一种微波裂解炉的控制系统

摘要

本发明公开了一种微波裂解炉的控制系统，包括温度控制单元、压力控制单元、翻转机构、PLC控制单元与显示操作单元，所述的温度控制单元包括多个分布式温度检测元器件、微波系统，所述的压力控制单元包括压力检测元器件、出气阀，所述翻转机构包括底盘旋转电机和轴向转动电机，所述PLC控制单元通过控制接口分别与各个控制单元及机构进行连接。通过显示操作单元，对整个设备进行参数设定，启停控制和急停操作等。本发明可同时控制炉内的加热烘烤和翻转搅拌，能通过元器件检测炉内环境参数并做出对应动作，同时翻转机构按设定方式对炉内工业废盐进行搅拌。整个系统结构简单，操作方便，智能控制，可以进行实时监控，方便员工操作与管理，提高工作效率。

权利要求

1.一种微波裂解炉的控制系统，其特征在于：包括温度控制单元、压力控制单元、翻转机构、PLC控制单元与显示操作单元，所述的温度控制单元包括多个分布式的温度检测元器件、微波加热系统，所述微波加热系统为固态微波源，其输出功率和占空比可调节，配合PID控制达到闭环效果；所述的压力控制单元包括压力检测元器件、出气阀，所述翻转机构包括底盘旋转电机和轴向转动电机，所述PLC控制单元通过控制接口分别与温度控制单元、压力控制单元及翻转机构进行连接；通过显示操作单元，对整个控制系统进行参数设定，启停控制和急停操作；具体的，先根据工程经验，将PID参数分别设置一个初始值，P＝20～60％,T＝180～600S,D＝3～180S,再启动PLC内部的PID自整定，在实际工况下实验，整定出符合当前工况的参数，输入到PLC内部保存使用，使用PLC输出的模拟量控制信号，来调节固态继电器输出电压，达到控制微波源输出功率的效果使微波源持续工作，用控制输出功率的方式控制温度，可持续稳定运行且不会发生频繁启停；

所述温度控制单元的多个分布式的温度检测元器件分布在多个点，包括炉膛，对流位置，底盘，出气口位置，进行分布式温度采集和监测，实时获得炉内温度情况；所有采集的温度数据汇总到PLC,与阈值进行比较处理，所述阈值包括设定的单个点报警阈值和综合温差过大报警阈值，用于炉温报警；

所述翻转机构两台电机为反向转动，底盘旋转电机控制裂解炉底盘旋转，轴向转动电机控制裂解炉中搅拌棒转动，使底部工业废盐也能参与搅拌，使工业废盐在裂解炉内搅拌过程更加均匀。

2.根据权利要求1所述的一种微波裂解炉的控制系统，其特征在于：所述温度控制单元与PLC控制单元通信，微波加热系统为输出功率可调节，温度控制单元为闭环控制，根据当前炉内温度进行PID调节微波加热系统，使其稳定在设定温度，避免过高或过低造成加热效果不均。

3.根据权利要求1所述的一种微波裂解炉的控制系统，其特征在于：所述压力控制单元包括压力检测元器件和出气阀，该单元保证系统稳定运行无间断，当启动加热系统时，该压力控制单元持续对炉内压力进行检测，系统检查压力大于阈值时打开出气阀排气，保证炉内压力安全无危险，无需停止微波加热，持续运行下去。

4.根据权利要求1所述的一种微波裂解炉的控制系统，其特征在于：所述PLC控制单元与显示操作单元之间相互通讯，使用光纤或者无线通讯方式。

5.根据权利要求1所述的一种微波裂解炉的控制系统，其特征在于：所述PLC控制单元与显示操作单元均能够在内部设置无线通信终端，进行远程无线操作。

说明书

一种微波裂解炉的控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及基于微波裂解法的自动运行设备，具体涉及一种微波裂解炉的控制系统。

背景技术

[0002] 工业废盐指的是在工业生产中产生的含有有机物及其他有毒有害物质和水分的无机废盐，如有机合成工业、精细化学品工业、农药工业等诸多行业常常在产物纯化阶段需
要通过碱化和酸化的方法对合成产物或中间产物进行提纯的过程中，产生大量的含盐废
水，都常常具有相当的毒性，难以处理，国内企业目前产生量约为30‑50万吨/年，这些废盐
溶液的存放成为行业内的重要问题。

