球形硅微粉生产线自动化系统
球团生产线plc
球团生产线PLC简介PLC（可编程逻辑控制器）是一种常用于工业自动化领域的计算机控制系统。
球团生产线PLC是一种用于控制球团生产线操作的PLC系统。
球团生产线主要用于球团（球状颗粒）的生产和加工过程。
PLC通过控制和监控不同的设备和传感器，实现对球团生产线的自动化控制和运行。
球团生产线工艺流程球团生产线的工艺流程包括原料准备、混合、成型、干燥和包装等环节。
下面将详细介绍每个环节的PLC控制。
1. 原料准备球团生产线的原料包括主料和辅料。
主料是指球团的主要成分，辅料用于调节球团的特性。
PLC系统通过控制输送带、仓库和秤等设备，实现原料的自动供给。
1. 启动输送带，将主料从原料仓库中输送至混合机。
2. 启动秤，控制原料的流量。
3. 监测原料流量，根据设定的配方自动调节。
4. 控制辅料的投放量和时间。
5. 检测原料的质量，如湿度、温度等，并根据设定的参数进行数据记录和报警。
2. 混合混合是将主料和辅料按照一定的配比混合均匀。
PLC系统通过控制混合机的搅拌速度和时间，实现混合的自动化控制。
1. 启动混合机，并设置搅拌速度和时间。
2. 监测混合过程中的温度、湿度等参数，并根据设定的参数进行数据记录和报警。
3. 结束混合后，自动停止混合机的运行。
3. 成型成型是将混合后的球团材料通过模具成型为球状。
PLC系统通过控制成型机的压力和温度，实现成型过程的自动化控制。
1. 设置成型模具的参数，如压力和温度。
2. 控制成型机的运行，包括模具的进出、压力的施加等。
3. 监测成型过程中的温度、湿度等参数，并根据设定的参数进行数据记录和报警。
4. 成型完成后，自动停止成型机的运行。
4. 干燥成型后的球团需要进行干燥处理，以去除水分，增加球团的硬度和稳定性。
PLC系统通过控制干燥机的温度和湿度，实现干燥过程的自动化控制。
1. 设置干燥机的温度和湿度参数。
2. 控制干燥机的运行，包括启动和停止。
3. 监测干燥过程中的温度、湿度等参数，并根据设定的参数进行数据记录和报警。
集成电路电子封装为什么要用球形硅微粉
集成电路电子封装为什么要用球形硅微粉大规模集成电路球形硅微粉技术是以价格低廉的天然优质粉石英矿物为基本原材料，采纳溶胶—凝胶技术，在分散剂和球形催化剂存在的条件下，制备出符合电子封装材料要求的高纯球形纳米非晶态硅微粉，制备球形硅微粉的方法还有交流高频等离子体熔融法、气体燃烧火焰法以及高温熔融喷射法。
球形硅微粉重要用于大规模集成电路封装，在航空、航天、精细化工、可擦写光盘、大面积电子基板、特种陶瓷及日用化妆品等高新技术领域也有应用，市场前景广阔。
随着我国微电子工业的迅猛进展，大规模、超大规模集成电路对封装材料的要求越来越高，不仅要求其超细，而且要求高纯度，特别是对于颗粒形状提出球形化要求。
但制备球形硅微粉是一项跨学科高难度工程，目前世界上只有美国、日本、德国、加拿大和俄罗斯等少数国家把握此技术。
众所周知，目前国内采购的球形球形氧化硅重要来自于日本、韩国，进口的球形球形氧化硅价格高，且运输周期长。
国内生产的高质量球形球形氧化硅，具有本土化优势，完全可以替代进口。
我国盛产石英，并且矿源分布较广，全国范围内的大小硅微粉厂近百家，基本上都属于乡镇企业。
这些生产企业大多规模小、品种单一，采纳非矿工业的常规加工设备，在工艺过程中缺乏系统的掌控手段，致使硅微粉产品的纯度、粒度以及产品质量稳定性差，无法与进口产品抗衡。
这些企业中真正能够生产高纯、超微硅微粉的很少，重要分布于江苏连云港东海县和徐州、浙江湖州以及河北、青海等地，其主打产品集中在800目以下，使用领域一般为冶金、陶瓷、电工产品填料以及电子分立元件的封装等。
为抢占高端市场，近年来国内有眼光的企业纷纷上马建设球形硅微粉项目。
电子封装为什么要用球形硅微粉？首先，球的表面流动性好，与树脂搅拌成膜均匀，树脂添加量小，并且流动性最好，粉的填充量可达到最高，重量比可达90.5%。
因此，球形化意味着硅微粉填充率的加添，硅微粉的填充率越高，其热膨胀系数就越小，导热系数也越低，就越接近单晶硅的热膨胀系数，由此生产的电子元器件的使用性能也越好。
球团厂煤粉制备系统操作说明
球团厂煤粉制备系统操作说明————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：ﻩ江西新钢公司球团厂煤粉制备系统基础自动化操作站（HMI）操作说明书马钢控制技术有限责任公司江西新钢公司球团厂煤粉制备自动化系统画面操作说明一、画面简介江西新钢公司球团厂煤粉制备自动化系统采用美国GE公司推出全数字化的PLC 控制系统。
该操作站系统配置采用ＧＥ９0-30 可编程控制器分布式Ｉ／O模块，来实现生产过程的数据采集、运算及控制。
PLC通过双Geｎiｕｓ网与远程站冗余通讯控制，通过以太网与球团工程计算机中心上位机通讯,以便控制中心控制及监视。
向PLC发送指令，同时监控ＰLC运行状态，对关键的数据进行记录等。
从而实现煤粉制备系统的自动化控制。
该操作站运行稳定,可靠性高;画面清晰明了,操作简单。
操作站画面主要分为三幅:工艺流程画面、设备状态画面、设备及流程操作画面。
主画面为本系统的模拟操作画面。
包括原煤储运流程、煤粉制备流程、热风炉干燥筒喷吹流程、以及窑头喷吹流程等。
主画面如下:二、操作站画面的功能1、工艺流程画面:工艺流程画面详细描述煤粉制备系统所有受控设备的全貌。
其过程操作方式采用自动、远程、机旁三种。
自动操作是主要的操作方式,当各设备的选择开关置于“自动”位置时,ＰLC按预先设定的联锁关系将各设备自动联锁启动，运转及停机。
远程操作在控制内的操作台上实现,它用于解除设备联锁，操作单体设备的启动和停止。
机旁操作(由电力设计)用于设备投产前的试运转,处理紧急事故等情况。
首先，操作人员对单台设备的控制点击相应设备,如中速磨会出中速磨主电机的操作画面，这时操作人员首先点击选择开关使设备处于远程状态，点击启动或停止按钮,实现对单台设备的启停。
如操作人员对阀门进行单台控制,点击相应的阀门，弹出阀门的操作画面,可以对阀门进行开阀、停阀、关阀的操作。
球形硅微粉生产线自动化系统
球形硅微粉生产线自动化系统
胡月来;高云;梁秀英;黄汉英
【期刊名称】《工业仪表与自动化装置》
【年(卷),期】2008(000)004
【摘要】介绍了基于西门子WINCC及S7-300 PLC的一套自动化系统的硬件、控制功能、人机界面等.该系统应用于球形硅微粉年产千吨新工艺.
