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| DCS分布式配料系統(tǒng)應(yīng)用方案 | 2020-08-18 |
| １引言 分布式配料系統(tǒng)（DCS）是利用計算機(jī)技術(shù)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種控制技術(shù)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，分布式配料系統(tǒng)作為一種比較的控制技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電力、制冷、化工、機(jī)械制造、交通管理等多種工程領(lǐng)域。在分布式配料系統(tǒng)中，由于大量控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來越受到用戶的重視，從而導(dǎo)致組態(tài)軟件的大量使用。目前市場上組態(tài)軟件種類繁多，稂莠不齊，來進(jìn)行腈綸2L實驗裝置上位機(jī)配料系統(tǒng)的軟件組態(tài)工作。利用自動化組態(tài)軟件和外圍控制采集電路來實現(xiàn)實驗裝置的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及實時監(jiān)控。 ２技術(shù)要求 腈綸２Ｌ實驗裝置是進(jìn)行聚丙烯腈合成的一套實驗裝置，聚合反應(yīng)原料有強(qiáng)還原劑、強(qiáng)氧化劑、丙烯腈及強(qiáng)酸。實驗進(jìn)行時各種原料分別置于防爆電子地磅上以監(jiān)測原料的出料狀況，原料經(jīng)計量泵送往聚合反應(yīng)釜。聚合釜內(nèi)攪拌器由釜頂電動機(jī)帶動。釜內(nèi)有加熱棒進(jìn)行加熱以達(dá)到實驗所要求的溫度，聚合物經(jīng)釜頂部出料口自動排出。整個實驗中各容器中的原料稱重、反應(yīng)釜溫度，攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速、出料ＰＨ值及出料溫度都是直接影響實驗效果的重要數(shù)據(jù)，由于實驗原料中含有毒性教強(qiáng)的丙烯腈，使的實驗環(huán)境較為惡劣。所以必須盡量避免實驗人員到現(xiàn)場記錄數(shù)據(jù)。建立一套穩(wěn)定可靠的實時配料系統(tǒng)意義很大。 要建立的計算機(jī)配料系統(tǒng)需要能夠檢測整個實驗裝置的運行進(jìn)展情況，系統(tǒng)需要對實驗中的重要參數(shù)進(jìn)行定時采集并實現(xiàn)對不符合實驗要求的狀態(tài)進(jìn)行報警。整個實驗中需采集監(jiān)測的重要信號參數(shù)包括： （１）四只容器中原料的重量，由四只DY0K防爆電子地磅以0~500mv模擬信號輸出； （２）攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速，由FUJIVR-E1變頻器以0~10V模擬信號輸出； （３）聚合釜內(nèi)溫及聚合物溫度，由２只Pt100鉑電阻的電阻信號轉(zhuǎn)換成0~10V的模擬信號輸出； （４）聚合物ＰＨ值，由Mellter-Toledo公司生產(chǎn)的PH計以4~20mA的模擬信號信號輸出。 ３配料系統(tǒng)的開發(fā) 3.1 稱量配料系統(tǒng)組態(tài)軟件簡介 組態(tài)王是運行在Windows98/NT/2000上，用戶可以快速構(gòu)造生成上位機(jī)配料系統(tǒng)的組態(tài)軟件包，他方便地構(gòu)造適應(yīng)自己需要的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在任何需要的時候把現(xiàn)場的信息實時地傳送到控制室，保證信息在人與現(xiàn)場之間的暢通。使現(xiàn)場操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數(shù)據(jù)。管理人員不需要深入生產(chǎn)現(xiàn)場，就可以獲得實時和歷史數(shù)據(jù)，優(yōu)化控制現(xiàn)場作業(yè)，提高勞動生產(chǎn)效率。Kingview6.02為用戶提供了從設(shè)備驅(qū)動、數(shù)據(jù)采集到數(shù)據(jù)處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出等組態(tài)工作的操作平臺。它具有多任務(wù)、多線程功能，其系統(tǒng)框架采用VC++編程，提供豐富的設(shè)備驅(qū)動構(gòu)件及豐富的圖庫元件，用戶也可以隨時根據(jù)自己的需求擴(kuò)充系統(tǒng)的功能。 