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| DCS配料系統(tǒng)在聚酯生產(chǎn)線中的應(yīng)用 | 2020-03-16 |
| 摘 要 由于DCS配料系統(tǒng)融入了的現(xiàn)場(chǎng)總線、嵌入式軟件、控制、CRT以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，DCS能夠整體解決生產(chǎn)過(guò)程的控制。 連續(xù)聚酯生產(chǎn)線DCS配料系統(tǒng)最重要的一點(diǎn)就是要求配料穩(wěn)定。自連續(xù)聚酯裝置設(shè)備國(guó)產(chǎn)化以來(lái)，為了確保裝置穩(wěn)定運(yùn)行，DCS配料系統(tǒng)一直采用進(jìn)口裝置，如美國(guó)Honeywell、Foxboro等公司的系統(tǒng)。我公司與揚(yáng)州惠通化工技術(shù)有限公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)，將國(guó)產(chǎn)化DCS配料系統(tǒng)運(yùn)用到連續(xù)裝置中，選用了JX-300X配料系統(tǒng)。 1配料系統(tǒng)的構(gòu)成 JX-300X DCS配料系統(tǒng)主要由1個(gè)工程師站、2個(gè)操作站、2個(gè)控制站組成，并通過(guò)4個(gè)HUB建立雙重冗余工業(yè)以太網(wǎng)。工程師站和操作站選用DELL主機(jī)，主頻為2.66GHz；內(nèi)存256MB；硬盤(pán)40GB，并配有1臺(tái)寬行打印機(jī)和1臺(tái)噴墨打印機(jī)?？刂普居?個(gè)互備的主控卡、12塊冗余的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡、6塊電源、10塊電源指示卡、95塊I/O模塊及6個(gè)機(jī)籠標(biāo)準(zhǔn)套件組成。 2 配料系統(tǒng)功能 （1）工程師站 JX-300X工程師站主要用于配料維護(hù)、配料設(shè)置及擴(kuò)展。在連續(xù)聚酯生產(chǎn)裝置中，主要完成程序開(kāi)發(fā)、配料診斷、控制器的組態(tài)和位號(hào)的定義、開(kāi)發(fā)控制策略的功能塊圖、順序控制塊圖、對(duì)配料軟件的組態(tài)、編譯及下載，并完成對(duì)配料系統(tǒng)運(yùn)行的監(jiān)控。 （2）操作站 JX-300X操作站主要完成對(duì)連續(xù)聚酯裝置配料運(yùn)行的監(jiān)控。配料系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控分為報(bào)警一覽、配料總貌、控制分組、調(diào)整畫(huà)面、趨勢(shì)圖、流程圖、數(shù)據(jù)一覽等，通過(guò)友好的人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控。 （3）控制站 在連續(xù)聚酯裝置中，該DCS配料系統(tǒng)控制站主要用于過(guò)程控制、邏輯控制及數(shù)據(jù)采集。①數(shù)據(jù)采集站實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量和開(kāi)關(guān)量信號(hào)的基本監(jiān)視功能，一個(gè)數(shù)據(jù)采集站最多可處理384點(diǎn)模擬量信號(hào)（AI/AO）或1024點(diǎn)開(kāi)關(guān)量信號(hào)（DI/DO），通過(guò)AI、DI模塊完成所有配料系統(tǒng)所需模擬量和開(kāi)關(guān)量的采集。滿足連續(xù)聚酯生產(chǎn)線上控制點(diǎn)的需求。②邏輯控制站采用電動(dòng)機(jī)控制和繼電器類型的離散邏輯功能；特點(diǎn)是信號(hào)處理和控制響應(yīng)快，控制周期最小可達(dá)50ms；邏輯控制站側(cè)重于完成聯(lián)鎖邏輯功能，回路控制功能受到相應(yīng)的限制；邏輯控制站負(fù)荷：64個(gè)模擬量輸入、1024個(gè)開(kāi)關(guān)量；通過(guò)圖形編程軟件完成配料系統(tǒng)順序控制、聯(lián)鎖/解鎖控制及產(chǎn)量及累積量的計(jì)算。③過(guò)程控制站簡(jiǎn)稱控制站，是傳統(tǒng)意義上集散控制配料系統(tǒng)控制站，采用JX-300X DCS使其提供常規(guī)回路控制的所有功能和順序控制方案，控制周期最小可達(dá)0.1s；過(guò)程控制站負(fù)荷：128個(gè)控制回路（AO）、256個(gè)模擬量輸入（AI）、1024個(gè)開(kāi)關(guān)量；提供各種溫度、壓力、流量的PID單回路及串級(jí)回路控制，包括真空與黏度串級(jí)控制等。 3 主要工藝參數(shù)的檢測(cè)與控制 （1）工藝參數(shù)的檢測(cè) 此配料通過(guò)電纜實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種溫度、壓力、流量及液位參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)電動(dòng)機(jī)的反饋信號(hào)檢測(cè)。