如何及时判断DCS系统DI卡件是否有故障处理及时率

同样的道理每个导轨上 不要插呔多的安全栅。

否则导轨出问题影响也太大。

供电模块一定要2个或者2个以上,千万不敢一个呵呵。 智能卡件指的是支持Hart的IO卡

智能隔离栅指的是支持HART传输的隔离式安全栅。

看过一些电路图我的理解是:

分组隔离是一组IO点共用IO卡内的DC电源和AD或DA转换器。

点点隔离是卡件內每个通道单独的DC电源而AD或DA转换器是卡件内共用的,在各通道间以切换的方式工作的这样点点隔离也是相对的,一般通道烧坏影响不箌转换器如果影响到了,那整块卡就报废了

每通道单独转换器指每个通道独立设置卡内DC电源和AD或DA转换器的IO卡。这样每通道独享转换器嘚卡件转换速度肯定快也更可靠。

点点隔离比分组隔离贵每个通道独享AD或DA转换器的卡件就更贵了,而且一个卡件点数也不会多有人告诉我,8点卡每点独享转换器是可能的16点卡就玄了。

有的厂家手册中明确表示更多厂家有意回避这件事,因此想搞明白他们的卡件到底是哪一种比如中控的明确表示:JX-300 AI卡中型号不带I的是分组隔离,带I的是点点隔离;ECS-100的所有模拟量卡是点点隔离的

1,现场仪表4-20mA信号经过安全柵进DCS卡件,这时候DCS卡件控制器为接受信号. 2,现场仪表开关量过安全栅后接24V继电器,然后继电器电源由DCS卡件控制! 这时候的现场仪表为开关量,例如电磁阀,计算机要翻转(开变为关,关变为开)这个电磁阀,就是将电磁阀24V电源翻转,首先翻转继电器的供电,继电器翻转,电磁阀供电改变,动作.

3,如果是压力開关,液位开关之类的开关量,这类仪表开的状态一组信号间阻抗为无限大或者是零,电源对系统供电,计算机卡件接收到的电压信号不同判断这個开关是什么状态,一般(有些设计不同,但是一般不带)情况并不带继电器!

DCS于仪表间的连接 用什么型号的电缆

现在的仪表大多采用RS485/422接口。

性阻抗為120Ω的双绞屏蔽电缆广泛用于RS485/422、CANBUS等总线该 系列电缆规格很多,请提供电缆的敷设环境、通信速率、最大无中继传输距离等参数我们将依照具体情况推荐最适当的产品。一般推荐如下:

普通双绞屏蔽型电缆 STP-120Ω(for RS485 & CAN) one pair 20 AWG 电缆外径7.7mm左右。适用于室内、管道及一般工业环境使用時,屏蔽层一端接地!

普通双绞屏蔽型电缆 STP-120Ω(for RS485 & CAN) one pair 18 AWG 电缆外径8.2mm左右。适用于室内、管道及一般工业环境使用时,屏蔽层一端接地!

铠装雙绞屏蔽型电缆 ASTP-120Ω(for RS485 & CAN) one pair 18 AWG 电缆外径12.3mm左右。可用于干扰严重、鼠害频繁以及有防雷、防爆要求的场所使用时,建议铠装层两端接地最内層屏蔽一端接地!

高压聚乙烯装置DCS改造总体方案

摘要:介绍了燕山高压聚乙烯装置DCS改造的总体方案,并针对该装置的工艺特殊性:超高压反应速度快,提出了方案设计中遇到的一些具体问题的解决办法。 关键词:DCS ESD 超高压 控制 反应速度

我公司高压低密度聚乙烯装置历经16年的运荇于1996年成功地进行了DCS改造,由于本装置的工艺较为特殊(超高压聚合反应速度快),因而改造时必须对其方案进行慎重、特别的考虑尤其是与其方案相关的一系列问题。

1 工艺简述及自控现状

高压低密度聚乙烯装置(HLDPE)系70年代引进于日本住友化学3条生产线,每条线的生产能力為60kt聚乙烯共计180kt。其主要过程为:从乙烯装置来的3.3MPa乙烯经一次压缩二次压缩后,升压至130~250MPa送至相互串联的超高压反应器A,B中进行聚合反应温度为160~270℃,两个反应釜均为750L总转化率最高可达24%。反应后的熔融状聚乙烯经高压分离器低压分离器分离,气体部分进行再循环底部聚乙烯送至挤压机,进行水下切粒脱水,干燥并经混合后,由空气输送系统送至料仓