【总页数】3页(P82-84)
【作者】胡月来;高云;梁秀英;黄汉英
【作者单位】华中农业大学,工程技术学院,湖北,武汉,430070;华中农业大学,工程技术学院,湖北,武汉,430070;华中农业大学,工程技术学院,湖北,武汉,430070;华中农业大学,工程技术学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】TP278
【相关文献】
1.年产5000吨高纯球形硅微粉生产线 [J],
2.球形硅微粉制备方法与应用研究 [J], 李勇;王新宇
3.亚微米球形硅微粉的制备技术研究进展 [J], 李晓冬;曹家凯;张建平;姜兵;胡世成;刘杰
4.耐热表面改性球形硅微粉的制备及其性能 [J], 杨珂珂;李晓冬;曹家凯;孙小耀;姜兵;刘杰
5.X射线衍射法分析球形二氧化硅微粉中α态晶体二氧化硅含量 [J], 李建德;蒋丽微;赵秀芳;徐艳艳;高丽荣;舒敏娣
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联瑞新材 高纯球形硅微粉 用途
联瑞新材高纯球形硅微粉的用途1. 简介联瑞新材是一家专注于高纯硅微粉研发、生产和销售的公司。
他们的产品中，高纯球形硅微粉是一种重要的材料。
本文将详细介绍联瑞新材高纯球形硅微粉的用途及其在不同领域中的应用。
2. 高纯球形硅微粉的特点高纯球形硅微粉是由联瑞新材采用先进的生产工艺制造而成的。
它具有以下特点：•高纯度：联瑞新材高纯球形硅微粉的纯度可达99.99%，确保了材料的纯净性。
•球形颗粒：颗粒形状均匀，无尖锐边角，有利于提高材料的流动性和光学性能。
•粒径可控：联瑞新材可以根据客户需求定制不同粒径的高纯球形硅微粉，满足不同应用的要求。
•良好的化学稳定性：高纯球形硅微粉具有良好的化学稳定性，能够在各种环境下稳定运用。
3. 用途3.1 光电子行业高纯球形硅微粉在光电子行业中具有广泛的应用。
它可以用于制造高纯度的硅片、光纤和光学器件。
由于其球形颗粒和高纯度的特点，高纯球形硅微粉可以提高光学器件的光学性能，增强光传输效果，提高光学器件的稳定性。
此外，高纯球形硅微粉还可以用于制造太阳能电池、LED等光电子器件，提高其能量转换效率。
3.2 化工行业高纯球形硅微粉在化工行业中也有广泛的应用。
它可以作为催化剂的载体，用于催化剂的制备。
由于其高纯度和球形颗粒的特点，高纯球形硅微粉可以提高催化剂的活性和选择性，增加催化剂的使用寿命。
此外，高纯球形硅微粉还可以用于制造高温润滑剂、高温密封材料等化工产品。
3.3 材料科学高纯球形硅微粉在材料科学领域中有着重要的应用。
它可以作为填料添加到复合材料中，提高复合材料的力学性能和耐热性。
由于其球形颗粒和高纯度的特点，高纯球形硅微粉可以增强复合材料的强度、硬度和耐磨性。
此外，高纯球形硅微粉还可以用于制造陶瓷材料、高温涂料等材料。
3.4 生物医药高纯球形硅微粉在生物医药领域中也有着广泛的应用。
它可以作为药物的载体，用于药物的传输和控释。
由于其高纯度和球形颗粒的特点，高纯球形硅微粉可以提高药物的稳定性、溶解度和生物利用度。
球形硅微粉十大品牌
覆铜板
用于制作印刷线路板， 增强线路板的导热、导 电性能。
绝缘涂层
用于涂覆电子设备表面 ，起到绝缘、防潮、防 腐蚀等作用。
02 球形硅微粉市场现状
市场规模与增长
总结词
市场规模稳定增长
详细描述
近年来，随着电子、半导体、太阳能等领域的发展，球形硅微粉市场保持了稳定 增长态势。根据市场调研公司的数据显示，全球球形硅微粉市场规模从2016年的 XX亿美元增长到2020年的XX亿美元，年复合增长率达到XX%。
性质
具有高纯度、低密度、高导热、 高绝缘、低吸湿等特性。
制造工艺与流程
制造工艺
主要采用气相法、液相法、机械法等 工艺进行制备。
流程
具体流程包括原料准备、化学反应、 表面处理、收集筛分等步骤。
主要应用领域
电子封装
用于填充电子元件的空 隙，提高热导率，增强 抗电磁干扰能力。
太阳能电池
用于制备太阳能电池板 ，提高光电转换效率。
高性能涂料市场增长
球形硅微粉在高性能涂料领域的应用逐渐扩大，市场需求也在不断 增加。
新能源领域应用潜力巨大
随着新能源领域的快速发展，球形硅微粉在太阳能电池、锂电池等 领域的应用潜力巨大。
政策环境与产业规划
产业政策支持
01
政府对新材料产业给予政策支持，鼓励球形硅微粉行
业的发展和技术创新。
行业标准制定与规范
主要生产商与产能
总结词
主要生产商集中在日本和中国
详细描述
球形硅微粉的生产主要集中在日本和中国。其中，日本是全球最大的球形硅微粉生产国，主要生产商包括日本电 气硝子、日本合成橡胶、日本信越化学等。中国作为全球最大的硅材料生产国，也有多家企业生产球形硅微粉， 如浙江新安化工、江苏宏强、宁夏日晶等。
高纯纳米级球形硅微粉开发与应用方案(一)
高纯纳米级球形硅微粉开发与应用方案一、实施背景随着科技的快速发展和产业结构的不断优化，高纯纳米级球形硅微粉作为一种新型材料，其独特的性能和广泛的应用领域引起了人们的极大关注。
目前，我国对于高纯纳米级球形硅微粉的需求量逐年上升，但国内市场供应不足，大部分依赖进口。
