全手動(dòng)、無(wú)聯(lián)鎖這在一般的化工廠(chǎng)是不可想象且不可思議的,但國內大部分制藥廠(chǎng)特別是傳統型生產(chǎn)廠(chǎng)家卻都是如此。
----西門(mén)子"全集成自動(dòng)化"的過(guò)程控制系統PCS7系統在某維他命A藥廠(chǎng)的成功應用,使維生素B6藥廠(chǎng)及無(wú)錫檸檬酸廠(chǎng)欣然接受了"全集成自動(dòng)化"概念,并采用了新型過(guò)程控制系統---PCS7。
----我們除了向用戶(hù)提供整個(gè)系統所需的軟、硬件產(chǎn)品,還對整個(gè)工程提供相應的服務(wù),從系統編程和組態(tài)到控制柜的設計和制造,以及現場(chǎng)安裝指導,接線(xiàn)和調試等直至項目投產(chǎn)運行.
工藝簡(jiǎn)介
----由于維生素B6藥廠(chǎng)及檸檬酸廠(chǎng)規模較大,現僅以某廠(chǎng)的某一生產(chǎn)步驟為例。
----Step n的主要設備:加成反應釜、冷凝器、芳構反應釜、分餾塔。
控制策略
----在維生素B6藥廠(chǎng),為了實(shí)現高分散控制又集中監控的方案,整個(gè)工廠(chǎng)在中央控制室內放置了三臺操作員站,對全廠(chǎng)相關(guān)設備的運行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、數據采集、參數調整,在11個(gè)工段的11個(gè)就地控制柜內放置了11個(gè)相應的操作員站,實(shí)現本地監控和操作的控制方式。這種設計方案特別適合那些由全手動(dòng)、無(wú)聯(lián)鎖改造為全自動(dòng)、全聯(lián)鎖的工廠(chǎng)。既實(shí)現了全集成自動(dòng)化,又保留了本地監控和操作的傳統習慣,同時(shí)可降低對操作員的要求。而工廠(chǎng)的操作員可在保留傳統習慣的的同時(shí)快速掌握操作和控制方式。在檸檬酸廠(chǎng),根據設備的分布特色,配置了二臺主控制器,每臺控制器各帶一路Profibus_DP現場(chǎng)總線(xiàn),與所有連接現場(chǎng)設備的分布式I/O站及操作員面板直接連接并進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊。
----雖然檸檬酸廠(chǎng)采用集中控制、集中監視的控制方式,即在中央控制室內放置二臺操作員站,但在現場(chǎng)的8個(gè)工段仍設置了4個(gè)操作員面板,這樣即使主CPU故障或停機,這些操作員面板仍可自動(dòng)切入,對一些重要的監控畫(huà)面和控制回路進(jìn)行監控。分布式I/O站選用專(zhuān)用的有源背板總線(xiàn),可帶電熱插拔,實(shí)現在線(xiàn)增減設備及方便維護的功能。
----模塊工作狀態(tài)由模塊所帶的LED狀態(tài)顯示燈直接指示。采用了模擬量的閉環(huán)控制模板,此模板自身帶CPU,可起到后備的作用。即當帶CPU的主控制器出故障或停機時(shí),此閉環(huán)控制器會(huì )自動(dòng)切入而繼續工作,此模板具有自?xún)?yōu)化溫度控制算法,特別適合溫度控制回路。對一些重要的溫,壓,流,液的控制回路,采用這種模板,實(shí)現了縱向冗余的概念,大大降低了控制風(fēng)險。由于采用部分設備部分冗余的控制方式,一改以往整個(gè)工廠(chǎng)控制系統冗余的控制方式,使整個(gè)工廠(chǎng)的控制系統總投資大大降低。
----模擬量輸入信號大多為4~20mADC的二線(xiàn)制和四線(xiàn)
制信號,輸出為4~20mADC信號。數字量為干觸點(diǎn)或有源信號,部分數字量信號通過(guò)安全柵引入,部分脈沖信號也由數字量模板引入。數字量的輸出信號由帶狀態(tài)指示燈和外帶保護二極管的繼電器送至現場(chǎng)儀表。
通訊方式
----在維生素B6藥廠(chǎng),中央處理單元CPU集成了Profibus-DP 接口和工業(yè)以太網(wǎng)的接口,不僅可與操作管理層直接通訊還可同時(shí)與連接現場(chǎng)設備的分布式I/O站進(jìn)行直接實(shí)時(shí)通訊,其采用了高性能的系統總線(xiàn)---工業(yè)以太網(wǎng)和二個(gè)星形連接器使得工程師站和操作員站通過(guò)與控制器及現場(chǎng)控制單元進(jìn)行通訊,同一大樓不同機柜的操作員站與不同的星形連接器通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)相連,可做到站與站之間的后備,即相近的二臺操作員站,當一臺故障時(shí),在另一臺操作員站上可實(shí)現對此站的監控畫(huà)面進(jìn)行監控。
---- 而在檸檬酸廠(chǎng),系統總線(xiàn)采用Profibus_FMS的環(huán)形光纜管理網(wǎng)實(shí)現站與站之間的通訊。為使傳送速率保持在1.5Mbit/s左右,每300m加設一個(gè)網(wǎng)絡(luò )放大器(repeater)。環(huán)形網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現網(wǎng)絡(luò )冗余,無(wú)論網(wǎng)上的任意一點(diǎn)斷開(kāi)都不會(huì )影響網(wǎng)上任何設備的正常工作。由于檸檬酸廠(chǎng)設備按位差和工藝流程的順序布置的特點(diǎn),許多同一回路的相關(guān)設備分布在同一大樓的二個(gè)甚至六個(gè)不同的層面,控制對象直接就近引入,充分體現總線(xiàn)的優(yōu)勢。即:無(wú)論被總線(xiàn)上的任何一個(gè)分布式I/O站采集的對象都能通過(guò)通訊的方式實(shí)現閉環(huán)或聯(lián)鎖控制。
系統功能
----1.安全性
----從工廠(chǎng)安全要求的角度操作分為四個(gè)等級:
工廠(chǎng)級緊急停車(chē)
車(chē)間級緊急停車(chē)
單設備級停車(chē)
單設備報警
----2.自診斷能力
----3.組態(tài)功能
----4.報警功能
----5.記錄功能
----6.歷史數據的存儲和檢索
----7.顯示功能
結束語(yǔ)
----過(guò)程控制系統的前景是廣闊的,這一點(diǎn)已得到很多工廠(chǎng)的肯定。靈活方便的組態(tài),快速、準確、平穩、可靠的操作,必將成為實(shí)現工廠(chǎng)管控一體化的首選。應用多屏及多窗口技術(shù)特別適用于批量控制,應用在線(xiàn)工業(yè)電視可觀(guān)察現場(chǎng)維修人員的維修過(guò)程及觀(guān)察生產(chǎn)過(guò)程中的一些特殊對象。采用Profibus_PA的現場(chǎng)總線(xiàn),可得到更多的現場(chǎng)儀表信息,減少40%左右的硬件設備、電纜、安裝調試、工程費用等。