本發(fā)明涉及炸藥生產(chǎn)，具體為基于plc的乳化炸藥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、?乳化炸藥?是一種特殊的含水混合炸藥，通過(guò)乳化劑的作用，使氧化劑鹽類水溶液的微滴均勻分散在含有分散氣泡或空心玻璃微珠等多孔物質(zhì)的油相連續(xù)介質(zhì)中，形成一種油包水型的乳膠狀炸藥；乳化炸藥的關(guān)鍵成分包括氧化劑水溶液作為分散相，以及不溶于水但可液化的碳質(zhì)燃料作為連續(xù)相；通過(guò)乳化作用與敏化劑的協(xié)同作用，形成了獨(dú)特的油包水（w/o）結(jié)構(gòu)。

2、現(xiàn)有的用于乳化炸藥生產(chǎn)線控制方面的方法，通常是通過(guò)對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，如蒸汽溫度數(shù)據(jù)，并通過(guò)蒸汽溫度在傳輸過(guò)程中的變化對(duì)乳化炸藥的生產(chǎn)線進(jìn)行控制，這種改進(jìn)方法雖能提高乳化炸藥生產(chǎn)線的安全性，但無(wú)法通過(guò)數(shù)據(jù)的采集以及處理對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中各個(gè)流程的運(yùn)作時(shí)機(jī)進(jìn)行把控，這會(huì)導(dǎo)致當(dāng)乳化炸藥生產(chǎn)線中的所有生產(chǎn)設(shè)備全線運(yùn)作時(shí)，若某個(gè)生產(chǎn)流程存在異常或某個(gè)生產(chǎn)流程產(chǎn)出的乳化基質(zhì)數(shù)量較少，會(huì)造成后續(xù)已啟動(dòng)的生產(chǎn)設(shè)備會(huì)因無(wú)充足的處理材料，導(dǎo)致無(wú)法正常啟動(dòng)，造成資源浪費(fèi)以及降低生產(chǎn)效率的問(wèn)題，比如在公開(kāi)號(hào)為cn115390438a的專利申請(qǐng)中，公開(kāi)了基于plc的乳化炸藥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)及方法，該方案就是通過(guò)同時(shí)對(duì)蒸汽的供給、傳輸以及加工進(jìn)行蒸汽溫度采集，并在某個(gè)蒸汽傳輸過(guò)程出現(xiàn)溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí)，及時(shí)對(duì)該工序進(jìn)行調(diào)整，保證乳化炸藥的安全生產(chǎn)，而其他的用于乳化炸藥生產(chǎn)線控制方面的改進(jìn)，通常是在緊急安全處理以及提升安全性方面的改進(jìn)，而對(duì)于乳化炸藥生產(chǎn)線的plc應(yīng)用中，無(wú)法通過(guò)數(shù)據(jù)的采集以及處理對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中各個(gè)流程的運(yùn)作時(shí)機(jī)進(jìn)行把控，這會(huì)導(dǎo)致當(dāng)乳化炸藥生產(chǎn)線中的所有生產(chǎn)設(shè)備全線運(yùn)作時(shí)，若某個(gè)生產(chǎn)流程存在異常或某個(gè)生產(chǎn)流程產(chǎn)出的乳化基質(zhì)數(shù)量較少，會(huì)造成后續(xù)已啟動(dòng)的生產(chǎn)設(shè)備會(huì)因無(wú)充足的處理材料，導(dǎo)致無(wú)法正常啟動(dòng)，造成資源浪費(fèi)以及降低生產(chǎn)效率的問(wèn)題，鑒于此，有必要對(duì)現(xiàn)有的乳化炸藥生產(chǎn)線控制方法進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一，通過(guò)提出基于plc的乳化炸藥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)及方法，用于解決現(xiàn)有的乳化炸藥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中，無(wú)法通過(guò)數(shù)據(jù)的采集以及處理對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中各個(gè)流程的運(yùn)作時(shí)機(jī)進(jìn)行把控，這會(huì)導(dǎo)致當(dāng)乳化炸藥生產(chǎn)線中的所有生產(chǎn)設(shè)備全線運(yùn)作時(shí)，若某個(gè)生產(chǎn)流程存在異常或某個(gè)生產(chǎn)流程產(chǎn)出的乳化基質(zhì)數(shù)量較少，會(huì)造成后續(xù)已啟動(dòng)的生產(chǎn)設(shè)備會(huì)因無(wú)充足的處理材料，導(dǎo)致無(wú)法正常啟動(dòng)，造成資源浪費(fèi)以及降低生產(chǎn)效率的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本技術(shù)提供基于plc的乳化炸藥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，包括總流程權(quán)重分析模塊、乳化分析模塊以及乳化牽引分析模塊；

