| DCS分布式配料系統應用方案 | 2020-08-18 |
| １引言 分布式配料系統（DCS）是利用計算機技術對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制的一種控制技術。隨著計算機技術的發展，分布式配料系統作為一種比較的控制技術，已經廣泛應用于電力、制冷、化工、機械制造、交通管理等多種工程領域。在分布式配料系統中，由于大量控制設備和過程監控裝置之間的通訊的需要，監控和數據采集系統越來越受到用戶的重視，從而導致組態軟件的大量使用。目前市場上組態軟件種類繁多，稂莠不齊，來進行腈綸2L實驗裝置上位機配料系統的軟件組態工作。利用自動化組態軟件和外圍控制采集電路來實現實驗裝置的數據采集、數據處理及實時監控。 ２技術要求 腈綸２Ｌ實驗裝置是進行聚丙烯腈合成的一套實驗裝置，聚合反應原料有強還原劑、強氧化劑、丙烯腈及強酸。實驗進行時各種原料分別置于防爆電子地磅上以監測原料的出料狀況，原料經計量泵送往聚合反應釜。聚合釜內攪拌器由釜頂電動機帶動。釜內有加熱棒進行加熱以達到實驗所要求的溫度，聚合物經釜頂部出料口自動排出。整個實驗中各容器中的原料稱重、反應釜溫度，攪拌機轉速、出料ＰＨ值及出料溫度都是直接影響實驗效果的重要數據，由于實驗原料中含有毒性教強的丙烯腈，使的實驗環境較為惡劣。所以必須盡量避免實驗人員到現場記錄數據。建立一套穩定可靠的實時配料系統意義很大。 要建立的計算機配料系統需要能夠檢測整個實驗裝置的運行進展情況，系統需要對實驗中的重要參數進行定時采集并實現對不符合實驗要求的狀態進行報警。整個實驗中需采集監測的重要信號參數包括： （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）攪拌機轉速，由FUJIVR-E1變頻器以0~10V模擬信號輸出； （３）聚合釜內溫及聚合物溫度，由２只Pt100鉑電阻的電阻信號轉換成0~10V的模擬信號輸出； （４）聚合物ＰＨ值，由Mellter-Toledo公司生產的PH計以4~20mA的模擬信號信號輸出。 ３配料系統的開發 3.1 稱量配料系統組態軟件簡介 組態王是運行在Windows98/NT/2000上，用戶可以快速構造生成上位機配料系統的組態軟件包，他方便地構造適應自己需要的數據采集系統，在任何需要的時候把現場的信息實時地傳送到控制室，保證信息在人與現場之間的暢通。使現場操作人員和工廠管理人員都可以看到各種數據。管理人員不需要深入生產現場，就可以獲得實時和歷史數據，優化控制現場作業，提高勞動生產效率。Kingview6.02為用戶提供了從設備驅動、數據采集到數據處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出等組態工作的操作平臺。它具有多任務、多線程功能，其系統框架采用VC++編程，提供豐富的設備驅動構件及豐富的圖庫元件，用戶也可以隨時根據自己的需求擴充系統的功能。 3.2配料系統開發過程 3.2.1制作圖形畫面 根據生產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聯的靜態或動態圖形對象。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構造數據庫 數據庫是稱重配料系統組態軟件的核心部分，在TOUCHVEW運行時，它含有全部數據變量的當前值。數據變量的集合稱為“數據詞典”。在數據詞典中定義了個數據變量的變量名和變量類型等，Kingview6.02還提供常用的數據函數和算術、邏輯運算模塊，運用C語言語法規則編寫了命令語言對數據變量進行運算處理，并生成相應的數據報表。 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據庫的數據變量之間建立了一種特定的對應關系，當變量的值改變時，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據變量的值。 3.2.4 運行和調試 在開發過程當中，可以不斷運用實時運行環境TOUHVEW，運行和調試在畫面制作系統中建立的動畫圖形畫面。 3.3計量配料系統功能實現 3.3.1數據采集及數據庫建立 通過設備驅動程序與外圍I/O數據采集硬件進行數據交換，以采集得到實驗中的8個重要參數，數據采樣周期為500ms，并將采集得到的數據定時存盤生成數據庫，存盤周期為60000ms。 3.3.2動態顯示 （1）主畫面。顯示腈綸2L實驗的整個工藝流程，并對8個主要相關參數的測量值實時顯示。其中攪拌機葉輪旋轉動畫可反應攪拌機的工作狀態，攪拌機開，葉輪旋轉，攪拌機關，葉輪靜止。 （2）數據顯示界面。實時顯示與系統相關的全部參數的測量值。 （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行監控，重量的變化情況用趨勢曲線圖顯示直觀方便。在設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據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，還可以任意設定時間段讓系統繪制出這段時間內的變量趨勢曲線。界面上還設計了幫助按鈕，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。并根據實驗要求可以任意設定報警上下限。 3.3.4報表系統 建立了數據報表系統，并設計了數據報表操作菜單，報表菜單可以查詢時間段、時間間隔及數據變量的數值。并且對報表設計了打印，排版，刷新功能。 4結束語 目前該稱重配料系統已經調試通過，整個自動配料系統滿足腈綸2L裝置的工藝要求。由Kingview6.02進行組態實現的上位機配料系統界面友好，運行穩定，便于操作。今后在工控方面上位機仍然可以選用配料系統軟件進行組態。 | |