因此，开展高纯纳米级球形硅微粉的开发与应用研究，对于提升我国新材料领域的核心竞争力，满足各行业对高性能材料的需求具有重要意义。
二、工作原理高纯纳米级球形硅微粉是以硅为原料，经过高温熔融、急速冷却、球形化处理等工艺制备而成。
其工作原理如下：1.高温熔融：将硅原料加热至熔点（约1410℃），使其成为液态。
2.急速冷却：在惰性气体保护下，将液态硅迅速冷却，形成玻璃态硅。
3.球形化处理：通过控制冷却速度和温度梯度，使玻璃态硅在表面张力作用下形成球形颗粒。
4.提纯与筛分：通过化学提纯和物理筛分等方法，去除杂质和不合规格的颗粒，得到高纯纳米级球形硅微粉。
三、实施计划步骤1.开展市场调研：了解高纯纳米级球形硅微粉的国内外市场需求情况及主要生产商。
2.选择合适的原料：根据市场需求和产品性能要求，选择合适的高纯度硅原料。
3.设计生产工艺：根据原料特性和产品目标，设计合理的生产工艺流程，并进行模拟实验验证。
4.建设生产线：按照工艺要求，采购设备并建设生产线。
5.进行试生产：在生产线建成后进行试生产，并对产品性能进行检测和优化。
6.开展应用研究：针对高纯纳米级球形硅微粉的特点，开展应用研究，拓展其应用领域和市场。
7.进行市场推广：在产品性能和应用研究成熟后，进行市场推广和销售。
四、适用范围高纯纳米级球形硅微粉作为一种高性能材料，具有广泛的应用领域。
其主要适用范围包括：1.电子封装材料：高纯纳米级球形硅微粉具有优异的绝缘性能和热导性能，可用于电子元器件的封装材料。
2.陶瓷及玻璃制品添加剂：高纯纳米级球形硅微粉可以作为陶瓷及玻璃制品的添加剂，提高产品的硬度和耐磨性能。
中空球形硅微粉的生产开发与应用方案(一)
中空球形硅微粉的生产开发与应用方案一、实施背景随着科技的飞速发展，材料科学已经成为了推动现代工业、信息技术和经济发展的重要支柱。
其中，硅微粉作为一种高性能、多功能材料，因其优异的物理、化学性能，广泛应用于航空航天、电子、新能源等领域。
尤其在新型信息产业领域，硅微粉的需求量逐年增长。
因此，开发新型、高性能的硅微粉材料对于我国的经济发展具有重要意义。
二、工作原理中空球形硅微粉（Hollow Spherical Silicon Powder，HSiP）是一种新型的硅微粉材料，其独特的中空球形结构使其具有优异的流动性、填充性和介电性能。
其主要工作原理如下：化学气相沉积法（CVD）：通过高温热解反应，将硅源（如四氯化硅、硅烷等）分解并沉积在基材（如纳米二氧化硅球）上，形成中空球形硅微粉。
溶胶-凝胶法：通过将硅源与溶剂、催化剂混合，形成溶胶，再经过凝胶化反应，得到中空球形硅微粉。
气相法：在高温、高压条件下，将硅源气体进行热分解，形成硅原子沉积在基材上，进而形成中空球形硅微粉。
三、实施计划步骤确定生产工艺：根据具体生产条件和需求，选择合适的生产工艺（CVD、溶胶-凝胶法或气相法）。
设计生产设备：根据所选生产工艺，设计并制造专用生产设备。
确定原料：选择合适的硅源、溶剂和催化剂等原料。
实施生产：按照设计好的工艺和设备，进行中空球形硅微粉的生产。
产品检测：对生产出的中空球形硅微粉进行各项性能指标的检测，如粒度、形状、纯度等。
应用研究：针对中空球形硅微粉的特性，开展其在不同领域的应用研究。
四、适用范围电子封装材料：中空球形硅微粉具有优异的热稳定性和电气性能，可用于电子封装材料，提高封装效率。
复合材料：中空球形硅微粉可与聚合物等材料复合，制备高性能的复合材料，用于制造轻质高强的产品。
陶瓷制品：中空球形硅微粉可替代部分陶瓷原料，降低成本，提高生产效率。
新能源领域：中空球形硅微粉在锂离子电池等领域具有潜在应用价值，其优秀的电化学性能可提高电池的能量密度和循环寿命。
球形硅微粉生产线自动化系统
A n autom atic process con trol system designed for a sph erical SiO 2 powder p roduction line
HU Y ue la , i GAO Yun , L IANG X iu y ing , HUANG H an y ing
球形硅微粉生产线自动化系统
胡月来, 高 云, 梁秀英, 黄汉英
( 华中农业大学 工程技术学院 , 湖北 武汉 430070) 摘要: 介绍了基于西门子 W I NCC 及 S7- 300 PLC 的一套自动化系统的硬件 、 控制功能 、 人机界 面等。 该系统应用于球形硅微粉年产千吨新工艺。 关键词 : 球形硅微粉; 西门子 PLC ; 自动化 中图分类号 : TP278 文献标识码: B 文章编号 : 1000- 0682( 2008) 04- 0082- 03
图 2 硬件设计方案
3 控制系统功能
( 1) 料位监控 在料仓里设置一个料位计, 控制系统根据料位 计发出的料位信号启动或停止补料系统, 即可实现 料位监控。目前的料位计有机械式、 电容式、 射频导
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工业仪表与自动化装置
2008年第 4 期
Байду номын сангаас