3、總流程權(quán)重分析模塊用于基于plc對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的多個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行分析，并基于分析獲取每個(gè)生產(chǎn)流程的流程銜接參數(shù)，其中，生產(chǎn)流程包括乳化過(guò)程、冷卻過(guò)程、敏化處理過(guò)程以及包裝過(guò)程；

4、乳化分析模塊用于對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的乳化流程進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果獲取乳化波動(dòng)區(qū)間，并基于乳化波動(dòng)區(qū)間獲取乳化炸藥生產(chǎn)線的多個(gè)生產(chǎn)流程中除乳化流程以外的每個(gè)流程對(duì)應(yīng)的乳化影響區(qū)間；

5、乳化牽引分析模塊用于在乳化炸藥生產(chǎn)線運(yùn)作時(shí)，基于實(shí)時(shí)獲取的乳化流程的數(shù)據(jù)以及乳化影響區(qū)間對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的多個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行控制。

6、進(jìn)一步地，總流程權(quán)重分析模塊包括多流程分析單元，多流程分析單元配置有多流程分析策略，多流程分析策略包括：

7、獲取乳化過(guò)程中氧化劑水溶液與油相材料的多個(gè)配制比例，并記為乳化混合比例，其中，乳化混合比例為配制比例中氧化劑水溶液的體積除以油相材料的體積；建立平面直角坐標(biāo)系，記為混合分析坐標(biāo)系，其中，混合分析坐標(biāo)系的x軸為常數(shù)軸，y軸的單位為時(shí)間；

8、將乳化炸藥生產(chǎn)線中氧化劑水溶液?jiǎn)未卧试S被混合的最大體積記為lmax；對(duì)于任意一個(gè)乳化混合比例：將混合分析坐標(biāo)系中x軸中的數(shù)值設(shè)定為氧化劑水溶液與油相材料預(yù)混合時(shí)氧化劑水溶液的體積；基于plc獲取在乳化混合比例下進(jìn)行預(yù)混合時(shí)，氧化劑水溶液的體積由0提升至lmax時(shí)預(yù)混合所需的時(shí)間，在混合分析坐標(biāo)系內(nèi)繪制氧化劑水溶液的體積與時(shí)間之間的關(guān)系曲線，并記為乳化混合曲線，其中，預(yù)混合為乳化過(guò)程前在混合設(shè)備中對(duì)氧化劑水溶液與油相材料進(jìn)行混合；

9、獲取所有乳化混合比例對(duì)應(yīng)的乳化混合曲線，并將所有乳化混合曲線放置在同一個(gè)混合分析坐標(biāo)系內(nèi)。

10、進(jìn)一步地，多流程分析策略還包括：

11、將乳化過(guò)程中使用氧化劑水溶液的最小體積記為x1，在混合分析坐標(biāo)系內(nèi)將x=x1的直線與所有乳化混合曲線的交點(diǎn)均記為底線限制點(diǎn)；對(duì)于任意一個(gè)底線限制點(diǎn)，將底線限制點(diǎn)所在的乳化混合曲線對(duì)應(yīng)的乳化混合比例與x1的比值記為體積銜接比值，將乳化混合比例與底線限制點(diǎn)的縱坐標(biāo)的比值記為時(shí)間銜接比值；

12、使用綜合銜接算法獲取乳化過(guò)程的流程銜接參數(shù)，綜合銜接算法為：，其中，h為乳化過(guò)程的流程銜接參數(shù)，c為乳化混合曲線的數(shù)量，ti為所有乳化混合曲線中第i個(gè)乳化混合曲線的體積銜接比值，si為所有乳化混合曲線中第i個(gè)乳化混合曲線的時(shí)間銜接比值。

13、進(jìn)一步地，多流程分析策略還包括：

14、將敏化處理過(guò)程中敏化裝置內(nèi)乳化基質(zhì)單次允許被放入的最小體積以及最大體積構(gòu)成的區(qū)間記為敏化處理區(qū)間；對(duì)于任意一個(gè)乳化混合比例，將以乳化混合比例混合后的氧化劑水溶液與油相材料在乳化器中形成乳化基質(zhì)后的出藥溫度記為乳化出藥溫度；獲取乳化混合比例對(duì)應(yīng)的乳化出藥溫度；

15、將每個(gè)乳化出藥溫度的乳化基質(zhì)單次允許被放入敏化裝置的最小值記為溫度敏化低值；獲取所有溫度敏化低值構(gòu)成的區(qū)間，并記為敏化溫度區(qū)間；將記為敏化處理過(guò)程的流程銜接參數(shù)，其中，mmin為敏化處理區(qū)間的最小值，mmin為敏化溫度區(qū)間的最小值，msq為敏化處理區(qū)間中最大值與最小值的平均值，msq為敏化溫度區(qū)間中最大值與最小值的平均值。