[0003] 目前，对工业废盐资源化的处理工艺普遍采用化学法和高温热解法。化学法处理，工艺路线长，投资大，生产成本高。高温煅烧法高温热解法，工艺路线短，生产成本低，投资
少，所得重结晶的无机盐质量较好，且二次污染物容易控制，工艺过程符合环保要求，符合
目前国内废盐回收和资源化利用的产业方向，微波裂解法是其中的一种加热速度快，效率
高的方法。

[0004] 微波裂解炉是使用在微波裂解系统中，裂解工业废盐的设备，该设备可使用微波连续将工业废盐中的有机高分子化合物或者有机碳水化合物加热至600℃，使其发生挥发、
裂解，得到含有一定灰分和碳的工业盐，再进行下一步处理，该设备在整套系统中占据核心
地位，它的处理速度和效果决定着整套系统的效率。目前，智能化发展已成为工业的发展趋
势，将智能化融入微波裂解炉已经是一种趋势，随着智能化的发展，现有技术手段还处于单
功能、小范围的状态，需要有一种新的、全面的技术去满足生产需求。

发明内容

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种微波裂解炉的控制系统，自动化集成，安全可靠，可长时间稳定运行，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供技术方案为：一种微波裂解炉的控制系统，包括温度控制单元、压力控制单元、翻转机构、PLC控制单元与显示操作单元，所述的温度控制单元包
括温度检测元器件、微波加热系统，所述的压力控制单元包括压力检测元器件、出气阀，所
述翻转机构包括底盘旋转电机和轴向转动电机，所述PLC控制单元通过控制接口分别与各
个控制单元及机构进行连接。通过显示操作单元，对整个设备进行参数设定，启停控制和急
停操作等。

[0007] 所述温度控制单元包括温度检测元器件，微波加热系统，温度采集分布多个点，对炉膛，对流，底盘，出气口等位置进行监测，所有值汇总到PLC进行比较处理，可设定单个点
阈值报警和综合温差过大等报警，实时获得炉内温度情况。

[0008] 所述温度控制单元与PLC控制单元通信，微波加热系统为输出功率可调节，温度控制单元为闭环控制，根据当前炉内温度进行PID调节微波加热系统，使其长时间稳定在设定
温度，避免过高或过低造成加热效果不均。

[0009] 所述微波加热系统为固态微波源，其输出功率和占空比可调节，配合PID控制达到闭环效果。先根据工程经验，将PID参数分别设置一个初始值，一般温度控制PID可设置为P
＝20～60％,,T＝180～600S,D＝3～180S,再启动PLC内部的PID自整定，在实际工况下实
验，整定出符合当前工况的参数，输入到PLC内部保存使用，使用PLC输出的模拟量控制信
号，来调节固态继电器输出电压，这样达到控制微波源输出功率的效果，不同于以往的机械
通断加热系统会导致温度不稳定，该方法使微波源持续工作，用控制输出功率的方式控制
温度，可长时间稳定运行且不会发生频繁启停。

[0010] 所述压力控制单元包括压力检测元器件和出气阀，该单元保证系统稳定运行无间断，当启动加热系统时，该单元持续对炉内压力进行检测，系统检查压力过大可打开出气阀
排气，保证炉内压力安全无危险，无需停止微波加热，可持续运行下去。

[0011] 所述翻转机构两台电机为反向转动，底盘旋转电机控制裂解炉底盘旋转，轴向转动电机控制裂解炉中搅拌棒转动，相对以前的系统，可使底部工业废盐也能参与搅拌，最终
受热效果更均匀更快速，减少出现熔融结块的现象。

[0012] 所述PLC控制单元与显示操作单元之间相互通讯，可使用光纤或者无线通讯方式，无需近距离操作及观看；

[0013] 所述PLC控制单元与显示操作单元均可在内部设置无线通信终端，可进行远程无线操作。

[0014] 有益效果：

[0015] 1)本发明结构简单，操作方便，能对设备进行实时监控，运行效果稳定，能有效提高工作效率，有对应的检测元器件反馈当前工作状态，避免出错的同时还能进行相关的信
息报警；

[0016] 2)采用PLC可控编程，可根据生产工况要求编写程序，参数可调节；

[0017] 3)本发明运行效果稳定，温度可设定，采用PID调节，可长时间稳定在恒定温度，不会出现温度大范围的波动，同时新增了出气阀口，通过对炉内压力的检测，过高时开启释放
压力，保证了整体设备可以长时间安全稳定的运行；

