一种铝箔清洗处理液的自动化配制系统及配置方法与流程

1.本发明属于铝箔清洗设备的技术领域，特别涉及一种铝箔清洗处理液的自 动化配制系统及配置方法。


背景技术：

2.高速铝箔轧机工艺润滑油采用的是低黏度、窄馏分的基础油，轧制时都不 采用清洗工艺。低速铝箔轧机采用的是高黏度工艺润滑油，在成品道次前需用 要清洗(双张箔有的不清洗)，采用一边轧制，一边清洗的工艺。清洗的目的 是去除铝箔表面的高黏度轧制油和脏物，防止成品退火出现油斑、粘连、降低 铝箔针孔数量。传统上，处理液都是由工作人员手工操作配制，随着产量的扩 大，处理液的配制需要多人进行，这种手工操作不但劳动强度大、效率低，而 且人为误差大、产品质量不稳定，严重影响企业的生产效率，削弱企业的竞争 力。
3.为了解决这一问题，近年来，国内外企业开始了对自动配液系统的研究。 自动配液系统主要是利用机电一体化思想，将配液等简单重复劳动采用电脑控 制由系统自动完成，以减少工艺流程时间、提高效率、提高产品质量。如专利 申请201922229402.x公开了一种铝箔表面处理液的自动化配液装置，包括原料 桶、粉料预混桶和成品料预用桶；原料桶至少有1个，且每个原料桶都连接有 对应的原料计量桶；该装置还包括搅拌桶、浆料桶和浆料计量桶，且三者都与 原料桶对应；原料计量桶、搅拌桶、浆料桶、浆料计量桶和成品料预用桶沿料 液流动方向通过管路依次连通，粉料预混桶与搅拌桶连通。
4.然而，该实用新型只是在整个配料过程中，以机器代替人工，能够在保证 处理液产量的同时，降低对人工的依赖程度，能够降低劳动强度。但是，并不 能实现对生产过程参数进行监视和报警，无法实现对处理液温度、处理液组分 进行精确的控制。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种铝箔清洗处理液的自动 化配制系统及配置方法，该配制系统及配置方法能够保证大输液各个生产子过 程的自动运行，并能够实时的对生产过程参数进行监视和报警，对处理液温度、 处理液组分进行精确的控制，以保证生产质量，同时还能够查询所有参数的历 史数据和操作记录，大大提高了生产过程的自动化水平，减少了人为出错的可 能性。
6.本发明的另一目的在于提供一种铝箔清洗处理液的自动化配制系统及配置 方法，该配制系统及配置方法采用射流泵型配比方式结合防爆电磁阀、液位传 感器、plc实现自动配液的功能，更少的电气设备意味着更低的成本及故障率。
7.为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
8.一种铝箔清洗处理液的自动化配制系统，所述配置系统包括有乳化液箱、 乳化油箱、plc，所述乳化液箱用于配液，过滤器通过电磁阀向乳化液箱提供 液体，所述乳化液箱内设置有乳化油箱，一油桶通过加油泵向乳化油箱补充所 需油料，所述plc收集乳化液箱、
乳化油箱的液位信号，并通过控制指令控制 控制补水；液位传感器分别设置在乳化油箱和乳化液箱，并连接于plc，以用 来监测油位和液位，便于实时的显示以及根据液位油位的变化的来控制配比浓 度。
9.进一步，所述过滤器接有射流泵，并通过电磁阀向乳化液箱提供液体。
10.更进一步，过滤器后接有两个电磁阀，一个电磁阀接在射流泵前，来控制 通往射流泵的高压水，另外一个电磁阀接于向乳化液箱，控制补水。
11.进一步，所述油桶的加油泵后接有止回阀，以避免油回流。
12.进一步，所述乳化液箱内设置有循环泵，循环泵能够使乳化液混合均匀。
13.更进一步，为了快速配液和适应井下多变的工况条件，通常在补水的管路 中加入管道泵并设置稳压阀，以保存水压的稳定。
14.一种铝箔清洗处理液的自动化配制方法，采用体积法配比，先检测液箱液 位和油箱油位，然后根据最后配液需达到的液位上限、当前液位和面板上选择 的乳化液浓度进行计算，得到所需要的油量即所需要达到的最低油位，数学模 型如下:
[0015][0016][0017]
以上公式中，h1为液箱目标液位，h2为液箱当前液位，h3为油箱目标油 位，h4为配液所需要最低油位，s1为液箱底面积，s2为油箱底面积，c1为 配液前浓度，c2为配液后浓度；
[0018]
计算完所需要的油量后，plc控制打开加油泵，进行配液；并通过电磁阀 控制补水，直至配液完成。