16、進(jìn)一步地，多流程分析策略還包括：

17、將冷卻過(guò)程中冷卻裝置單次允許放入的乳化基質(zhì)的最小體積記為冷卻過(guò)程的流程銜接參數(shù)；

18、將包裝過(guò)程中自動(dòng)化裝藥系統(tǒng)單次消耗藥卷的最大體積記為包裝過(guò)程的流程銜接參數(shù)。

19、進(jìn)一步地，乳化分析模塊包括乳化分析單元，乳化分析單元配置有乳化分析策略，乳化分析策略包括：

20、將[h，tmax+smax]記為乳化過(guò)程的乳化波動(dòng)區(qū)間，其中，tmax為所有體積銜接比值中的最大值，smax為所有時(shí)間銜接比值中的最大值；

21、對(duì)于乳化波動(dòng)區(qū)間中的任意一個(gè)值α，基于plc獲取當(dāng)乳化過(guò)程中體積銜接比值與時(shí)間銜接比值的和為α，且使用氧化劑水溶液的體積為x1時(shí)，所有乳化混合曲線中存在的乳化混合比例與時(shí)間的所有組合，并記為乳化影響組合；

22、對(duì)于任意一個(gè)乳化影響組合，基于plc對(duì)由乳化影響組合與體積為x1的氧化劑水溶液構(gòu)成的乳化過(guò)程進(jìn)行模擬，并基于模擬結(jié)果對(duì)敏化處理過(guò)程、冷卻過(guò)程以及包裝過(guò)程進(jìn)行模擬，并記為乳化后續(xù)模擬。

23、進(jìn)一步地，乳化分析策略還包括：

24、將乳化后續(xù)模擬中乳化基質(zhì)單次被放入敏化裝置時(shí)的值記為敏化影響值；將乳化后續(xù)模擬中乳化基質(zhì)單次被放入冷卻裝置的值記為冷卻影響值；將乳化后續(xù)模擬中自動(dòng)化裝藥系統(tǒng)單次消耗藥卷的體積記為包裝影響值；

25、獲取乳化波動(dòng)區(qū)間中所有值的所有乳化影響組合的敏化影響值、冷卻影響值以及包裝影響值，并將所有敏化影響值與敏化處理過(guò)程的流程銜接參數(shù)構(gòu)成的區(qū)間記為敏化處理過(guò)程的乳化影響區(qū)間；

26、將所有冷卻影響值與冷卻過(guò)程的流程銜接參數(shù)構(gòu)成的區(qū)間記為冷卻過(guò)程的乳化影響區(qū)間；

27、將所有包裝影響值與包裝過(guò)程的流程銜接參數(shù)構(gòu)成的區(qū)間記為包裝過(guò)程的乳化影響區(qū)間。

28、進(jìn)一步地，乳化牽引分析模塊包括乳化影響控制單元，乳化影響控制單元配置有乳化影響控制策略，乳化影響控制策略包括：

29、在乳化炸藥生產(chǎn)線運(yùn)作時(shí)，實(shí)時(shí)獲取預(yù)處理前選擇的乳化混合比例、已放入乳化器的氧化劑水溶液的體積以及已放入乳化器的油相材料的體積，基于plc計(jì)算對(duì)應(yīng)的體積銜接比值以及時(shí)間銜接比值，并將計(jì)算得到的體積銜接比值以及時(shí)間銜接比值之和記為實(shí)時(shí)乳化參數(shù)，其中，將乳化炸藥生產(chǎn)線運(yùn)作時(shí)計(jì)算的體積銜接比值公式中的x1調(diào)整為實(shí)時(shí)獲取的氧化劑水溶液的體積；

30、當(dāng)實(shí)時(shí)乳化參數(shù)處于乳化波動(dòng)區(qū)間內(nèi)時(shí)，啟動(dòng)敏化裝置。

31、進(jìn)一步地，乳化影響控制策略還包括：

32、在乳化炸藥生產(chǎn)線運(yùn)作時(shí)，當(dāng)敏化裝置中單次被放入的乳化基質(zhì)的體積處于敏化處理過(guò)程的乳化影響區(qū)間內(nèi)時(shí)，實(shí)時(shí)獲取敏化裝置的處理時(shí)間，記為t1，并在t1內(nèi)將冷卻裝置的工作狀態(tài)設(shè)定為啟動(dòng)狀態(tài)；