[0018] 4)本发明微波裂解炉的控制系统，检测元器件可根据要求或工况选用不同通讯方式，PLC端配合使用相关模块即可；

[0019] 5)本发明有效的将软硬件相结合，可实现实时同步人机操作，并可做到远程无线调控，自动化程度高，运行稳定安全；

[0020] 6)所述翻转机构两台电机为反向转动，底盘旋转电机控制裂解炉底盘旋转，轴向转动电机控制裂解炉中搅拌棒转动，相对以前的系统，可使底部工业废盐也能参与搅拌，最
终受热效果更均匀更快速，减少出现熔融结块的现象。

附图说明

[0021] 图1为本发明一种微波裂解炉的控制系统的控制示意图；

[0022] 图2为本发明一种微波裂解炉的控制系统的结构示意图。

[0023] 其中：显示操作单元1、PLC控制单元2、温度控制单元3、压力控制单元4、翻转机构5，温度检测元器件31、微波加热系统32，压力检测元器件41、出气阀42，底盘旋转电机51、轴
向转动电机52。

具体实施方式

[0024] 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。

[0025] 如图1‑2所示，一种微波裂解炉的控制系统，包括显示操作单元1、PLC控制单元2、温度控制单元3、压力控制单元4和翻转机构5，显示操作单元1和PLC控制单元2可以相互通
讯，PLC控制单元2通过控制线缆连接到温度控制单元3和压力控制单元4，PLC控制单元2通
过动力电缆连接到翻转机构5，温度控制单元3包括温度检测元器件31和用于加热的微波加
热系统32，压力控制单元4包括压力检测元器件41和出气阀42，翻转机构5包括底盘旋转电
机51和轴向转动电机52。

[0026] 温度控制单元3包括温度检测元器件31，微波加热系统32，温度检测元器件31可分布于多个点，对炉膛，对流，底盘，出气口等位置进行监测，所有值汇总到PLC进行比较处理，
可设定单个点阈值报警和综合温差过大等报警，实时获得炉内温度情况。

[0027] 所述温度控制单元与PLC控制单元通信，微波加热系统32为输出功率可调节，温度控制单元3为闭环控制，根据当前炉内温度进行PID调节微波加热系统32，使其长时间稳定
在设定温度，避免过高或过低造成加热效果不均。

[0028] 所述微波加热系统32为固态微波源，其输出功率和占空比可调节，配合PID控制达到闭环效果。先根据工程经验，将PID参数分别设置一个初始值，一般温度控制PID可设置为
P＝20～60％,T＝180～600S,D＝3～180S,再启动PLC内部的PID自整定，在实际工况下实
验，整定出符合当前工况的参数，输入到PLC内部保存使用，使用PLC输出的模拟量控制信
号，来调节固态继电器输出电压，这样达到控制微波源输出功率的效果，不同于以往的机械
通断加热系统会导致温度不稳定，该方法使微波源持续工作，用控制输出功率的方式控制
温度，可长时间稳定运行且不会发生频繁启停。

[0029] 所述压力控制单元保证系统稳定运行无间断，当启动加热系统时，该单元的压力检测单元持续对炉内压力进行检测，系统检查压力过大可打开出气阀42排气，保证炉内压
力安全无危险，无需停止微波加热，可持续运行下去。

[0030] 翻转机构5的底盘旋转电机51、轴向转动电机52互相反向转动，底盘旋转电机51控制裂解炉底盘旋转，轴向转动电机52控制裂解炉中搅拌棒转动，使工业废盐在裂解炉内不
停搅拌；

[0031] 显示操作单元1和PLC控制单元2可以相互通讯，通讯方式可以是光纤或者无线通讯方式。

[0032] 显示操作单元1与PLC控制单元2均可在内部设置无线通信终端，可进行远程无线操作。

[0033] 本发明的工作过程：系统启动后，相关检测元器件将当前微波裂解炉内情况反馈到PLC控制单元，当设备工作的时候，启动微波加热系统，采用PID调节方式进行加热，保证
最终温度稳定在设定温度，当压力超出设定值时，打开出气阀降低炉内压力，同时，翻转机
构开始运行，对炉内工业废盐进行搅拌，这样运行，即保证了工作效率的提高，又保证了设
备的安全可靠，PLC控制单元还会将设备状态和运行时间等实时传递到显示操作单元，使操
作人员及时掌握整个微波裂解炉的动态过程，保证设备安全稳定运行。

[0034] 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。

[0035] 故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。