水制备系统 , 给水池补水 ; 水位高于设定值时 , 则关 闭软水制备系统。 ( 8) 出水温度控制 从等离子枪中出来的水温度必须在一个合适的 范围内 , 其温度的控制可通过调节水的流量来实现。 此处水流量的调节采用 P I控制方式。 ( 9) 其他 为了使生产过程能自动、 安全的进行 , 除了上述 功能外 , 系统还需完成一些其他功能 , 如: 监测球化 炉燃烧室内的温度、 设备的启停控制、 设备异常状况 监测及保护处理等。
球形硅微粉生产液态法
球形硅微粉生产液态法球形硅微粉是一种广泛应用于材料工业中的重要材料，其生产通常采用液态法。
本文将详细介绍球形硅微粉生产液态法的工艺流程、原理以及应用领域。
一、工艺流程球形硅微粉生产液态法的工艺流程主要包括原料准备、溶胶制备、凝胶制备、干燥处理和球形化处理。
1. 原料准备：球形硅微粉的主要原料是硅酸盐，常用的原料有硅酸乙酯、硅酸钠等。
在生产前，需要对原料进行筛选、研磨和干燥处理，以确保原料的纯度和粒度分布。
2. 溶胶制备：将经过处理的硅酸盐原料溶解在适量的溶剂中，通常选择有机溶剂如乙醇、甲醇等。
在搅拌的同时，加入适量的酸性或碱性催化剂，如盐酸或氨水，以促进溶胶的形成。
3. 凝胶制备：通过在溶胶中加入适量的凝胶剂，如乙酸铵或硝酸铵，使溶胶发生凝胶反应。
凝胶的形成一般需要在一定的温度下进行，通常为室温或略高于室温。
4. 干燥处理：将凝胶经过适当的干燥处理，通常采用自然干燥或热风干燥的方法。
干燥的过程中需要控制湿度和温度，以避免凝胶的收缩和裂纹的产生。
5. 球形化处理：通过在干燥后的凝胶中加入球形化剂，如乙醇或二甲基硅油，使凝胶形成球形颗粒。
球形化的方法有旋转球化法、喷雾球化法等，其中旋转球化法是常用的方法之一。
二、原理解析球形硅微粉生产液态法的原理主要是通过溶胶-凝胶法将硅酸盐原料转化为凝胶，再经过干燥和球形化处理得到球形硅微粉。
在溶胶制备过程中，硅酸盐原料溶解在溶剂中，酸性或碱性催化剂的加入引发了硅酸盐的水解反应，产生了硅酸凝胶的胶体溶液。
凝胶制备过程中，凝胶剂的加入促使硅酸凝胶发生凝胶反应，形成三维网状结构的凝胶。
干燥处理过程中，通过适当的干燥方法将凝胶中的溶剂蒸发掉，使凝胶逐渐变为固体。
在干燥的过程中，需要控制湿度和温度，以避免凝胶的收缩和裂纹的产生。
球形化处理是为了将干燥后的凝胶形成球形的微粉颗粒。
球形化剂的加入可以改变凝胶的表面张力和黏度，使凝胶形成球形颗粒。
旋转球化法利用旋转设备使凝胶颗粒在空气中不断滚动和摩擦，逐渐形成球形颗粒。
球形硅微粉的研究进展
球形硅微粉的研究进展作者：阮建军来源：《科技视界》2013年第33期【摘要】球形硅微粉因其具有许多优异的物理和化学性能，在航空、医药、涂料、催化、特种陶瓷、精密铸造及电子等领域被广泛应用。
本文介绍了目前国内外制备球形硅微粉常见的方法，并对各种制备方法进行了简单评价。
【关键词】球形硅微粉；制备；工艺0 引言硅微粉（SiO2）是一种无味、无毒、无污染的无机非金属材料。
由于其具备高耐温、高绝缘、高介电、高填充量、导热系数低、热膨胀系数低、化学性能稳定、硬度大、耐腐蚀等优越性能而具有广阔的发展前景。
硅微粉主要用于大规模集成电路封装，在航空、航天、涂料、油漆、粘结剂、催化剂、医药、精密铸造、高档陶瓷、高压元器件及日用化妆品等高新技术领域也有应用[1]。
近年来，随着微电子技术的迅猛发展，人们对微电子元件的质量要求越来越高，这使得硅微粉的质量要求亦越来越高。
因为全球集成电路（IC）封装材料的97%采用环氧塑封料（EMC），而在EMC的组成中，除主料酚醛环氧树脂外，用量最多的就是填料硅微粉，硅微粉填料占环氧模塑料重量比达70-90%。
除了要求硅微粉超细、高纯度、低放射性元素外，还特别要求其颗粒球形化。
这是因为：（1）球的表面流动性好，与树脂搅拌成膜均匀，使得树脂的添加量小，硅微粉的填充量达到最高，因此球形化意味着硅微粉填充率的增加，而硅微粉的填充率越高，其热膨胀系数就越小，导热系数也越低，也就越接近单晶硅的热膨胀系数，由此生产的电子元器件的使用性能也越好；（2）与角形硅微粉制成的塑封料相比，球形的塑封料应力集中最小、强度最高，当角形粉的塑封料应力集中为1时，球形粉的应力仅为0.6。
由此制成的微电子器件成品率高，便于运输、安装，并且在使用过程中不易产生机械损伤；（3）相比于角形硅微粉，球形粉摩擦系数小，对模具的磨损小，使得模具的使用寿命可提高一倍[2]。
目前，我国所需求的高质量球形硅微粉大部分还依赖进口，如何制备高纯、超细的球形硅微粉已成为国内粉体研究的热点。
纳米球形硅微粉制备技术
天然石英物理法制备纳米球形硅微粉最新技术中南冶金地质研究所胡修权一、技术工艺及产品创新点以天然优质硅质矿物如石英为原料制备球形硅微粉技术在我国也就近几年才慢慢发展起来，目前技术还很不成熟，与国外相比差距很大，尤其是对小于3μm硅微粉的球化技术基本处于空白。
而在国外，尤其是日本对于亚微米纳米级超微石英粉的球化技术处于世界领先水平。
国内目前对于纳米二氧化硅的研究很多，但一般都是采用化学方法合成。
本制备技术工艺路线与现有技术完全不同，采用的是纯物理方法，其创新性主要表现在以下几个方面：⑴项目是以天然优质硅石为原料，不需经过化学试剂溶解制成硅酸盐化合或者其它有机硅化合物进行化学沉淀或者其他化学过程制成前驱体，而是经过提纯制成高纯砂后，采用先进的超细粉碎工艺制成超微石英粉，这是一个纯粹的物理过程。
