聚氯乙烯生产监控设计控制部分(附件)
本文介绍了聚氯乙烯聚合生产的基本工艺和流程，并设计了一套基于PLC的聚氯乙烯生产控制系统，首先通过分析聚氯乙烯生产需求，确定了聚氯乙烯悬浮聚合法的生产方法流程。然后用西门子S7-300PLC控制生产系统，根据聚氯乙烯生产控制要求而构建PLC系统框架，并设计了悬浮聚合法的聚合釜聚合、气提塔干燥、离心机离心和干燥塔干燥这四个部分的电气回路、PLC系统硬件配置和外围输入输出，最后根据控制和生产要求分别设计了这四个部分的控制程序，基本完成了聚氯乙烯生产控制。关键词 聚氯乙烯, 生产工艺，PLC控制, 悬浮聚合法
目 录
1 绪论1
1.1 聚氯乙烯简介1
1.2 聚氯乙烯生产方式1
1.3 悬浮聚合法生产工艺流程3
2 方案设计4
2.1 聚氯乙烯生产主要设备介绍4
2.2 设计内容和步骤7
3 PLC控制系统硬件设计8
3.1 PLC型号选择及硬件配置8
3.2 PLC输入输出点及接线图9
4 PLC控制系统程序设计13
4.1 系统启停和手自动切换14
4.1 聚合釜控制程序设计17
4.2 汽提塔控制程序设计25
4.3 离心机控制程序设计28
4.4 干燥管控制程序设计31
5 系统调试35
结 论 37
致 谢 38
参 考 文 献39
1 绪论
聚氯乙烯简介
聚氯乙烯是世界第三最广泛生产的合成塑料，它由氯乙烯聚合而成，理化性能优秀，合成相对简单，且有研究时间长，生产技术成熟，应用范围广的优势。
聚氯乙烯有刚性和柔性两种不同形态，两种形态的聚氯乙烯虽然都是由氯乙烯聚合而成，但因为增塑剂和聚合条件的不同，物理性质和化学性质都相差很大。刚性的聚氯乙烯硬度较高，耐压性能，绝热性能和抗腐蚀能力都非常良好，常常被用来制造水管，瓶子，门窗等。在制造时，如果加入的增塑剂较多，生产出的聚氯乙烯便是柔性聚氯乙烯。柔性聚氯乙烯与刚性聚氯乙烯相比更加的柔软，使用起来也更加的灵活。它不溶于乙醇， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
也不与大多数强碱反应，这使得它被广泛应用于绝缘电线、人造皮革、CD唱片、广告牌、充气气球方面，但由于氯乙烯是一级致癌物质，所以聚氯乙烯不能用于食品包装。
因为聚氯乙烯的单体氯乙烯是致癌物，所以聚氯乙烯聚合的过程比较复杂，生产环境安全性也有很高的要求。传统的聚合设备需要工人时刻监视，手动控制的聚合过程中容易泄露出对工人有严重危害的氯乙烯单体。同时生产条件容易出现误差，容易生产出不符合要求的聚氯乙烯，造成产品质量下降和资源浪费。利用自动控制系统实现聚氯乙烯的生产，将大大节省人力物力。将PLC控制运用到聚氯乙烯生产过程，不仅能有效的地节约成本，而且可以提高产品的品质，减少单体对环境的破坏。
聚氯乙烯的生产方式
聚氯乙烯属于一种人工合成的树脂的一种，和其它的树脂一样，它有着多种聚合方法，根据聚合条件，常见的聚合方法分为在水中聚合大颗粒的悬浮聚合法，将聚合物分散在水中形成小液滴的乳液聚合法，直接在单体里聚合的本体聚合法和让单体完全溶解在溶液中进行聚合的溶液聚合法。
悬浮聚合法是最常见的方法，它是一种油溶性生产聚氯乙烯的方法，因为水温和搅拌的原因，生产速度快，产品的纯度高，易于成型。悬浮聚合的一般流程是在聚合釜里的水中加入少量乳化剂后加入氯乙烯单体，进行搅拌后加热到70摄氏度左右，氯乙烯在此环境下会自动聚合，放出一些热量，但由于是在水中进行的聚合，因此热量大部分会被水吸收，所以悬浮聚合法生产的聚氯乙烯分子量一般都很稳定，对温度高低也不是很敏感。一般聚合温度较低时，生产的聚氯乙烯树脂分子量相对较高；聚合时温度较高则可生产出相对低分子量的聚氯乙烯树脂。悬浮聚合法生产的聚氯乙烯分子量因为乳化剂较少的缘故一般都比较大，但可以根据需求不同调整生产时的参数，因此可以满足大部分不同生产需求。