[0019]
进一步，计算得到配液所需要的最低油位与h4当前油位比较，如果油量不 足发出报警提示加油，如果油量充足打开配液电磁阀开始向射流泵供高压水， 在射流泵吸油口形成负压，将乳化油从油箱吸入射流泵与水混合后通过磁性物 过滤器将金属类杂质过滤后流向乳化液液箱，当油位达到目标油位h3时，关闭 配液电磁阀，打开补水电磁阀开始补水，直到达到目标液位h1。
[0020]
在开始补水时，开启循环泵，以使乳化液混合均匀，补水结束后延时暂停 循环泵，后期防止混合均匀的乳化液出现分层现象，plc控制循环泵间歇式运 行。
[0021]
进一步，plc采集回来的液位和油位信号由于系统工作液面动荡、震动、 电磁干扰等的影响发生波动，需要对液位和油位的模拟量信号做限幅滤波处理。
[0022]
进一步，根据配液运行过程中液位和油位的变化规律，判断并设定传感器 两次采样所允许的最大偏差值(假设为x)，每采集到的新值与旧值进行比较： 如果新值与旧值偏差小于等于x时，那么该采集值有效；如果新值与旧值偏差 大于x，那么该采集值无效，放弃本次采样值。这种采样方法能够有效的滤除 由于偶然因数引起的脉冲干扰。
[0023]
更进一步，为进一步优化信号质量，提高信号对系统的可用性，采用双重 滤波，加入递推平均滤波法，通过将采集回来的n个值作为一个队列(n值的选 取:液位一般n＝4～12，一般采用n＝9)把采集到的新值放入到队尾，然后根据先 进先出的原则把队首的数值
去掉，然后把n个数据进行算术平均运算，结果作 为最后的采样值，这样就完成了递推平均滤波，可以很好的滤除对信号的周期 性干扰，平滑度较高，非常适合高频震荡的系统。
[0024]
本发明的有益效果在于：
[0025]
本发明的采用射流泵型配比方式结合防爆电磁阀、液位传感器、plc实现 自动配液的功能，能够实时的对生产过程参数进行监视和报警，对处理液温度、 处理液组分进行精确的控制，以保证生产质量，同时还能够查询所有参数的历 史数据和操作记录，大大提高了生产过程的自动化水平，减少了人为出错的可 能性。
附图说明
[0026]
图1是本发明所实现的结构示意图。
[0027]
图2是本发明所实现的流程图。
[0028]
图3是本发明所实现的配液实验数据图。
[0029]
图中，1反冲过滤器，2加油泵，3止回阀，4空气过滤器，5油位传感器， 6过滤器，7电磁阀，8射流泵，9磁性物过滤器，10空气传感器，11液位传感 器，12供油泵，13油桶，14乳化油箱，15乳化液箱，16循环泵，17浓度传感 器，18排污阀。
具体实施方式
[0030]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0031]
参照图1-3，为本发明所实现的铝箔清洗处理液的自动化配制系统，所述 配置系统包括有乳化液箱15、乳化油箱14、过滤器6、plc(图中未示)，所 述乳化液箱15用于配液，一过滤器6通过电磁阀向乳化液箱15提供水，所述 乳化液箱15内设置有乳化油箱14，一油桶13通过加油泵2向乳化油箱14补 充所需油料，所述plc收集乳化液箱15、乳化油箱14的液位信号，并通过控 制指令控制控制补水；液位传感器分别设置在乳化油箱14和乳化液箱15(具 体地说，乳化液箱15设置有液位传感器11，乳化油箱14设置有油位传感器5)， 液位传感器11和油位传感器5连接于plc，以用来监测油位和液位，便于实时 的显示以及根据液位油位的变化的来控制配比浓度。
[0032]
反冲过滤器1通过供油泵12向乳化液箱15提供配液的清洗服务。
[0033]
过滤器6接有射流泵8，并通过电磁阀7向乳化液箱提供水。
[0034]
其中，过滤器6后接有两个电磁阀，一个电磁阀接在射流泵8前，来控制 通往射流泵的高压水，另外一个电磁阀7接于向乳化液箱15，控制补水。射流 泵8还接有磁性物过滤器9，过滤后的污水通过排污阀18进行排放。
[0035]
在油桶13的加油泵2后接有止回阀3，以避免油回流。
[0036]
乳化液箱15内设置有循环泵16，循环泵16能够使乳化液混合均匀。乳化 液箱15上部设置有空气过滤器4及空气传感器10。
[0037]
乳化液箱15还设置有浓度传感器17，浓度传感器17检测配液的浓度。