除超高压应变仪,超高压气动调节阀電容料面计等一些特殊仪表采用其他公司的外,其自控仪表大部分采用的是日本北辰公司的本质安全防爆型电动仪表即ESL系列。一般回路均采用常规调节;连锁系统、造粒后的混合计量槽程序控制等主要由继电器形成;空气输送系统中的控制程序已于1986年由继电器改为由日本FUJI電机的PLC实现;特殊控制主要有反应器压力控制反应器温度控制,高、低压分离器液位控制以及压缩机负荷控制等

由于仪表的陈旧老化,故障处理及时率率逐年增加备品备件消耗量明显加大,同时更为重要的是装置的正常生产受到了严重影响。为此提出对仪表系统进荇全面改造

2 DCS改造总体方案

除连锁系统采用美国ICS的ESD,空气输送系统仍延用日本FUJI电机的PLC外所有回路的控制采用的是美国HONEYWELL的TDC-3000系统。原有的仪表盘取消(空气输送操作部分暂且保留)盘后架装表取消。仪表盘后改成中间端子柜现场信号电缆由此过渡到改造后新建的DCS机房。现场仪表除变送器、可燃气体报警器外基本不作变动可燃气体报警器选用日本理岩的SD703,其信号进DCS防爆方式仍延用改造前的本质安全防爆方式,DCS供电系统由新上的UPS解决新做了接地极以规范本安地,屏蔽地逻辑地。

2.1 调节显示系统实行DCS控制

DCS的硬件设置和软件组态充分考虑了工艺苼产上3条生产线相互独立这一重要特征(对防止误操作很有必要)在一条LCN网上给每条线各分配了两个操作站(随后,根据需要又各增加了1个)叧有两台则用于公用工程并混合计量程序操作。在UCN总线上为每条线分配了1个APM由于公用工程数据独立性不强,为节省投资而分布于3个APM中對每条线的3台US操作站来说,根据工艺的特殊性在操作使用上,一台专用于压力监控;一台专用于温度监控这两台一般要尽可能少的翻動画面。另一台则用于监控生产线中的其余数据点从APM内部卡件来看,模拟输出卡均为冗余配置模拟输入卡除用于低电平及少量的高电岼数据外,大部分也都实行冗余配置在应用软件实施上,一条线为一个独立的AREA硬件布置见图1。

图1 高压聚乙烯装置DCS硬件布置图

工艺生产仩的回路包括特殊回路均由这套系统实行显示、控制,其具体数据见

表1实际合同中,DCS硬件均在此基础上增加了20%备用量

表1 DCS显示及控制數据

根据工艺防爆要求,除特殊几个回路外所有回路均设有安全栅,以符合本质安全防爆要求;为给连锁系统提供接点数据现场模拟信号进入DCS中的FTA卡板时,并出一路送给报警设定器其具体数据流向见图2。

图2 DCS数据基本流向

2.2 连锁保护系统实行ESD控制

由于工艺生产是在超高压狀态下进行的且反应极快(连锁反应),因而与其相应的连锁系统必须相当可靠ESD的选用就是基于这样一种背景,整个连锁部分的硬件主要包括:美国ICS的

REGENT系统辅助操作台,声光信号报警器等除REGENT系统为3条线共用1套外,其余的辅助操作台声光报警器等均各为1套,且相互独立声光报警器均以全高层的方式置于操作站CRT上方。本REGENT系统电源CPU,I/O均为三重冗余同时配有CRT及打印机。当现场某一连锁条件具备时ESD根据邏辑关系,内部电路三取二表决产生输出,一方面去现场或去电气产生实际动作;另一方面去报警系统给操作员以声光提示

ESD的数字输叺来自报警设定器,现场开关以及室内转换开关、按钮等;输出去现场电磁阀变配电室,信号器其中前两项输出,中间均以继电器相隔离其具体数据见表2。

高压聚乙烯反应器中的物料反应速度很快偶发事故停车时,有时盘前报警灯同时闪亮由于ESD能够对事故顺序进荇毫秒级记录,极大地方便了偶发事故的原因分析

表2 REGENT系统输入输出数据表

数字输入点总计:474 点 数字输出点(DO) (DI) 来自报警设定器 来自现场开关 來自室内按钮开关 93 138 243 去室内信号器、灯 去现场电磁阀 去变配电室 总计:276 点 102 153 21 3 几个相关问题的考虑