33、當(dāng)冷卻裝置內(nèi)單次被放入的乳化基質(zhì)的體積處于冷卻過(guò)程的乳化影響區(qū)間內(nèi)時(shí)，實(shí)時(shí)獲取冷卻裝置的處理時(shí)間，記為t2，并在t2內(nèi)將自動(dòng)化裝藥系統(tǒng)的工作狀態(tài)設(shè)定為啟動(dòng)狀態(tài)；

34、當(dāng)自動(dòng)化裝藥系統(tǒng)單次消耗藥卷的體積處于包裝過(guò)程的乳化影響區(qū)間內(nèi)時(shí)，將乳化炸藥的生產(chǎn)進(jìn)程記為已完成；

35、當(dāng)敏化裝置中單次被放入的乳化基質(zhì)的體積未處于敏化處理過(guò)程的乳化影響區(qū)間內(nèi)時(shí)，將乳化炸藥的生產(chǎn)進(jìn)程記為進(jìn)程中斷，并停止敏化裝置的進(jìn)程；當(dāng)冷卻裝置內(nèi)單次被放入的乳化基質(zhì)的體積未處于冷卻過(guò)程的乳化影響區(qū)間內(nèi)時(shí)，將乳化炸藥的生產(chǎn)進(jìn)程記為進(jìn)程中斷，并停止冷卻裝置的進(jìn)程；

36、當(dāng)自動(dòng)化裝藥系統(tǒng)單次消耗藥卷的體積未處于包裝過(guò)程的乳化影響區(qū)間內(nèi)時(shí)，將乳化炸藥的生產(chǎn)進(jìn)程記為進(jìn)程中斷，并停止自動(dòng)化裝藥系統(tǒng)的進(jìn)程。

37、第二方面，本技術(shù)還提供基于plc的乳化炸藥生產(chǎn)線控制方法，包括如下步驟：

38、基于plc對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的多個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行分析，并基于分析獲取每個(gè)生產(chǎn)流程的流程銜接參數(shù)；

39、對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的乳化流程進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果獲取乳化波動(dòng)區(qū)間，并基于乳化波動(dòng)區(qū)間獲取乳化炸藥生產(chǎn)線的多個(gè)生產(chǎn)流程中除乳化流程以外的每個(gè)流程對(duì)應(yīng)的乳化影響區(qū)間；

40、在乳化炸藥生產(chǎn)線運(yùn)作時(shí)，基于實(shí)時(shí)獲取的乳化流程的數(shù)據(jù)以及乳化影響區(qū)間對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的多個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行控制。

41、本發(fā)明的有益效果：本技術(shù)首先基于plc對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的多個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行分析，并基于分析獲取每個(gè)生產(chǎn)流程的流程銜接參數(shù)；然后對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的乳化流程進(jìn)行分析，基于分析結(jié)果獲取乳化波動(dòng)區(qū)間，這樣的好處在于，通過(guò)獲取每個(gè)生產(chǎn)流程的流程銜接參數(shù)并基于流程銜接參數(shù)獲取乳化波動(dòng)區(qū)間，能夠得到乳化炸藥生產(chǎn)線中在生產(chǎn)開(kāi)始后每個(gè)相鄰運(yùn)作的生產(chǎn)流程之間與設(shè)備啟動(dòng)相關(guān)的參數(shù)，有助于在后續(xù)的控制過(guò)程中，能夠在上一個(gè)生產(chǎn)流程中的設(shè)備產(chǎn)出足夠的乳化基質(zhì)時(shí)，下一個(gè)生產(chǎn)流程中的設(shè)備能夠及時(shí)且精確地啟動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的銜接流暢；而在某個(gè)生產(chǎn)流程存在異常或某個(gè)生產(chǎn)流程產(chǎn)出的乳化基質(zhì)數(shù)量較少，不對(duì)下一個(gè)生產(chǎn)流程中的設(shè)備啟動(dòng)進(jìn)行控制，以防止出現(xiàn)生產(chǎn)資源浪費(fèi)的問(wèn)題，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率；

42、本技術(shù)還基于乳化波動(dòng)區(qū)間獲取乳化炸藥生產(chǎn)線的多個(gè)生產(chǎn)流程中除乳化流程以外的每個(gè)流程對(duì)應(yīng)的乳化影響區(qū)間；最后在乳化炸藥生產(chǎn)線運(yùn)作時(shí)，基于實(shí)時(shí)獲取的乳化流程的數(shù)據(jù)以及乳化影響區(qū)間對(duì)乳化炸藥生產(chǎn)線中的多個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行控制，這樣的好處在于，通過(guò)獲取乳化影響區(qū)間，能夠在對(duì)生產(chǎn)流程的設(shè)備的控制過(guò)程中，提高數(shù)據(jù)處理的速度以及數(shù)據(jù)校對(duì)的效率，從而在實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程的銜接流暢的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地提高生產(chǎn)效率。