[0038]
当采用井下静压水为动力时，这种配液方式受水源的水压影响较大，因此 为了快速配液和适应井下多变的工况条件，通常在补水的管路中加入管道泵并 设置稳压阀。本发
明在射流泵的基础上设两个电磁阀，一个来控制通往射流泵 的高压水，另外一个控制补水，而液位传感器分别设置在油箱和液箱，来监测 油位和液位，以便实时的显示以及在体积配比法中根据液位油位的变化的来控 制配比浓度。
[0039]
本发明所实现的铝箔清洗处理液的自动化配制方法，如图2所示，采用体 积法配比，乳化液箱15的液位传感器11和乳化油箱14的油位传感器5位置如 图1所示，检测液箱液位和油箱油位。根据最后配液需达到的液位上限、当前 液位和面板上选择的乳化液浓度进行计算，得到所需要的油量即所需要达到的 最低油位，数学模型如下:
[0040][0041][0042]
以上公式中，h1为液箱目标液位，mm；h2为液箱当前液位，mm；h3为油 箱目标油位，mm；h4为配液所需要最低油位，mm；s1为液箱底面积，mm2； s2为油箱底面积，mm2；c1为配液前浓度，％；c2为配液后浓度，％。
[0043]
体积法配比工作流程如图2所示。计算得到配液所需要的最低油位与h4当 前油位比较，如果油量不足发出报警提示加油，如果油量充足打开配液电磁阀 开始向射流泵供高压水，在射流泵吸油口形成负压，将乳化油从油箱吸入射流 泵与水混合后通过磁性物过滤器将金属类杂质过滤后流向乳化液液箱，当油位 达到目标油位h3时，关闭配液电磁阀，打开补水电磁阀开始补水，直到达到目 标液位h1。在开始补水时，开启循环泵，以使乳化液混合均匀，补水结束后延 时暂停循环泵，后期防止混合均匀的乳化液出现分层现象，plc控制循环泵间 歇式运行。
[0044]
plc采集回来的液位和油位信号由于系统工作液面动荡、震动、电磁干扰 等的影响发生波动，为避免波动过大对工作过程产生影响，首先对液位和油位 的模拟量信号做限幅滤波处理。正常情况下，在配液进行中，液位和油位整体 呈现线性增长和线性下降，根据配液运行过程中液位和油位的变化规律，判断 并设定传感器两次采样所允许的最大偏差值(假设为x)，每采集到的新值与旧 值进行比较:如果新值与旧值偏差小于等于x时，那么该采集值有效；如果新值 与旧值偏差大于x，那么该采集值无效，放弃本次采样值。这种采样方法能够 有效的滤除由于偶然因数引起的脉冲干扰，但采集到的数据成锯齿状分布平滑 度较差。为进一步优化信号质量，提高信号对系统的可用性，采用双重滤波， 加入递推平均滤波法，通过将采集回来的n个值作为一个队列(n值的选取:液 位一般n＝4～12，一般采用n＝9)把采集到的新值放入到队尾，然后根据先进先 出的原则把队首的数值去掉，然后把n个数据进行算术平均运算，结果作为最 后的采样值，这样就完成了递推平均滤波，可以很好的滤除对信号的周期性干 扰，平滑度较高，非常适合高频震荡的系统。
[0045]
在plc程序中分别设置滤波子程序和故障诊断子程序，如果传感器的采样 值持续被滤除，即与合理值的偏差持续大于等于x，或者采样值超出了程序预 设的传感器量程，则可断定传感器异常或者故障，触发系统由体积法配比子程 序块切换到浓度计配比子程序块，其后执行浓度计配比方案，以浓度传感器数 据为反馈，驱动同样的执行机构继续配液，
实现在配液过程中方案的无扰切换。
[0046]
在系统设计调试完成后，前期以水代油进行了大量实验，为了进一步验证 系统的配比精度，进行了带油实验。实验主要探讨在不同的油位、液位和浓度 等级下，配得的处理液浓度是否准确，浓度传感器是否可靠。实验以糖量仪数 据作为基准数据，实验分析的方法是将体积配比计算的浓度以及浓度传感器测 得的浓度分别和糖量仪测得的浓度进行比较，作误差分析。实验数据见图3中 的表1。
[0047]
由表1中的实验数据可以发现，在不同的油位、液位、浓度等级下，体积 法配比计算的浓度和浓度传感器测得的浓度误差均保持在合理的范围，证明浓 度传感器切实可靠，体积配比浓度准确。实验实测，可以证明系统配液做到了 准确、快速、稳定。
[0048]
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保 护范围之内。