在设计中,考虑高压聚乙烯装置DCS改造方案时特别地针对超高压,反应速度快这一固有特点采取了一系列具体措施

3.1 隔离栅用于DCS对现场端接地型热电偶信号的采集

本装置每条线各有两個反应器A,B相互串联每个反应器上有7个双支热电偶,其中6个参与调节(双支热电偶的一支用于调节;另一支则用于记录)这种参与调节的信号经DCS内的PID运算后,输出去控制催化剂泵从而控制着反应器内所需要的催化剂量。为适应反应器内物料的快速化学反应必须尽可能的克服、缩短其中的温度测量时间。出于这一点本装置反应器中的热电偶均为现场侧接地,即热电偶无套管而是直接与设备相连为保证進入DCS的信号准确、正常,我们在安全栅的选取上采用了隔离栅(P&F公司产品),通过变压器隔离这种方式免去了DCS不能正常采集现场接地型热電偶的温度信号。 3.2 快速变送反应器温度

进入DCS用于反应器温度调节的热电偶信号必须尽可能的快,要想将该热电偶信号送入TDC-3000的高电平输入鉲(接收4~20mA DC或1~5V DC)中间需经过温度变送部分,所以对这一信号除热电偶采用现场接地型以外中间过程各个环节的响应时间还需要尽可能的短。对此本方案在设计时,采用了安全栅与温变集成产品即P&F公司的温变型隔离安全栅,其响应时间≤200ms(10%~90%)型号为KFD2-UT/EX1.P。这种变送器还囿一个突出特点:自带微处理器温度范围以及热电偶种类等可随时通过编程器修改,使用起来较为方便由于DCS的高电平输入卡数据处理時间为250ms,所以从现场热电偶信号到DCS内调节模块的时间仅为≤450ms比DCS改造前的时间短。

3.3 实时记录反应器温度

如前所述反应器的双支热电偶信號一路去调节,一路去记录改造前,其记录仪是日本

  根据多年的开发维护实践峩认为,DCS系统的安全从不外乎两个方面:软件和硬件从软件上看,主要包括系统软件、组态及开发的应用软件由于现在常见的DCS系统如HONEYWELL、 YOKOGAWA、FOXBORO、ABB、FISHER_ROSMENT等公司在系统软件开发方面已经相当成熟,其对应的组态软件也提供了完善的检验功能唯一可能存在问题的是使用系统提供的開发语言或工具(如梯形图、CL语言、TCL语言等)编制的顺序程序、联锁程序或其他应用程序。这部分问题的解决只要在测试时进行严格检查一般鈈会存在问题在这里,我想着重对硬件可能存在的安全问题进行以下分析和探讨:   一般说来DCS系统的安全可以分三个方面(或阶段)来栲虑:   1设计方面安全   2集成方面安全   3维护方面安全   

  根据多年的开发维护实践,我认为DCS系统的安全从不外乎两个方面:软件和硬件。从软件上看主要包括系统软件、组态及开发的应用软件。由于现在常见的DCS系统如HONEYWELL、 YOKOGAWA、FOXBORO、ABB、FISHER_ROSMENT等公司在系统软件开发方面已經相当成熟其对应的组态软件也提供了完善的检验功能,唯一可能存在问题的是使用系统提供的开发语言或工具(如梯形图、CL语言、TCL语言等)编制的顺序程序、联锁程序或其他应用程序这部分问题的解决只要在测试时进行严格检查一般不会存在问题。在这里我想着重对硬件可能存在的安全问题进行以下分析和探讨:   一般说来,DCS系统的安全可以分三个方面(或阶段)来考虑:   1设计方面安全   2集成方面咹全   3维护方面安全   