⑵超微石英粉通过高温焰流雾化修饰球形化，再经骤冷捕获工艺获及纳化提取纳米级尺寸球形硅微粉，这也是一个热力学物理过程。
目前，国内球形硅微粉一般都采用等离子体法和燃烧火焰法制造，所制备粉体粒径较大，通常都是微粉级，且质量不稳定。
纳米二氧化硅研究进展迅速，但几乎都是采用化学合成法，一般都要通过将硅石溶解制成可溶性硅酸盐或可水解的有机硅化合物，再经过溶胶-凝胶制备、沉淀、水热合成等液相法或气相沉积法等化学过程。
这些过程要使用大量的化学试剂，工艺流程长，投资大，环境污染严重，工业化难度大。
粉体质轻，表面活性高，极易团聚。
始终而该技术产品从原料到成品整个制备过程都是物理变化，其组成SiO2未改变，没有经过化学转化，因而在超细纳化及球化过程中没有化学物质污染。
唯一可能产生的粉尘污染通过选用先进的全封闭式高效节能收集装置设备，可以完全避免粉尘对环境的影响。
二、技术指标产品技术指标可达到以下要求：纯度：99.95%以上；球化度：98%以上；非晶度：99.6%以上；纳化程度：根据不同技术要求，可通过一定技术手段将粒子尺寸在1000～50nm之间进行调节，可分别获得不同纳米尺寸范围的球形粒子。
基于PLC的球形硅微粉生产线球化炉控制系统
图1 系统结构框图基于 PLC 的球形硅微粉生产线球化炉控制系统陆尚平张衍林胡海军盛凯摘要：针对球形硅微粉生产过程中球化炉温度，压力的特殊控制要求，提出了采用模糊 PID 控制的方法和算法，达到了生产过程中温度、压力的控制要求。
关键词：PLC 硅微粉模糊控制PID中图分类号：TQ054 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2007）02-0047-02一、引言球型硅微粉生产过程中球化炉温度与压力是生产中的重要参数，对他们控制程度的好坏直接关系到产品的品质。
球化炉温度与压力由于受到物料的流通带走热量及压力波动，以及加热装置加热波动等因素的影响，使得所要控制的参数非线性，强耦合；常规 PID 难以达到很好的控制效果；基于此，我们引入了模糊 PID 控制。
模糊 PID 控制利用专家及操作者的经验，它不依赖于系统的数学模型，对系统的参数变化不敏感，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。
二、系统组成球化炉温度、压力控制是整个微粉生产线自动化控制的组成部分，也是核心部分，系统由三部分组成：数据采集及执行；控制；监控显示。
数据采集及执行部分用温度、压力传感器和电池阀等元器件。
控制部分硬件用西门子S7-300 PLC, 主控制器采用 CPU315，外带 8 位模拟量和 32 位数字量输入、输出模块；PLC 编程软件用SIEMATIC Step7 v5.3 及仿真软件S7-PLCSIM;监控显示采用软件WINCC 6.0 及控制柜。
我们把 PID 控制和模糊控制优点结合起来，组成具有较快响应速度和鲁棒性的模糊 PID 控制。
即在大偏差范围内采用模糊控制，而在小偏差范围内转换成 PID 控制，两者的转换及程序由 STEP 7 v5.3 编程实现。
图2 模糊PID 控制原理框图1．PID 控制的实现[1]PID 是比例、微分、积分的缩写，其模拟量在 PLC 控制系统中的数字输出表达式为：nm v(n) =KPev(n) +KI ∑ev( j) +K D[ev(n) −ev(n −1)]+M （3-1）j=1式中 ev(n-1)是第n-1 次采样的误差值。
中空球形硅微粉的生产开发与应用方案(二)
中空球形硅微粉的生产开发与应用方案一、实施背景随着科技的快速发展和产业结构的不断变革，新型材料的需求日益增长。
中空球形硅微粉作为一种新型无机非金属材料，因其具有独特的物理和化学性能，在许多领域具有广阔的应用前景。
然而，当前国内中空球形硅微粉的生产技术尚不成熟，产品性能不稳定，生产成本高，严重制约了其广泛应用。
因此，开展中空球形硅微粉的生产开发与应用研究，对于推进产业结构改革，实现高质量发展具有重要意义。
二、工作原理中空球形硅微粉的生产主要采用化学气相沉积法（CVD），通过高温热解反应，将硅源和催化剂气体反应生成硅微粉。
具体过程如下：1.将硅源和催化剂气体分别通入反应炉内；2.在高温环境下，硅源和催化剂气体发生化学反应；3.生成的硅微粉沉积在冷却壁上；4.收集沉积后的硅微粉，进行后续处理。
三、实施计划步骤1.开展市场调研，了解中空球形硅微粉的国内外市场需求及发展趋势；2.确定生产工艺流程和技术参数；3.设计并搭建化学气相沉积反应装置；4.进行设备调试和优化；5.开展中试生产，对产品性能进行检测和评估；6.完善生产工艺，制定工业化生产方案；7.结合企业实际，探讨合作模式，推进产业化应用。
四、适用范围中空球形硅微粉具有优异的物理和化学性能，适用于以下领域：1.建筑涂料：中空球形硅微粉具有高度的填充性和良好的分散性，可以提高建筑涂料的耐候性、抗沾污性和耐擦洗性。
2.橡胶制品：中空球形硅微粉具有优良的耐磨性和耐温性，可以提高橡胶制品的强度和寿命。
3.密封材料：中空球形硅微粉具有高度的热稳定性和化学稳定性，可以用于生产高性能的密封材料。
