摘要：炸药生产线的自动控制工作较为复杂，在某些技术方面需要进行针对性研究。所以，本文也将以乳化炸药生产线为例，从设备、控制系统、工艺等角度来分析自动控制在炸药生产线方面的作用，旨在进一步完善技术研究，实现全过程的流程化控制，实现安全生产、高效生产的目的。
关键词：自动控制；炸药生产线；作用研究
0.引言
针对炸药方面的工艺技术，国内外已经展开了长期的研究。早在1969年，美国阿特拉斯化学工业公司就针对乳化炸药技术进行了技术研究。我国从20世纪70年代起也在相关领域投入了技术工作。现代科学技术的发展，让自动化控制技术成为了可能，生产线的工艺水平也能得到显著提升。
1.生产过程中的工艺要求
从炸药生产线来看，控制系统包括半成品自控、制药自控、管道预热、保护系统等模块组成，自动化生产流程也是将原料进行输送、混合、包装的过程，并以此为基础形成一个相对完善的连续自动系统，并做好远程监控。从控制角度来看，为了能将炸药的性能进行优化，从提升技术工艺的方面进行研究，应该考虑到材料的配比设定值与配料问题，并做好安全保障与电气保障。例如流量失配、压力问题、温度过高、电流不稳定等，都需要进行合理分析，然后对工艺流程进行合理控制。这些自动控制系统中的设备相互配合，能够在不同的环境下满足不同的技术要求，符合炸药生产过程中的工艺特征。
2.自动控制技术的应用与作用
2.1 检测系统设计
从自动控制应用的角度来看，传感技术是获取精确数据的重点，因此也需要稳定的执行机构来对生产工艺中的关键参数进行控制，从而实现对炸药生产环节的自动化管理。从系统设计来看，显示仪、温度仪表、电磁流量计、报警开关等都应该成为检测仪器的选择。这一部分也将具体围绕检测系统展开研究。
从监测仪器选型来看，称重控制器的参数应该考虑到传感器与显示仪的连接情况，并针对性地调整错误信息，包括输入电压过低与过高等。
2.2 温度仪表
温度仪表有多种类型，包括自动平衡式温度表、数字温度表、温度变送器等，从其测量机构来看，工作原理都是通过热电阻测温出现感应电势，然后将电势信号转换之后将其作为反馈量输送至控制器当中。自动控制的作用之下，可以自由选择刻度定义，输入回路具备数字滤波，滤波强度也能独立调整[1]。仪表所使用的是高性能的元器件，通道之间出现相互干扰的可能性较低，每个回路间也具备独立的报警功能，可以从不同的通道输出。此时，在实际工作中可以根据需求来调整仪表，保持通讯时的稳定性。例如在500℃以上的测定工作可以选择热电偶式仪表，300℃以下的中低温则选择热电阻温度计，这也是目前常用的温度检测器，其精度较好，质量稳定，基于金属导体的电阻随着温度增加而增加的特性进行温度测量。目前随着技术的发展，也开始逐渐地利用锰材料、镍材料来制造热电阻，保持稳定的电气性能与电阻温度系数，且电阻和温度间呈现出线性的关系。
2.3 质量流量计
质量流量计利用流体的直线运动规律，产生与质量成正比的科里奥利力原理的质量流量仪表设备。考虑到油相流量计的使用环境与使用温度问题，当温度在65℃以下时容易凝固，油相密度受到温度的影响程度也非常显著，所以选择了质量流量计来进行自动控制。
2.4 电磁流量计
在自动控制的系统当中，发泡剂密度与水相密度不会受到温度变化的影响，且导电性能良好，可以使用电磁流量计来测量导电液体的体积流量。且电磁流量计对于介质的导电性能有着一定的要求，流体戒指的温度、黏度、密度等也不会产生严重的影响。所以只需要对普通水进行标定后就可以用来测量其它导电性液体的流量，且不需要进行额外修正。
根据法拉第的电磁感应定律，测量导管的导电流体在作磁力线运动时，可以采用以下公式来表示电磁流量计的测量原理：
U=KBDV
其中U为检测电极之间的信号电压；
K为比例常数；
B为磁通密度；
D为测量导管内径；
V为平均流速。
所以当测量导管内径固定的前提下，励磁电流固定，则磁通密度B也固定，检测电极之间的信号电压与瞬时体积流量间呈现出线性关系，所以如果能够通过其它参数成功测量信号电压U时，那么通过电路转换还得出体积流量的数值。例如在某些系统研究当中会使用LD型电磁流量计，不会产生严重的压力损失，且不会受到液体物理性质产生的严重影响，包括温度、压力等，还可以对流量变化具备迅捷的反应速度[2]。
2.5 报警开关
报警开关的工作原理近似于变面积式流量计，当流体进入壳体之后，浮子前后压力差的作用力也会让浮子处于上升状态，当浮子处于力平衡的状态下则停止升降，浮子上端固定的磁钢能够让浮子上升到某一区域时能够和外磁钢进行耦合，从而获取输出触点信号，管道内的流体流量为正常的工作流量。如果因为某些因素导致管道内流量减少，则浮子质量在大雨压差作用力的情况下，内磁钢和外磁钢会触发摆动，微动开关切换信号后开始报警。
3.硬件结构
3.1 变送器
变送器可以用于测量粘性与结晶性流体的压力，将被测信号转为标准输出。此时，连续乳化炸药生产线中的水相输送泵中的压力传感器能够与自动化系统中的被测对象相联系。在安装和使用环节，变送器需要通过电容耦合接地，所以在检查绝缘电阻时应该使用100V以下的兆欧表，且被测介质需要保持性能，否则必然导致变送器出现损坏，在安装过程中也需要符合炸药生产时的防爆规定。如果需要进行零位与量程调整，那么应该通过顺时针方向转动调节轴来加大变送器输出信号，或是逆时针方向移动调节轴缩小变送器输出信号[3]。
3.2 控制硬件
从控制硬件的工作模式来看，在安装上并没有明确的原则要求，但是电机需要保持在水平状态。在使用过程中也需要考虑到控制硬件的作用，做好调试、维护与手动操作。安装环节需要避免电机出现过热情况。例如图1所示的转矩控制机构。
图1 转矩控制机构示意图
在对该类型的自动控制机构进行调整后，需要先松开凸轮螺钉，然后再调节开、关向凸轮，调整时也应该注意转矩由小变大的过程。另外，从转矩控制结构的作用来看，在系统软件的控制下可以具备合理的工作方式，以此为基础保障设备的稳定运行。
4.结语
研究表明，炸药生产时的自动控制系统可以有效地保障工艺设备的技术水平，并通过先进的自动控制技术来不断完善控制设备，以此为基础设计出更适合于炸药生产线的控制系统。未来的研究工作中，还可以结合炸药生产的理论与安全技术发展方向，从生产角度、工艺角度、设备角度、软件角度来分析控制系统的硬件与软件规划。
参考文献：
[1]王随平，黄敏，彭雯.乳化炸药配料自动控制系统研究[J].湖南工业职业技术学院学报，2009，9（6）：1-3.
[2]于瀛，张欲立，刘丽红，等.本质安全自动控制技术在火炸药药柱压制生产线中的应用[J].新技术新工艺，2010（5）：123-125.
[3]周晓红，李娟娟，蒋亚南.基于组态王与智能板卡的乳化炸药生产线自动控制系统的研究[J].煤矿爆破，2013（1）：20-23.
论文作者:刘金洲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/21
标签：炸药论文; 自动控制论文; 浮子论文; 温度论文; 生产线论文; 测量论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第28期论文;