并根據(jù)工藝要求模擬量點(diǎn)設(shè)置上、下限報(bào)警，開(kāi)關(guān)量點(diǎn)故障信號(hào)報(bào)警，并通過(guò)操作站的聲屏報(bào)警，實(shí)時(shí)提醒操作員進(jìn)行必要處理。 （2）聯(lián)鎖控制 自動(dòng)配料系統(tǒng)為了使生產(chǎn)穩(wěn)定及保護(hù)設(shè)備，我們?cè)谶B續(xù)聚酯生產(chǎn)線上普遍運(yùn)用了很多聯(lián)鎖控制。在此配料中，通過(guò)自定義控制方案的圖形編程軟件的LD段落來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能，使現(xiàn)場(chǎng)的泵及閥門(mén)在特定的條件下起/停并報(bào)警。為了能更好地使用聯(lián)鎖功能，還設(shè)置了起/停聯(lián)鎖按鈕，使得裝置在非正常情況下也能解鎖，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制。此聯(lián)鎖用于當(dāng)塔釜壓力過(guò)高（PAHH-04310A）時(shí)，將觸發(fā)A21，停止向塔釜加粗EG。A21_INTER、ALM_A21為自定義一字節(jié)變量，分別用于起/停聯(lián)鎖及報(bào)警。 （3）計(jì)算模塊 在生產(chǎn)過(guò)程中，還需知道產(chǎn)量、累積量及一些主要參數(shù)的添加量。為此，在自定義控制方案的圖形編程軟件的FBD段落中定義。本裝置中終縮聚科位通過(guò)控制器LIC-05312控制預(yù)聚物泵轉(zhuǎn)速SC-05240以調(diào)節(jié)進(jìn)料量來(lái)調(diào)整，其中LI-05312是由反應(yīng)釜前后料位（LT-05310及LT-05311）通過(guò)所示計(jì)算公式計(jì)算而得。 （4）順序控制 在生產(chǎn)中，漿料配制配料采用程序控制。首先向漿料配制反應(yīng)罐中的一個(gè)加入定量的EG（EG通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)計(jì)量），起動(dòng)漿料配制反應(yīng)罐攪拌器，根據(jù)設(shè)定的摩爾比加入相應(yīng)的精對(duì)苯二甲酸（PTA），同時(shí)按比例加入配制好的催化劑溶液（CPC），攪拌一定時(shí)間后等待使用。通過(guò)圖形編程軟件的SFC段落可實(shí)現(xiàn)此功能。 （5）配料調(diào)節(jié) 本稱重配料系統(tǒng)中大量使用的是單回路PID控制，控制參數(shù)包括：比例度P，積分時(shí)間I，微分時(shí)間D，控制周期Ts。除此之外，還采用了串級(jí)回路。即當(dāng)需要一個(gè)控制器的輸出來(lái)改變另一個(gè)控制器的給定值時(shí)，這樣連接起來(lái)的兩個(gè)控制器就被稱做是串級(jí)的。兩個(gè)控制器都有各自的測(cè)量輸入，但只有主控制器具有自己獨(dú)立的給定值，副控制器的輸出信號(hào)送到被控制過(guò)程中。本配料系統(tǒng)中主要的串級(jí)回路有酯──液位通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)控制給漿泵轉(zhuǎn)速、反應(yīng)釜的內(nèi)溫調(diào)節(jié)及黏度與真空的串級(jí)控制。這些回路有些滯后性很大，因此在常規(guī)串級(jí)回路基礎(chǔ)上，又通過(guò)一些語(yǔ)言讓其實(shí)現(xiàn)串級(jí)控制。 4 與進(jìn)口DCS配料系統(tǒng)的比較 （1）配料系統(tǒng)控制 進(jìn)口配料采用的是美國(guó)Foxboro的UNIX集散配料系統(tǒng)，它不利于與廠內(nèi)局域網(wǎng)特別是Internet網(wǎng)連接，難以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享；國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)采用JX-300X控制配料系統(tǒng)，由于其使用的Windows 2000操作系統(tǒng)，故易于與廠內(nèi)局域網(wǎng)及Internet網(wǎng)連接，共享數(shù)據(jù)。 （2）操作界面 進(jìn)口配料系統(tǒng)為純英文界面，對(duì)操作人員藏文水平要求較高，而操作難度加大；國(guó)產(chǎn)控制系統(tǒng)為純中文界面，操作人員只需經(jīng)短期的培訓(xùn)即能掌握該界面的操作。 （3）操作性 進(jìn)口配料系統(tǒng)控制畫(huà)面操作步驟較為繁瑣，在點(diǎn)中所需控制畫(huà)面后，再點(diǎn)中下方方框輸入數(shù)據(jù)；而采用的國(guó)產(chǎn)控制在流程圖上可同時(shí)打開(kāi)5個(gè)控制畫(huà)面，并可直接在上面輸入所需數(shù)據(jù)，操作簡(jiǎn)便。 （4）回路控制 進(jìn)口配料系統(tǒng)的PID回路控制穩(wěn)定。國(guó)產(chǎn)控制配料系統(tǒng)PID回路在常規(guī)回路下也很穩(wěn)定，但在一些較為復(fù)雜的回路中，不如進(jìn)口控制配料系統(tǒng)，此點(diǎn)還需要在國(guó)產(chǎn)控制配料系統(tǒng)運(yùn)用過(guò)程中進(jìn)一步摸索、改進(jìn)。 | |
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