4.电子封装材料：中空球形硅微粉具有优良的绝缘性和导热性，可以用于生产电子封装材料。
5.其他领域：如航空航天、汽车制造、新能源等领域也有广泛的应用前景。
五、创新要点1.采用化学气相沉积法生产中空球形硅微粉，实现了高效、环保、节能的生产方式；2.通过优化反应条件和工艺参数，提高产品性能和产量；3.设计新型反应装置，降低生产成本，提高企业竞争力；4.开展中试生产和工业化试验，为产业化推广提供有力支持。
石墨微粉球形化成套设备
—262—设备管理背景石墨烯电池，利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出的一种新能源电池。
新型石墨烯电池实验阶段的成功，无疑将成为电池产业的一个新的发展点。
电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛，而电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段，石墨烯储能设备的研制成功后，若能批量生产，则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。
1、设备方案该设备方案包括上料系统、粗粉碎系统、球形化系统、输送系统，所述上料系统由料仓平台、第一罗茨风机、绞龙组成，所述粗粉碎系统由若干串联的粗粉碎机组组成，粗粉碎机组由气流涡漩粉碎机、第一旋风集料器和第一除尘器组成，所述球形化系统由若干串联的球形化机组组成，球形化机组由石墨球化微粉机、超微分级机、第二旋风集料器和第二除尘器组成，所述输送系统由脉冲风网系统、集料风网系统、成品料收集系统、第二罗茨风机组成，所述上料系统通过管道与粗粉碎系统相连，粗粉碎系统通过管道与球形化系统相连，所述脉冲风网系统由为第一除尘器和第二除尘器提供气源的管路组成，脉冲风网系统的气源为第二罗茨风机，所述集料风网系统由为第一旋风集料器、第二旋风集料器提供气源的管路组成，集料风网系统的气源为第二罗茨风机，所述成品料收集系统由与所有第二除尘器出料口相连的管路组成。
粗粉碎系统中同一个粗粉碎机组中的气流涡漩粉碎机、第一旋风集料器和第一除尘器依次串联后与下一个粗粉碎机组中的气流涡漩粉碎机串联。
球形化系统中每个球形化机组包含有两个石墨球化微粉机，同一球形化机组中的两个石墨球化微粉机串联后再与超微分级机串联，超微分级机的细料出口与第二旋风集料器、第二除尘器依次串联，超微分级机的出料出口与下一个球形化机组的石墨球化微粉机串联。
粗粉碎系统包含有6组粗粉碎机组，球形化系统包含有12组球形化机组。
第一罗茨风机与料仓平台储料部上端相连通，绞龙位于料仓平台储料部的出口端。
上料系统、粗粉碎系统、球形化系统、输送系统均由一套控制系统所控制，控制系统具有触摸屏和可编程PLC 控制器。
2018年硅微粉生产线智能化升级及产能扩建项目可行性研究报告
2018年硅微粉生产线智能化升级及产能扩建项目可行性研究报告一、项目概况 (3)二、项目必要性分析 (3)1、解决产能瓶颈，满足不断扩大的市场需求 (3)2、抓住行业发展机遇，巩固公司行业地位 (4)3、提升自动化、智能化生产水平，发挥规模效应，降低生产成本 (4)4、扩大生产效率，满足公司业务快速增长的需求 (5)5、促进产品结构优化，实现公司战略目标 (6)三、项目可行性分析 (7)1、产能消化具备可行性 (7)（1）市场前景广阔 (7)（2）公司拥有一批优质、稳定的客户资源 (7)（3）公司拥有较为完善的营销体系 (8)（4）公司制定了相应的产能消化措施 (8)2、雄厚的技术研发实力为项目提供支撑 (9)3、公司拥有丰富的生产管理经验 (10)4、完善的产品质量管控体系和成熟的生产工艺保证了产品的质量和行业竞争力 (11)四、项目投资概算 (11)1、项目投资估算 (11)2、项目设备购置 (12)3、项目经济效益概算 (12)五、项目时间周期和时间进度 (13)六、项目资金使用计划 (13)七、项目环保情况 (14)八、项目选址及建设情况 (14)一、项目概况本项目通过扩大生产线规模、提升设备的自动化智能化水平来扩大角形硅微粉产品产能，解决现有产能瓶颈；并促进产品品质提升，保持公司的技术领先优势，从而进一步提升公司产品的市场占有率，提升公司整体盈利水平，显著提升公司的主营业务规模和综合竞争实力。
公司本项目达产后的产品新增生产能力如下：二、项目必要性分析1、解决产能瓶颈，满足不断扩大的市场需求在我国经济连续中高速增长的背景下，电子材料、电工绝缘材料、特种陶瓷、精密铸造、油漆涂料、油墨、硅橡胶、功能性橡胶、高级建材等领域对硅微粉的需求不断增长。
为满足日益增长的客户订单需求，经过不断的革新与改进，公司硅微粉的总体产量已由2014 年的43,210.29 吨上升至2016 年的49,504.65 吨，预计2017 年的全年产量将超过50,000吨。
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4 人机交互界面
