實驗室智能反應系統及其控制方法技術方案

本發明專利技術公開了一種實驗室智能反應系統及其控制方法，所述系統包括反應裝置、自動控制裝置以及中央監控平臺，所述反應裝置與自動控制裝置相連，所述自動控制裝置通過通信接口與中央監控平臺相連。所述控制方法為從實驗設計方法庫中選擇適合化學反應體系的設計方法，設定相應的實驗過程參數并傳輸給相應的控制器，對反應過程參數進行自動控制，對實驗數據進行采集和整理，實驗結束后，在實驗數據分析方法庫中選擇相應的分析方法對數據進行分析。本發明專利技術的實驗室智能反應系統實現了實驗設計、實驗過程控制和實驗結果處理的一體化，最大限度地減少人工操作對實驗過程的影響，快速找出最優的實驗條件組合，縮短實驗時間，提高實驗效率。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種，所述系統包括反應裝置、自動控制裝置以及中央監控平臺，所述反應裝置與自動控制裝置相連，所述自動控制裝置通過通信接口與中央監控平臺相連。所述控制方法為從實驗設計方法庫中選擇適合化學反應體系的設計方法，設定相應的實驗過程參數并傳輸給相應的控制器，對反應過程參數進行自動控制，對實驗數據進行采集和整理，實驗結束后，在實驗數據分析方法庫中選擇相應的分析方法對數據進行分析。本專利技術的實驗室智能反應系統實現了實驗設計、實驗過程控制和實驗結果處理的一體化，最大限度地減少人工操作對實驗過程的影響，快速找出最優的實驗條件組合，縮短實驗時間，提高實驗效率。【專利說明】
本專利技術涉及一種智能反應系統，尤其是一種，屬于自動控制
。
技術介紹
在醫藥品、高分子材料、化工中間體等產品研發過程中，反應裝置是核心，通常在研發過程中是把各種反應物料添加至反應裝置中，通過調節控制外圍條件，如流量、物料配t匕、溫度、壓力、反應時間、PH等，進行化學反應生成目標產物。然而隨著市場對產品要求的不斷提高，專利對產品形態或是晶型的保護，使得當有多種外圍因素對產品的性能或產物的種類都有影響時，會出現以下缺陷:I)勞動強度大，自動化程度低，研發周期長:在材料行業，獲得一種最優配方的產品，需在實驗室不斷的進行大量的重復性試驗，并進行評價參數的對比，從而確定最佳的產品配方，且目前都是通過人工實驗的方式進行大量重復性實驗，把每次實驗結果進行記錄，把多組實驗結果進行對比，從而獲得最佳的產品配方，整個過程實驗強度大，影響因素多，效率低。2)過程控制精度較低:人們常使用單元組合儀表來實現反應釜的自動控制，但是工藝人員通過單元組合儀表很難實現對各個工藝指標精確的控制，極易因操作不及時而導致生產不穩定或者事故的發生。3)穩定性和可再現差，人為干擾對實驗結果影響大:由于很多反應釜進料還是人工控制或是半自動化控制，受操作人員水平高低的影響，同一配方不同操作人員進行實驗，得到的結果相差較大。因此，研發一種自動化程度高、控制精度好、操作便捷、應用范圍廣的智能反應系統是當前的重要課題。
技術實現思路
本專利技術的目的，是為了解決上述現有技術的缺陷，提供了一種可以實現遠程自動控制，且安全可靠、控制精度高的實驗室智能反應系統。本專利技術的另一目的在于提供一種實驗室智能反應系統的控制方法。本專利技術的目的可以通過采取如下技術方案達到:實驗室智能反應系統，其特征在于:包括反應裝置、自動控制裝置以及中央監控平臺，其中:所述反應裝置，用于將物料混合進行化學反應實驗；所述自動控制裝置，用于根據設定的實驗過程參數控制反應裝置的反應過程參數進行實驗；所述中央監控平臺，用于設定反應裝置的實驗過程參數、監測反應裝置實驗中的參數并對誤操作或危險情況進行報警以及采集反應裝置實驗數據并進行分析；所述反應裝置與自動控制裝置相連，所述自動控制裝置通過通信接口與中央監控平臺相連。優選的，所述中央監控平臺包括數據處理器和顯示器，所述數據處理器與顯示器相連。優選的,所述反應裝置為夾套式反應爸,該夾套式反應爸包括爸體、爸蓋、夾套、攪拌槳、攪拌軸以及攪拌電機，所述釜蓋設置在釜體頂部，并設有進料口、出料口以及探頭安裝口，所述夾套設置在釜體外壁，所述攪拌槳與攪拌軸相連，所述攪拌軸穿過釜蓋后與攪拌電機相連，所述探頭安裝口安裝有溫度探頭，所述溫度探頭通過通信接口與數據處理器相連。優選的，所述探頭安裝口還安裝有pH探頭、濁度探頭以及粒徑分布探頭，所述pH探頭、濁度探頭以及粒徑分布探頭分別通過通信接口與數據處理器相連。