1 设计安全:是指在设计部门和供应商进行系统初始配置时的硬件及环境设计考虑

  这是整个DCS系统安全的关键所在将直接影响到以下两个安全因素和未来DCS系统的正常运行。这其中包括:   ⑴ 环境设计:如DCS的操作室和

室的布局、地面样式或地板選择、墙壁类型、照明方式、地磁电磁干扰、隔断选择、隔音效果、空气

等这其中应该着重强调的是恒温及

设计。我们认为在保证DCS系統硬件环境温度在23±2℃的

上,可以尽量避免选择集

以节约资金并减少空调维护难度。保证通风能力的原因是在满足

空气洁净度要求的基礎上进行新鲜空气的补充避免操作

空气浑浊,影响操作维护人员安全比较典型的设计可以考虑

的配置方案。另外分体式空调的选择吔很关键,应选用进口或国产名牌产品并双机运行当然,在资金允许的情况下选择质量可靠的

也未尝不可。但必须注意两个问题:一昰空调出入风道的设计位置在考虑调节效果的基础上应避面正对机柜防止夏天冷凝水滴落到顶部开孔的机柜内部而带来设问题;二是由于機柜室有诸多热源,应考虑机柜室与操作室的供冷

的平衡问题   ⑵供电及电源设计:   UPS的选择:应根据DCS系统的要求选择合适功率的UPS,UPS备用电池备用间可以根据系统满负荷工作30分钟来考虑由于UPS的故障处理及时率不可避免,因此UPS类型应考虑能够在线更换,避免更换或維修UPS影响DCS系统的运行对于重要装置应考虑双机热备,但就现在的此类双机热备UPS其同步常出现问题而影响后备切换。因此UPS的选择应慎偅。   电源选择:包括220V交流分电盘和220V→24V(或12V、5V)电源对于控制系统应保证交直流转换电源冗余,冗余电源输出应通过肖特基二极管并接(除非源说明可以直接输出并接)并避免冗余电源由一个交流分电盘供电。一般说来此类电源的配置由DCS系统供货商提供,但此时应注意要避免多个交流电源紧密布置而带来的散热效率不佳的设计布局,同时向供货商要求提供的同类备用电源应不少于实际配置的20%(每种类型应臸少有1个备件)。另外24VDC电源选择应考虑带故障处理及时率报警输出功能,并通过DI卡件输入DCS进行实时检测报警;如果确实没有故障处理及时率輸出报警应考虑使用并接继电器的方式间接接入DCS完成。   ⑶通风及冷却设备选择:应保证整个系统所有设备的通风能力特别是交直鋶电源设备、控制设备和大功率二极管。机柜的前后门应视内部实际设备的散热情况确定是否增加风扇等

设备由于冷凝水问题,应尽量避免使用顶部直接排风方式(特别是DCS系统机柜)而且,机柜内部最好由提供温度检测报警   ⑷过滤设备:在保证发热设备

的基础上,应減少灰尘和腐蚀性气体进入机柜或设备因此,必须重视过滤网的使用   ⑸系统配线:应包括由DCS供货商提供的专用通讯、电源、信号電线电缆及接地线和由设计部门提供的供电(包括220V交流供电线缆和24V直流配电线)、信号和接地系统线缆:   系统配套通讯、供电、信号及接哋电线缆:应检查其连接质量。   220V 交流电线缆:主要是向各个子系统显示器、打印机等外设的供电。根据实际消耗功率确定供电线芯

一般应选择不小于2.5mm2的三芯硬铜线。在供电距离较近(如在机柜内部或相临机柜)可使用两条或三条单芯硬线。在供电距离较远时应考虑使用铠甲屏蔽电缆。为避免干扰其它信号所有交流电线缆应走槽盒或穿管(屏蔽绝缘电缆根据实际情况可灵活铺设),而且防护金属盒或管应可靠的接地。   24V直流电线:DCS系统的监控设备的外供电一般为系统内部提供的24V直流需要在集成安装时的24V供电一般为驱动继电器输入輸出、现场变送器等I/O设备或DCS系统的某些终端板的外供电。一般可选用不小于1mm2的普通电线或铜网屏蔽电缆即可当设备负荷电流较大时,截媔积可适当扩大至2.5mm2   I/O输入输出信号:普通信号线应以选择屏蔽电缆为佳,比如K系列或J系列专用计算机控制电缆在资金紧张时,可考慮使BVV或RVV系列非屏蔽电缆尽量避免使用电线;热偶电线或电缆的选择可根据资金情况确定。   地线:应根据系统要求配置   端头选择:交流配电、接地、多路设备24VD供电宜选用O型连接,以提高连接质量I/O接线及现场变送器单路供电,宜选用Y型或一型供电以方便拆接维护。另外端头的压接质量应保证。在不使用管状(如威德米勒)的时候应格外重视剥线长度及压线钳选择应与适合使用的端头,压接时应特別注意避免压到绝缘部分多余的裸线应剪除,以避免搭接其他金属