生产过程中 , 操作员通过上位机完成对系统的 管理工作。为了让操作员在管理时有一个较好的人 机交互界面 , 将所有的控制指令、 过程数据、 设备运 行状态等信息分为总控、 供气回路、 供水回路、 球化 炉、 数据管理等共 5 个页面显示。系统开机后自动 进入总控页面, 总控页面中设置至其他各页面的链 接 , 操作员可通过相应的链接按钮进入其他页面。 总控页面划分为 3 个区。一区位于 屏幕的上 方 , 为系统报警状态显示区。当球化炉内的温度、 入 袋收尘温度、 球化炉内负压等工艺数据不正常时, 系 统除了发出声响警报外 , 位于该区相应的信号指示 灯同时闪烁 , 以便指示故障原因。二区位于屏幕的 左方, 为系统操纵控制区。操作员通过该区里的运 行方式开关可选择手动或自动启动各设备 , 无论是 手动还是自动, 下位机在接收到上位机的信号后, 在 向相关设备发送信号前均会进行设备的连锁保护检 查。除了至其他页面的链接按钮外, 该区还设有一
参考文献 : [ 1] 廖 常初 . S7 - 300 /400PLC 应用 技术 [M ]. 北 京 : 机械 工业 出版 社 , 2005. [ 2] 苏昆哲 . 深入浅出西门子 W inCC V 6[M ] . 北京 : 北 京航 空航 天大 学出版社 , 2004.
图 3 工艺设备运行状态
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工业仪表与自动化装置
2008年第 4 期
球形硅微粉生产线自动化系统
胡月来, 高 云, 梁秀英, 黄汉英
( 华中农业大学 工程技术学院 , 湖北 武汉 430070) 摘要: 介绍了基于西门子 W I NCC 及 S7- 300 PLC 的一套自动化系统的硬件 、 控制功能 、 人机界 面等。 该系统应用于球形硅微粉年产千吨新工艺。 关键词 : 球形硅微粉; 西门子 PLC ; 自动化 中图分类号 : TP278 文献标识码: B 文章编号 : 1000- 0682( 2008) 04- 0082- 03
0 引言
随着我国电子信息产业的快速发展, 手机、 个人 电脑等越来越多的电子信息产品的产销量开始进入 世界前列, 带动了我国集成电路市场规模的不断扩 大。高纯超细熔融球形石英粉 ( 简称球形硅微粉 ) , 由于具有高介电、 高耐热等优越性能 , 在大规模、 超 大规模集成电路的基板和封装料中成为不可缺少的 优质材料, 也随之显示出广阔的发展前景。 在球形硅微粉的多种生产工艺中 , 直流等离子 体熔融法由于温度范围适中、 控制平稳、 可达到较高 球化率 , 因而是一种较合适的生产方法。该文介绍 采用这种工艺方法的年产千吨生产 线的自动化系 统 , 该系统利用 W INCC 组态软件提供功能完善、 友 好的人机界面 , 利用 S7- 300PLC 实现生产线的自 动化运行控制。
入收尘器之前 , 必须使其温度下降到 200 以下, 因 此降温幅度较大。为了保证降温可靠 , 系统采用水 冷加风冷的降 温方式。由于 冷却水系统的 时滞较 小, 故水的流量采用 P I调节方式进行控制。水冷降 温的幅度有限 , 主要的降温还是由压缩空气实现的, 空气的流量采用模糊控制与 P I控制相结合的方法 进行控制 , 即: 当温度 与设定值相差不大时使用 P I 控制调节空气流量 , 反之则使用模糊控制策略调节 空气流量。 ( 5)收尘温度监测 物料在进入吸尘器前的温度必须小于 200 , 否则会引起设备损坏。因此, 系统监测吸尘器入口 的温度, 若温度过高 , 则停止生产线并报警。 ( 6)氩气、 氮气流量控制 氩气、 氮气是产生等离子的气体, 其流量必须稳 定, 以使煅烧温度稳定。由于氩气、 氮气流量控制系 统的时滞较小 , 此处采用 P I 调节使 其稳定在 设定 值。 ( 7)水池水位监控 等离子枪中的去离子水必须使用软水 , 为降低 成本 , 软水循环使用。由于循环过程中的蒸发量较 大, 需及时向软水水池中补水。系统采用浮球式液 位计监测水池水位 , 水位低于设定值时自动启动软
5 结束语
系统将所有的工艺设备及报警指示功能集中在 总控页面 , 便于操作人员监控系统整体运行状况 , 及 时进行报警故障位置及故障原因判断 , 以便迅速作 出相应的处理。系统的数据管理功能 , 不仅使企业 管理人员能随时掌握并分析企业的生产状况, 也使 工艺人员能分析工艺性能以改良生产工艺, 使技术 人员能分析系统的控制特性以进行优化控制等。使 用双机备份策略, 使用压力变化值来测量料位, 使用 P I控制加模糊控制的策略来调节温度等技术措施, 有力地保证了控制的质量与可靠性等性能。由于采 取了各种控制措施 , 整个生产线完全实现了自动化, 生产过程中不需人工干预, 极大地提高了工厂的生 产效率并节约了大量的人力成本。另外 , 系统预留 了扩展接口 , 在需要的情况下可 以接入互联网 , 以方便进行远程 管理及 远程数 据分析 处理 等工 作。