優選的，所述自動控制裝置包括控制柜，所述控制柜內設有進料流量控制器、攪拌速度控制器以及夾套循環油溫度控制器，所述進料流量控制器、攪拌速度控制器和夾套循環油溫度控制器分別通過通信接口與數據處理器相連，所述攪拌電機與攪拌速度控制器相連，所述溫度探頭通過變送器與夾套循環油溫度控制器相連，其中:所述進料流量控制器，用于根據設定的進料配比、進料速度和進料順序參數控制物料通過進料口送入釜體；所述攪拌速度控制器，用于根據設定的攪拌速度參數控制攪拌電機的速度；所述夾套循環油溫度控制器，用于根據設定的反應溫度和溫度梯度參數控制夾套內油浴溫度。優選的，所述控制柜內分為上、下兩層，所述進料流量控制器和攪拌速度控制器設置在上層，所述夾套循環油溫度控制器設置在下層。優選的，所述控制柜內的上層與下層之間設有一隔熱層。優選的，所述控制柜外側設有與進料流量控制器、攪拌速度控制器、夾套循環油溫度控制器相對應的控制指示燈以及顯示屏。優選的，所述數據處理器包括實驗設計方法庫、實驗過程參數監控模塊、實驗數據采集模塊、實驗數據分析方法庫以及存儲數據庫；所述實驗過程參數控制模塊，用于接收設定的實驗過程參數，將設定的實驗過程參數傳輸給自動控制裝置，并監測反應裝置實驗中的參數；所述實驗數據采集模塊，用于對反應裝置實驗數據進行采集和整理。本專利技術的另一目的可以通過采取如下技術方案達到:實驗室智能反應系統的控制方法，其特征在于包括以下步驟:I)從實驗設計方法庫中選擇適合反應體系的設計方法，并設定進料配比、進料速度、進料順序、攪拌速度、反應溫度、溫度梯度、反應時間的實驗過程參數；2)將設定的實驗過程參數傳送給實驗過程參數監控模塊；3)實驗過程參數監控模塊將設定的進料配比、進料速度、進料順序參數傳輸給進料流量控制器，將設定的攪拌速度參數傳輸給攪拌速度控制器，將設定的反應溫度和溫度梯度參數傳輸給夾套循環油溫度控制器，對反應裝置進行智能過程控制；同時，監測反應裝置實驗中的參數，若出現誤操作或危險情況，則進行報警；4)實驗數據采集模塊對實驗數據進行采集和整理；5)反應裝置實驗結束后，根據數據采集模塊采集和整理的實驗數據，在實驗數據分析方法庫選擇相應的分析方法進行數據分析，并將數據分析結果被送至存儲數據庫。本專利技術相對于現有技術具有如下的有益效果:1、本專利技術的實驗室智能反應系統結構可以通過中央監控平臺設定實驗過程參數，并將設定的實驗過程參數傳送至自動控制裝置實現反應裝置的遠程控制，可以實時監測反應裝置實驗過程參數，并對誤操作或危險情況進行報警，并可以對實驗數據進行分析。2、本專利技術的實驗室智能反應系統通過中央監控平臺實現了實驗設計、實驗過程控制和實驗結果處理的一體化，最大限度地減少人工操作對實驗過程的影響，快速找出最優的實驗條件組合，縮短實驗時間，提高實驗效率。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術實驗室智能反應系統的結構示意圖。圖2為本專利技術實驗室智能反應系統中自動控制裝置的原理框圖。圖3為本專利技術實驗室智能反應系統的控制方法流程圖。 其中，1-釜體，2-釜蓋，2-1-進料口，2-2-出料口，2-3-探頭安裝口，3_夾套，4_攪拌槳，5-攪拌軸，6-攪拌電機，7-控制柜，7-1-進料流量控制器，7-2-攪拌速度控制器，7-3-夾套循環油溫度控制器，7-4-控制指示燈，7-5-顯示屏，8-數據處理器，9-顯示器，10-循環油入口管，11-循環油出口管。【具體實施方式】實施例1:如圖1和圖2所示，本實施例的實驗室智能反應系統，包括反應裝置、自動控制裝置以及中央監控平臺，所述反應裝置為夾套式反應釜，該夾套式反應釜包括釜體1、釜蓋2、夾套3、攪拌槳4、攪本文檔來自技高網...

【技術保護點】
實驗室智能反應系統，其特征在于：包括反應裝置、自動控制裝置以及中央監控平臺，其中：所述反應裝置，用于將物料混合進行化學反應實驗；所述自動控制裝置，用于根據設定的實驗過程參數控制反應裝置的反應過程參數進行實驗；所述中央監控平臺，用于設定反應裝置的實驗過程參數、監測反應裝置實驗中的參數并對誤操作或危險情況進行報警以及采集反應裝置實驗數據并進行分析；所述反應裝置與自動控制裝置相連，所述自動控制裝置通過通信接口與中央監控平臺相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：于廣平，宋琳，吉世明，
申請(專利權)人：廣州中國科學院沈陽自動化研究所分所，中國科學院沈陽自動化研究所，
類型：發明
國別省市：