3.2配料系統(tǒng)開發(fā)過程 3.2.1制作圖形畫面 根據(jù)生產(chǎn)操作求建立了自己需要的畫面，在每個畫面上生成了互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動態(tài)圖形對象。畫面包括了具備一定功能的按鈕及菜單、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線、報警顯示等。 3.2.2構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫是稱重配料系統(tǒng)組態(tài)軟件的核心部分，在TOUCHVEW運行時，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當(dāng)前值。數(shù)據(jù)變量的集合稱為“數(shù)據(jù)詞典”。在數(shù)據(jù)詞典中定義了個數(shù)據(jù)變量的變量名和變量類型等，Kingview6.02還提供常用的數(shù)據(jù)函數(shù)和算術(shù)、邏輯運算模塊，運用C語言語法規(guī)則編寫了命令語言對數(shù)據(jù)變量進(jìn)行運算處理，并生成相應(yīng)的數(shù)據(jù)報表。 3.2.3 定義動畫連接 建立動畫連接使的在畫面上的圖形對象與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)變量之間建立了一種特定的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表示出來；也可以通過圖形對象改變數(shù)據(jù)變量的值。 3.2.4 運行和調(diào)試 在開發(fā)過程當(dāng)中，可以不斷運用實時運行環(huán)境TOUHVEW，運行和調(diào)試在畫面制作系統(tǒng)中建立的動畫圖形畫面。 3.3計量配料系統(tǒng)功能實現(xiàn) 3.3.1數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)庫建立 通過設(shè)備驅(qū)動程序與外圍I/O數(shù)據(jù)采集硬件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，以采集得到實驗中的8個重要參數(shù)，數(shù)據(jù)采樣周期為500ms，并將采集得到的數(shù)據(jù)定時存盤生成數(shù)據(jù)庫，存盤周期為60000ms。 3.3.2動態(tài)顯示 （1）主畫面。顯示腈綸2L實驗的整個工藝流程，并對8個主要相關(guān)參數(shù)的測量值實時顯示。其中攪拌機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)動畫可反應(yīng)攪拌機(jī)的工作狀態(tài)，攪拌機(jī)開，葉輪旋轉(zhuǎn)，攪拌機(jī)關(guān)，葉輪靜止。 （2）數(shù)據(jù)顯示界面。實時顯示與系統(tǒng)相關(guān)的全部參數(shù)的測量值。 （3）實時趨勢曲線：在腈綸2L實驗過程中，通過四只容器中重量的變化情況可以對各原料的流量進(jìn)行監(jiān)控，重量的變化情況用趨勢曲線圖顯示直觀方便。在設(shè)計過程中不僅繪制了四只容器中原料重量的實時曲線曲線，也繪制了其他變量的實時曲線。 （4）歷史趨勢曲線：歷史趨勢曲線中繪制了數(shù)據(jù)變量的歷史變化情況，實驗人員可以通過界面上的各種查詢操作按鈕，得到每次實驗變量的趨勢曲線，還可以任意設(shè)定時間段讓系統(tǒng)繪制出這段時間內(nèi)的變量趨勢曲線。界面上還設(shè)計了幫助按鈕，操作人員在查詢操作過程中可通過幫助文件獲得查詢操作幫助。 3.3.3報警功能 腈綸2L實驗主要是對酸性腈綸的工藝研究，實驗中對聚合溫度和聚合物的PH值要求較為苛刻，所以對聚合釜溫度和聚合物PH值具備報警功能。并根據(jù)實驗要求可以任意設(shè)定報警上下限。 3.3.4報表系統(tǒng) 建立了數(shù)據(jù)報表系統(tǒng)，并設(shè)計了數(shù)據(jù)報表操作菜單，報表菜單可以查詢時間段、時間間隔及數(shù)據(jù)變量的數(shù)值。并且對報表設(shè)計了打印，排版，刷新功能。 4結(jié)束語 目前該稱重配料系統(tǒng)已經(jīng)調(diào)試通過，整個自動配料系統(tǒng)滿足腈綸2L裝置的工藝要求。由Kingview6.02進(jìn)行組態(tài)實現(xiàn)的上位機(jī)配料系統(tǒng)界面友好，運行穩(wěn)定，便于操作。今后在工控方面上位機(jī)仍然可以選用配料系統(tǒng)軟件進(jìn)行組態(tài)。 | |
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