音报警)。
2000L/h全自动双效浓缩器6台
1、品名、批次管理控制:
启动程序,设置相应的批号、名称、蒸汽压力、进液量、真空度、液位、罐内温度、药液密度等参数。
2、浓缩启动、进药控制:
启动双效浓缩程序,首先判断双效浓缩器清洁状态,是否可进入浓缩阶段,满足浓缩条件后,自动关闭罐体放空阀及进出液阀门,使罐体处于密闭状态,然后打开真空阀(真空系统联锁启动),待真空度到达所设的真空度,进入首次进液阶段;自动打开一、二效进液阀门,待蒸发室内液位到达所设的补液高位时,自动关闭相应进液阀,自动开启蒸汽调节阀,进入自动浓缩阶段(根据调试在进液过程中,可调节蒸汽调节阀,使药液循环运动,提高浓缩效率)。
3、浓缩器(加热室、一效、二效、冷却水、冷冻水)温度、真空度控制:
根据物料的性质,设定浓缩的温度、真空度,尤其在浓缩酒精的时候,通过真空调节阀调节真空度,浓缩的后段,酒精含量降低,真空和温度作出相应的调整,具体参数设定需要根据浓缩过程现场进行确定,实现过程的自动运行。
4、跑药消泡控制:
在特殊情况下,进料浓缩、补料、倒料过程中会产生大量泡沫,设置相应的泡沫检测装置,通过泡沫电极检测泡沫情况,当泡沫电极处于闭合状态(结合蒸汽压力和蒸发室温度判断),关闭蒸汽截止阀,打开放空阀,操作界面显示报警并形成相应的电子记录,消泡结束后,待浓缩器内真空度达到设定值后,自动开启蒸汽调节阀,继续浓缩。
5、浓缩器冷凝液液位控制及冷凝液自动输送、排放控制:
在浓缩受液器安装液位开关,在浓缩过程中当受液器液位达到高位时,自动开启排液阀,启动排液泵,进行浓缩冷凝液的排放(浓缩水和酒精通过阀门手动切换),排放到设定时间(根据泵的流量和受液器的体积确定)后,自动关闭排液泵,关闭排液阀。
6、药液液位控制及自动补液、倒药控制:
在一、二效蒸发室中设置连续的液位检测仪表,当浓缩过程中检测到低液位时,自动开启相应的进液阀,待进液到高位时,自动关闭进液阀,在浓缩过程中,经过多次自动补液,当提取液储罐液位检测为0.00L(或者人为判断可以结束进液),说明本批次提取液仅剩下本浓缩器内的药液,浓缩至一、二效蒸发室内药液体积之和达到所设的倒罐体积,自动切断二效真空,打开放空阀,待二效真空度降为0.00MPa时,自动开启一、二效出液阀,实现从二效到一效的倒罐过程,倒罐结束,浓缩过程以控制一效温度、真空度稳定为目标。
倒药结束以后,向二效加水,起到冷凝二次蒸汽与清洁二效的作用。
7、密度在线检测及浓缩结束控制:
倒罐结束后,继续浓缩,通过一效浓缩循环管道上的在线密度检测(高精度需特别注意仪表清洁和保养),当密度计检测到浓缩液密度到达所设的浓缩密度,首先自动关闭加热蒸汽调节阀和截止阀,浓缩真空阀,待夹套蒸汽压力为0.00MPa时,打开一效放空阀,进行放空,待罐内压力为0.00MPa时,再次检测密度是是否达到要求,并且人工检测确认,密度合格后,整个浓缩结束,打开一效出液阀、管道出液总阀,根据需要选择去单效浓缩或醇沉。
8、故障报警控制,安全联锁:
夹套压力保护:
一般夹套都有一定的压力承受范围,通过在与夹套连通的进汽管道上加装压力变送器检测夹套压力,当夹套显示压力到达所设的夹套压力上限的70%左右时,自动调小蒸汽调节阀,人工开启疏水旁通阀,若压力还未下降,提醒人工观察现场情况,待异常情况排除后,程序继续运行。
蒸发室低真空药液保护:
在浓缩过程中,若检测到任一蒸发室内真空度低于所设的浓缩最低真空度,自动调小蒸汽阀门,调大真空阀门开度。
待异常情况排除后,继续浓缩。
蒸发室高温药液保护:
在浓缩过程中,若检测到任一蒸发室内高于所设的浓缩最高温度,自动调小蒸汽阀门或暂时关闭蒸汽调节阀,待异常情况排除后,继续浓缩。
9、双效需配手动旁通点:
蒸汽进阀。
在自控系统故障,未断电的情况下,进液阀,出液阀,放空阀,真空阀等阀门开闭由电磁阀上手控钮实现。