个退出按钮与一个关机按钮。操作员只能使用关机 按钮关闭计算机系统 , 而退出按钮上设置只有工程 师才能使用的密码 , 以便工程师可以退回到操作系 统状态下进行系统的维护工作。屏幕上的其他地方 主要用来显示系统的工艺流程、 设备的运行状态等。 如图 3 所示, 该页面除显示生产现场实测数据外, 当 采用手动方式运行时 , 每个设备的图标兼作该设备 的启、 停按钮。 供气回路、 供水回路、 球化炉的显示页面除显示 相应系统的工艺流程、 工艺设备、 生产现场实测数据 外, 其相应的图标也作为手动时的启、 停按钮。 数据管理页面由几十个子页面组成 , 除了可显 示所有的报警信息、 生产记录数据等信息外 , 还可显 示各实测值的变化曲线, 供技术人员分析研究时使 用。
图 2 硬件设计方案
3 控制系统功能
( 1) 料位监控 在料仓里设置一个料位计, 控制系统根据料位 计发出的料位信号启动或停止补料系统, 即可实现 料位监控。目前的料位计有机械式、 电容式、 射频导
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工业仪表与自动化装置
2008年第 4 期
水制备系统 , 给水池补水 ; 水位高于设定值时 , 则关 闭软水制备系统。 ( 8) 出水温度控制 从等离子枪中出来的水温度必须在一个合适的 范围内 , 其温度的控制可通过调节水的流量来实现。 此处水流量的调节采用 P I控制方式。 ( 9) 其他 为了使生产过程能自动、 安全的进行 , 除了上述 功能外 , 系统还需完成一些其他功能 , 如: 监测球化 炉燃烧室内的温度、 设备的启停控制、 设备异常状况 监测及保护处理等。
纳式等多种形式, 但根据实际使用经验 , 这些料位计 的使用效果都不太理想。由于该系统对料位值并不 要求很精确, 因此使用间接测量方法, 即在料仓的底 部装上一个压力传感器, 通过料仓压力的变化计算 出料仓里料位的高低。实践证明该方法有效可靠, 且使用寿命较长。 ( 2)产量设定 生产的产量是由螺旋电子秤送料螺旋的转速决 定的。由于螺旋电子秤是一个独立的闭环系统, 因 此产量数据可在电子秤的控制器上直接设定。为了 操作界面的一致性 , 这里在上位机设定产量 , 设定好 的数据由下位机产生 4~ 20 mA 的电流信号传送至 电子秤控制器。 ( 3)炉内负压控制 生产过程中, 球化炉内的负压会在各种干扰因 素的作用下产生一定的波动, 为了将负压值稳定在 设定值, 需调节风机阀门的开度, 使之随炉内负压大 小而作相应的调整。由于系统特性未知 , 因此阀门 的开度采用 P I D 调节控制。 ( 4)炉内温度控制 煅烧后的物料温度在 1 000 以上, 在 物料进
A n autom atic process con trol system designed for a sph erical SiO 2 powder p roduction line
HU Y ue la , i GAO Yun , L IANG X iu y ing , HUANG H an y ing
( Colleg e of Eng & T ech und erH uazhong Ag ricul tura l Un iv ersity, H ubei W uhan 430070, C hina )
Abstract : T his paper g iv es an in troduction about an autom atic process contro l system fo r use w ith a spherica l S i O2 powder product io n line w ith a capac ity of one k iloton per year . T he system perform its cont erol function based on the Siem ens W I NCC and S7- 300 PLC along w ith the system hardw are , contro l m odules , m an m achine in terface, etc . K ey w ords: spherical SiO2 powder ; S iem ens PLC; autom at io n
2 控制系统硬件
根据控制要求, 系统采用上位机加下位机的方 案。上位机主要用于提供人机界面及数据管理等服 务 , 采用 DELL 公司具有较好性价比的 定制 PC 机 型 , 并采用双机备份的运行模式 , 以提高系统运行的 可靠性。下位机主要进行生产过程的监测及控制 , 因此对运行的可靠性、 安装调试周期等提出了很高 的要求。由于西门 子 PLC 具 有功能强 大、 组态灵 活、 较强的抗干扰能力、 较高的性价比等优点 , 在此 处也就成了一个较佳的选择。 综合分析系统的控制及性能要求 , 在西门子公 司的 PLC 产品中 , 下位机选用 S7 - 300 系列具有较 高的性价比 , 其主要选用模块为 : CPU315 中央处理 器 1 块、 PS307 10 A 电源模块 1 块、 S M 321( 32 点 ) 数字量输入模块 2 块、 S M 322( 32 点 ) 数字量输出模 块 1 块、S M 331 ( 8 通道 ) 模 拟 量输 入 模块 11 块、 SM 332( 8 通道 )模拟量输出模块 6 块、 ET200 M 接口 模块 2 块等。系统的硬件设计方案如图 2 所示。