乳液聚合与悬浮聚合大体相似，但是采用了更加多的乳化剂和助剂，并且不是溶于水中而是溶于单体中，这也使得乳液聚合法成为唯一的一种水溶性生产聚氯乙烯的方法。这种聚合体系可以有效阻止聚合物粒子的自发聚集，这样可以得到粒径很小的聚合物树脂，同时反应的速度由于乳化剂的原因而变得极快，一般乳液法生产的聚氯乙烯树脂的粒径为100微米左右，作为对比，悬浮法生产的聚氯乙烯粒径一般为20―200毫米，所以乳液法生产的聚氯乙烯一般性能和强度都很差，同时含有大量的乳化剂，后期也需要更多更复杂的处理。与悬浮聚合法相比，乳液聚合法有着不同的引发剂体系，它的引发剂通常是氧化还原系，含有大量过硫酸盐。使用乳液聚合法聚合聚氯乙烯时，干燥方法可以设计成可以保持较小的粒径的方式，因此乳液聚合法生产的聚氯乙烯也常常会用于制造喷雾剂和干燥剂。因为乳化剂的量通常很多，将这些乳化剂完全除去很难实现，因此用乳液法生产的树脂一般透明性都比较差，同时具有一定的吸水性，所以不能用于生产塑料袋和塑料球等要求材料透光的物品，同时电线绝缘层的等对水分敏感的制品需要的聚氯乙烯也不能用这种方法来生产。因为聚氯乙烯的乳化剂成本普遍比单体还要高，因此乳液聚合法只会在短期需求大量性能要求不高的聚氯乙烯时才会采用。
本体聚合法不需要加入水或者分散剂，而是将单体当做一种溶剂，直接往单体里加入引发剂，聚合产生的物质一般由于分子量较大而直接沉淀下来，所以是一种油性的聚合方法。它生产的聚氯乙烯分子量巨大，同时难以调节，反应需要在低温的条件下进行。但反应会放出巨大的热量，因此反应过程中需要大量的搅拌和散热。这种方法的优点是不需要后处理设备，因为生产过程中混入的杂质主要成分都是单体，而聚氯乙烯并不能溶于单体，所以这种方法生产出的聚氯乙烯杂质非常少。从产品来看用本体聚合法生产聚氯乙烯树脂的制品的透明度普遍较高、电气绝缘性好、易加工，用于悬浮法树脂生产的设备均可用于加工本体聚合法生产。但它的产品也有很多缺点，比如本体聚合法生产过程中物料粘度会随着聚合反应的进行而不断增加，反应的温度也很难控制，规模大的时候容易使产品出现气泡，变色，严重时会有聚爆发生，安全性需要其他的装置来保证。
目 录
1 绪论1
1.1 聚氯乙烯简介1
1.2 聚氯乙烯生产方式1
1.3 悬浮聚合法生产工艺流程3
2 方案设计4
2.1 聚氯乙烯生产主要设备介绍4
2.2 设计内容和步骤7
3 PLC控制系统硬件设计8
3.1 PLC型号选择及硬件配置8
3.2 PLC输入输出点及接线图9
4 PLC控制系统程序设计13
4.1 系统启停和手自动切换14
4.1 聚合釜控制程序设计17
4.2 汽提塔控制程序设计25
4.3 离心机控制程序设计28
4.4 干燥管控制程序设计31
5 系统调试35
结 论 37
致 谢 38
参 考 文 献39
1 绪论
聚氯乙烯简介
聚氯乙烯是世界第三最广泛生产的合成塑料，它由氯乙烯聚合而成，理化性能优秀，合成相对简单，且有研究时间长，生产技术成熟，应用范围广的优势。
聚氯乙烯有刚性和柔性两种不同形态，两种形态的聚氯乙烯虽然都是由氯乙烯聚合而成，但因为增塑剂和聚合条件的不同，物理性质和化学性质都相差很大。刚性的聚氯乙烯硬度较高，耐压性能，绝热性能和抗腐蚀能力都非常良好，常常被用来制造水管，瓶子，门窗等。在制造时，如果加入的增塑剂较多，生产出的聚氯乙烯便是柔性聚氯乙烯。柔性聚氯乙烯与刚性聚氯乙烯相比更加的柔软，使用起来也更加的灵活。它不溶于乙醇， *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
也不与大多数强碱反应，这使得它被广泛应用于绝缘电线、人造皮革、CD唱片、广告牌、充气气球方面，但由于氯乙烯是一级致癌物质，所以聚氯乙烯不能用于食品包装。