10、总管上配置的进双效浓缩电磁流量计,可按品种分别计量各个品种进浓缩的累计量和醇沉上清液去浓缩的累计量,如果生产时提取液储罐不会边进液边出液去浓缩也可根据提取液储罐中的液位计计量各个品种进浓缩的累计量。
11、蒸汽压力、罐内温度、罐内液位、罐内真空度、泡沫检测等报警在中控室内设置系统报警(画面闪烁,声音报警)。
进液→浓缩→补液→倒液→判断浓缩终点→出液
3M3醇沉罐36台(4组)
1、品名、批次管理控制:
2、批进药量计量控制:
批次判断匹配后,自动打开加物料阀门,通过物料流量计计量加物料体积,待物料加完后,自动关闭阀门,记录累计加液量。
3、批加醇量计算、计量:
人工取样检测,算出单罐物料醇沉所需95%乙醇或纯化水体积。
在控制系统界面输入计算值,确认后,自动计量加入所需95%乙醇或纯化水。
同时启动搅拌自动进行药液与溶剂的混合,待加乙醇量或纯化水量到达所设的值时,自动关闭进液阀。
4、醇沉时间、搅拌,冷却控制:
加乙醇结束后,可继续进行搅拌,同时边搅拌,边通冷冻水降低醇沉罐内药液温度,待温度到达所设醇沉温度的90%,进入罐内温度平衡稳定控制;在静置过程中,保证搅拌为停止状态。
通过夹套冷冻水调节罐内醇沉温度,使醇沉温度控制在所设的醇沉静置温度范围内,同时开始计时,待静置时间到达所设的静置时间,静置结束,经中控室、现场二级确认后,人工出液至上清液储罐(板框过滤)。
出液过程人工控制,上清液出液完毕,渣由人工处理。
5、醇沉温度高限报警在中控室内设置系统报警(画面闪烁,声音报警)。
状态指示灯现场显示醇沉罐中药液的情况。
进液→加乙醇或纯化水→搅拌、冷却控制→静置时间控制→出液
500L、1000L、1500L、2000L单效浓缩器各1台
1、品名、批次管理控制:
启动程序,设置相应的批号、名称、压力高低限、温度上限、真空度、等参数。
2、跑药控制:
在特殊情况下,进料浓缩、补料过程中会产生大量泡沫,此时设置相应的泡沫紧急处理检测装置,通过泡沫电极检测泡沫情况,当泡沫电极处于闭合状态,自动开启蒸发室放空阀,紧急消泡,待泡沫下降,泡沫电极断开,自动关闭放空阀。
3、密度在线检测控制:
通过浓缩罐底的密度计在线密度检测(高精度需特别注意仪表清洁和保养),当密度计检测到浓缩液密度到达所设的浓缩密度时,中控操作界面提示浓缩终点已到,现场人工关闭蒸汽阀门,打开手动放空阀,人工关闭真空阀,待罐内压力为0.00MP时,再次检测密度是否符合要求,并且人工检测确认,当密度符合出膏要求时,人工出膏。
4、夹套压力、罐内真空、罐内温度检测:
在浓缩过程中实时检测单效压力和温度,设置上限,当检测值达到上限时,中控室系统报警(画面闪烁,声音报警),由人工处理,经相应权限的人员确认后继续生产。
进液→浓缩→补液→判断浓缩终点→出液。
2.5M3芳香油提取罐2台
1、投料及顺序控制(非接触式,读写头与载码体联锁):
投料名称、投料量等信息在配料车间显示屏显示,操作人员按显示信息配料,配料完成后按触摸屏确认按钮,将物料信息录入到所在容器的载码片中,同时人工将物料运送至投料口,投料口读写头读取载码体信息,如载码体所含信息与系统内所需投料信息一致时,投料口旁的防爆灯柱亮绿灯,可以进行投料,待物料全部人工投料完成后,现场确认投料完成,如投料口读写头读取物料信息与系统设定的投料信息不一致,防爆灯柱亮红灯,同时有提示声音,投料程序停止,需要上级权限的人员进行处理,确认可以继续投料后,方能继续运行投料程序。
确认投料完成后,自动进入加溶媒阶段(投料和加溶剂前后顺序可根据具体品种相应调整)。
2、加水量控制:
自动开启相应的加水阀门,经阀门末端的流量计计量,累计至所设的加水体积,自动关闭进液阀,自动进入下一阶段。
3、加热控制:
罐内温度控制,温控模块启动后首先自动开启管道蒸汽调节阀,通过控制设定的升温蒸汽压力,保证升温温度以稳定的速度上升,当温度到达所设温度的90%时,调小蒸汽调节阀,进入缓慢升温阶段,待罐内沸腾,自动进入保温阶段。
4、微沸起点判断控制:
当温度达到设定温度的90%时,调小蒸汽阀(设置直通阀、调节阀),温度进入缓慢升温阶段,温度曲线趋于平缓,当温度维持在一个值时间超过设定时间(调试确定),判定为沸腾。
沸腾后温度曲线呈阶梯性上升,此时蒸汽开度根据温度曲线自动进行微调,提供适当的供热,保持微沸状态。
加热过程中,检测冷却水回水温度,如果温度超过设定值,关闭蒸汽调节阀,同时中控室报警(画面闪烁,声音报警),人工进行处理。
人工打开投料口→人工加入中药材→按工艺倍量加入水,→浸泡至设定的时间→升温、微沸控制→提取时间控制→人工放油,出渣
3M3回流提取罐2台
1、投料及顺序控制(非接触式,读写头与载码体联锁):
投料名称、投料量等信息在配料车间显示屏显示,操作人员按显示信息配料,配料完成后按触摸屏确认按钮,将物料信息录入到所在容器的载码片中,同时人工将物料运送至投料口,投料口读写头读取载码体信息,如载码体所含信息与系统内所需投料信息一致时,投料口旁的防爆指示灯亮绿灯,可以进行投料,待物料全部人工投料完成后,现场确认投料完成,如投料口读写头读取物料信息与系统设定的投料信息不一致,防爆指示灯亮红灯,同时有提示声音,投料程序停止,需要上级权限的人员进行处理,确认可以继续投料后,方能继续运行投料程序。
确认投料完成后,自动进入加溶媒阶段(投料和加溶剂前后顺序可根据具体品种相应调整)。
2、加醇量控制:
自动开启相应的加醇阀门,经阀门末端的流量计计量,累计至所设的加醇体积,自动关闭进液阀,自动进入下一阶段。
3、加热控制:
罐内温度控制,温控模块启动后首先自动开启管道蒸汽调节阀,通过控制设定的升温蒸汽压力,保证升温温度以稳定的速度上升,当温度到达所设温度的90%时,调小蒸汽阀,进入缓慢升温阶段,待罐内沸腾,自动进入保温阶段。
4、回流起始点判断控制:
当温度达到设定温度的90%时,调小蒸汽阀(设置直通阀、调节阀),温度进入缓慢升温阶段,温度曲线趋于平缓,当温度维持在一个值时间超过设定时间(调试确定),判定为沸腾。
沸腾后温度曲线呈阶梯性上升,此时蒸汽开度根据温度曲线自动进行微调,提供适当的供热,保持微沸状态。
回流过程中,检测冷却水回水温度,如果温度超过设定值,关闭蒸汽调节阀,同时中控室报警(画面闪烁,声音报警),人工进行处理。
人工打开投料口→人工加入中药材→按工艺倍量加入一定浓度的乙醇→升温、回流、微沸控制→提取时间控制→人工放药→人工出渣
3M3乙醇配制罐2台
1、设定乙醇浓度、调配量、品种信息。
2、进稀酒精、浓酒精纯度检测及进液量控制:
先自动进一定量的回收酒精,搅拌一定时间,循环检测酒精浓度,根据需调配的乙醇量和乙醇浓度,自动计算出需补充的回收乙醇量、新鲜酒精量或水量,自动进液调配。
3、进稀酒精、鲜酒精、进水量计量控制:
自动打开相应阀门,经末端流量计累计进液量,到达设定值时自动关闭进液阀。
4、酒精浓度在线检测控制:
循环检测罐内酒精浓度。
进稀酒精→进浓酒精、水→搅拌调配→检测浓度→出液
公用
系统
1、蒸汽计量控制,其精度要求1%FS。
2、冷冻水、饮用水、蒸汽系统总管压力检测及异常报警功能控制。
3、冷冻水、饮用水、蒸汽温度检测及异常报警功能控制。
4、压缩空气母管压力检测及异常报警功能控制。
5、车间总蒸汽、用电、用水量计算机单独计量控制。
(LED适时显示用量)。
6、可燃溶媒(气体)报警器联锁组态软件报警控制。
7、各检测参数报警均在中控室实现系统报警(画面闪烁,声音报警)。
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