  ⑹组态配置:装置回路的I/O组态定义数量不应超过系统提供的同類型卡件最大I/O容量的 80%,依此来确定系统I/O卡件配置数量这将给未来的组态调整带来方便。另外为方便系统运行过程中I/O组态的增加的不便,可以考虑将部分备用通道分别组态为临时回路需要时可以随时使用。   ⑺子系统或配置:系统配置应尽量不大于系统允许最大配置嘚60%控制系统冗余设计应尽量使用卡件箱箱间冗余配置或机柜内冗余配置,机柜间的线缆尽量减少备用的卡件或设备数量应不少于20%(包括仩面提到的不易采购的电源,风扇等专用设备)   ⑻机柜的选择与布置:一般选择标准机柜800X800X2200,但应在考虑不同系统安全要求的前提下根据相临机柜走线的要求来确定是否选择相应侧板(应考虑减少侧板后的机柜宽度)。机柜布置应便于、维护状态指示或报警指示等应便于監视,机柜应避免阳光直射   ⑼ 操作台及辅助操作台布置:操作台面及台下挡板的踢脚线以下应考虑防护,避免杂物进入操作台内部布置应以美观大方为基础,尽量考虑方便操作人员操作特别是辅助操作台位置,应与相应操作岗位相临操作台应避免阳光直射和CRT反咣影响操作等问题,这些应与相结合   2 集成安全:DCS系统硬件集成和现场安装时的安全考虑。   这主要包括DCS系统的机柜、操作台及走線槽盒的安装通讯系统、供电系统、I/O信号系统及接地系统等的安装,其它辅助设备的安装   ⑴ 机柜安装:按照标准,机柜底板应使鼡绝缘材料和绝缘紧固在机柜底座以保证系统安全地的单独接地。但我们常规施工由于此种方法实现较困难一般没有绝缘隔离。因此对于要求有两个接地的DCS系统,其安全地实际上是在室内(机柜底座)和室外(安全地接地桩)两端接地;对于只要求有一个接地的DCS系统其安全地囷系统地实际上是在室内(机柜底座)和室外(安全地接地桩)均两端接地。由于在室内与室外间存在的一个电势差(可大可小)从而造成系统接地嘚不稳定性。对于只要求有一个接地的DCS系统DCS系统的信号基准实际上始终处于一个不稳定的状态。当然由于电势差可以忽略,根据实际實践一般不会对系统的安全造成威胁。但当系统存在无法解释的异常问题时应着重考虑接地问题。   ⑵操作台安装:操作台一般可鉯不作安装固定但操作台之间应通过连接件连接。   ⑶ 槽盒安装:槽盒的使用主要保证线缆屏蔽隔离以避免造成信号干扰因此,一般要铺设信号(包括通讯线缆的24V以下直流信号或供电)和供电(220V交流) 两种槽盒对于220V交流供电有时也可以考虑使用镀锌管架空安装,但这时应一萣保证电线在通过弯头或三通避免损伤电线绝缘外皮但对于大规模的装置,由于I/O电缆太多槽盒铺设可能会画蛇添足影响电缆铺设。所鉯具体是否或如何铺设走线槽盒,应根据实际装置规模和机房设计情况灵活掌握不可一概而论。   ⑷ 通讯网络系统:系统的通讯网絡电缆都由供货商提供在安装时应注意网络电缆的走线位置和走线方向,为避免外界触碰应沿机柜拐角走线避免与供电线(特别是 220V交流無屏蔽线)平行走线,尽量在机柜内部布线;冗余网络的A、B缆应分别布置并相隔一定距离;对于网络接头有特殊力矩要求的应按照要求施工;网络屏蔽线必须连接正确有条件的话,应对网络全程进行屏蔽最起码也要使用塑料管进行防鼠保护。   ⑸供电系统:包括220V交流供电线缆囷24V直流配电线应使用槽盒或单独穿管走线,避免与信号线平行布线(特别是220V交流供电线)连接线鼻子应使用O型,压线应保证质量线芯毛刺应剪除以避免短路。   ⑹I/O信号:信号线的屏蔽应接地以避免干扰但必须只有一端接地。   ⑺地线:线鼻子应选用O型对于在安全柵上进行4-20mA→1-5V转换的系统,安全栅的信号接地应特别关注因为,信号参考地的俘空有可能导致整个相关系统信号的失效   ⑻其它设备:包括辅助操作台、ESD等。   3.维护安全:日常维护及检修时的安全考虑:   这主要包括日常维护检查、备品备件的储备、故障处理及时率发生后的及时处理:   ⑴日常维护:为保证DCS正常运行前提是系统有一个合乎要求的运行环境,这主要体现在机房内的环境温度范围囷空气清洁程度DCS系统的最佳工作温度应保持在23±2℃范围内。空气洁净可以避免产生通风不畅带来散热设备特别是大容量电源和CPU卡件等設备表面温度超高而造成系统断电或宕机。为此日常点检应重点检查空调设备、电源设备及风扇(包括电源内部风扇)的运行状况,定时清掃过滤网设备通过眼看(看状态指示是否正常)、耳听(听电源和风扇运行有无异常声音)、手模(触摸电源表面确认温度是否异常),提前发现设備可能存在的故障处理及时率隐患并及时采取措施避免事故的发生。   ⑵系统组态修改:在系统运行过程中尽量避免组态修改。由於某些原因必须进行系统组态修改并下装后应及时进行系统备份,以避免在硬盘故障处理及时率不能恢复时出现的控制器实时数据库与笁程师站备份数据库不匹配问题从而带来数据库拒绝修改的严重后果,这时就只能通过离线下载解决了   ⑶备品备件的储备:根据楿同DCS系统的维护经验和常规情况,应该在系统定货时订购合适的备品备件种类和数量但是,由于实际过程中系统故障处理及时率类型發生的不确定性有可能带来备件储备的不平衡问题。因此在DCS 系统维护过程期间根据实际的备品备件消耗情况随时充实备品备件的储备非瑺必要。但一般说来各类型的电源设备、专用风扇和后备电池、控制器CPU卡、 I/OLINK卡、外设卡、I/O卡特别是控制卡、操作站CPU卡、专用显示器等应必须保证至少不少于一个备件。应特别关注的是专用系统硬盘应该保证有系统启动硬盘备份,避免由于系统启动硬盘损害不能技术恢复洏带来整个系统的瘫痪   ⑷故障处理及时率的及时处理:这牵扯到日常点检的周期和时间问题。由于现在多数执行的是每个正常工作ㄖ一次点检的要求这就存在法定休息日的24小时和48小时内的点检维护死区。因此死区时间系统的安全监护必须通过操作人员的协助完成。象系统主要设备和卡件可以通过系统报警状态进行监视对于空调设备的运行状况,可以通过温度计有操作人员间接完成监视;而对于电源、风扇设备将无法完成监视因此,维护人员可以尝试将某些配备外接触点报警的设备通过数字I/O的形式引如DCS系统建立单独的监视画面甴操作人员进行监视。   在维护人员发现或接到系统故障处理及时率信息后应及时进行处理。对于可能影响整个系统安全的故障处理忣时率处理应有两人以上协商处理避免发生人为失误。同时防静电手镯等类似器械的使用是必须的,以防止损坏带集成电路设备   可以这样说,只要在以上三个环节重视并处理好DCS系统的安全问题避免人为造成的设备隐患,再加之DCS系统本身的高可靠性DCS系统的安全必将有更可靠的保证,DCS系统的应用发展前景将一片光明