因为聚氯乙烯的单体氯乙烯是致癌物，所以聚氯乙烯聚合的过程比较复杂，生产环境安全性也有很高的要求。传统的聚合设备需要工人时刻监视，手动控制的聚合过程中容易泄露出对工人有严重危害的氯乙烯单体。同时生产条件容易出现误差，容易生产出不符合要求的聚氯乙烯，造成产品质量下降和资源浪费。利用自动控制系统实现聚氯乙烯的生产，将大大节省人力物力。将PLC控制运用到聚氯乙烯生产过程，不仅能有效的地节约成本，而且可以提高产品的品质，减少单体对环境的破坏。
聚氯乙烯的生产方式
聚氯乙烯属于一种人工合成的树脂的一种，和其它的树脂一样，它有着多种聚合方法，根据聚合条件，常见的聚合方法分为在水中聚合大颗粒的悬浮聚合法，将聚合物分散在水中形成小液滴的乳液聚合法，直接在单体里聚合的本体聚合法和让单体完全溶解在溶液中进行聚合的溶液聚合法。
悬浮聚合法是最常见的方法，它是一种油溶性生产聚氯乙烯的方法，因为水温和搅拌的原因，生产速度快，产品的纯度高，易于成型。悬浮聚合的一般流程是在聚合釜里的水中加入少量乳化剂后加入氯乙烯单体，进行搅拌后加热到70摄氏度左右，氯乙烯在此环境下会自动聚合，放出一些热量，但由于是在水中进行的聚合，因此热量大部分会被水吸收，所以悬浮聚合法生产的聚氯乙烯分子量一般都很稳定，对温度高低也不是很敏感。一般聚合温度较低时，生产的聚氯乙烯树脂分子量相对较高；聚合时温度较高则可生产出相对低分子量的聚氯乙烯树脂。悬浮聚合法生产的聚氯乙烯分子量因为乳化剂较少的缘故一般都比较大，但可以根据需求不同调整生产时的参数，因此可以满足大部分不同生产需求。
乳液聚合与悬浮聚合大体相似，但是采用了更加多的乳化剂和助剂，并且不是溶于水中而是溶于单体中，这也使得乳液聚合法成为唯一的一种水溶性生产聚氯乙烯的方法。这种聚合体系可以有效阻止聚合物粒子的自发聚集，这样可以得到粒径很小的聚合物树脂，同时反应的速度由于乳化剂的原因而变得极快，一般乳液法生产的聚氯乙烯树脂的粒径为100微米左右，作为对比，悬浮法生产的聚氯乙烯粒径一般为20―200毫米，所以乳液法生产的聚氯乙烯一般性能和强度都很差，同时含有大量的乳化剂，后期也需要更多更复杂的处理。与悬浮聚合法相比，乳液聚合法有着不同的引发剂体系，它的引发剂通常是氧化还原系，含有大量过硫酸盐。使用乳液聚合法聚合聚氯乙烯时，干燥方法可以设计成可以保持较小的粒径的方式，因此乳液聚合法生产的聚氯乙烯也常常会用于制造喷雾剂和干燥剂。因为乳化剂的量通常很多，将这些乳化剂完全除去很难实现，因此用乳液法生产的树脂一般透明性都比较差，同时具有一定的吸水性，所以不能用于生产塑料袋和塑料球等要求材料透光的物品，同时电线绝缘层的等对水分敏感的制品需要的聚氯乙烯也不能用这种方法来生产。因为聚氯乙烯的乳化剂成本普遍比单体还要高，因此乳液聚合法只会在短期需求大量性能要求不高的聚氯乙烯时才会采用。
本体聚合法不需要加入水或者分散剂，而是将单体当做一种溶剂，直接往单体里加入引发剂，聚合产生的物质一般由于分子量较大而直接沉淀下来，所以是一种油性的聚合方法。它生产的聚氯乙烯分子量巨大，同时难以调节，反应需要在低温的条件下进行。但反应会放出巨大的热量，因此反应过程中需要大量的搅拌和散热。这种方法的优点是不需要后处理设备，因为生产过程中混入的杂质主要成分都是单体，而聚氯乙烯并不能溶于单体，所以这种方法生产出的聚氯乙烯杂质非常少。从产品来看用本体聚合法生产聚氯乙烯树脂的制品的透明度普遍较高、电气绝缘性好、易加工，用于悬浮法树脂生产的设备均可用于加工本体聚合法生产。但它的产品也有很多缺点，比如本体聚合法生产过程中物料粘度会随着聚合反应的进行而不断增加，反应的温度也很难控制，规模大的时候容易使产品出现气泡，变色，严重时会有聚爆发生，安全性需要其他的装置来保证。
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