随着显示技术、控制技术、通信技术及网络技术等技术的发展DCS实现了生产过程的集中监控和集中管理,并向着信息化和集成化的方向继续发展提高了工业生产效率和控制精度,降低了运行、维护成本在此基础上,化工生产过程逐步达到了智能化、复杂化、自动化和规模化的程度己二酸(简称ADA)是一种非常重要的有机二元酸,广泛应用于化工生产、有机合成工业、医药及润滑剂制造等方面其生产工艺复杂,设备规模巨大现场人工操莋危险性高。安全、稳定、有效地生产ADA以满足日益增长的需求,成为当务之急DCS凭借自身的高可靠性、科学性的设计,可实现对生产过程中物料的流量、液位、压力、温度及密度等工艺参数的精准控制笔者设计了基于HOLLiAs MACS6 DCS系统的生产ADA的整体方案,通过常规控制、过程连续测量和操作控制管理保证生产装置的安全有效运行[1]

1 ADA生产工艺流程

生产ADA的方法主要有KA油硝酸氧化法工艺、KA油空气氧化法工艺及环己烷一步氧化法工艺等[2]笔者以环己醇和环己酮的混合物经硝酸氧化生成己二酸为例进行工艺流程(图1)说明。

氧化工序由回收硝酸和新鲜硝酸混合淛备氧化硝酸,依次流经6台串联的氧化反应器氧化反应所用的催化剂(铜、五氧化二钒)用新鲜硝酸溶解,并与回收的催化剂溶液一起经硝酸浓缩后随氧化硝酸进入反应器。在微负压下把环己醇和环己酮氧化为ADA

亚硝气回收。在氧化工序中产生的氧化氮气体混合物由压缩機压缩后,在负压条件下入吸收塔中回收生成硝酸重新回到氧化工序。

粗ADA结晶此过程放出结晶热和显热,这些热量通过表面冷凝器和混合冷凝器移出反应产物经结晶后成为含己二酸晶体的浆料,浆料的一部分再循环返回到第1隔室以便提供晶核促进液体的结晶

粗ADA的增濃、离心。由结晶器出来的己二酸晶体浆料在旋转增浓器增浓母液酸由上部排出,结晶沉降在下部增浓的淤浆进入离心机,在离心机內己二酸晶体被离心分离、洗涤并精制从旋转增浓过滤器流出的母液酸送到硝酸浓缩工段。离心机的母液水与从旋转增浓器流出的母液酸一起送到硝酸浓缩工段

3.1 以供给侧改革为导向,优化资源配置 随着越来越多的社会企业积极参与特色小镇的建设从顶层设计、金融支歭、开发建设和运营管理等多个方面暴露出了当前我国特色小镇建设地产化、文化流失、布局不合理等诸多问题[10]。针对这些问题在以供給侧结构性改革为导向下优化资源配置就显得尤为重要。

粗ADA的活性炭脱色利用工艺水分批制备的5%活性炭悬浮液与己二酸溶液充分混合,脫除有机杂质并加热到某一温度此混合物通过过滤器,使滤液的透明度达到工艺要求

精ADA的结晶。在分成12个隔室的真空结晶器中完成精巳二酸的结晶每一隔室的真空度各异,此真空用真空泵和蒸汽喷射器产生冷凝放出的热量经表面冷凝器和混合冷凝器移出,混合冷凝器采用循环水喷淋移热

精ADA的增浓、离心。离开结晶器的淤浆送到增浓器增浓器分为3组,每组有两个滤拍每一组滤拍交替进行抽出和反洗操作。已增浓的浆料进入离心机甩干后含水约8%的物料通过一个管喷射进入到干燥器。

粗ADA的溶解来自离心机的粗己二酸结晶物料用沝进行溶解并加热至某一温度,以泵为动力形成闭路循环使溶液溶解均匀。

精ADA干燥空气干燥器在引风机产生的负压下操作。空气经固萣过滤器过滤,经加热器进入干燥器底部待产品在分离器内分离后,将已分离的己二酸进料到干燥器内干燥

依据工艺生产的要求,确定苼产控制目标按照控制目标统计相应仪表监测点的类型、数量及I/O编号等数据,编制相应仪表点清单确定系统规模大小,并对控制系统硬件进行相应设计[4]部分清单见表1。

2 ADA生产控制系统设计

HOLLiAS MACS6 DCS系统通过工业通信网络将分布在工业现场附近的工程师站、操作员站、历史站及現场控制站等上位监控系统连接起来,以完成对现场生产设备的分散控制与集中管理笔者所设计的ADA生产控制系统以HOLLiAS MACS6 DCS系统为开发平台,其結构包含监控中心、I/O现场主控制站和分布式I/O站3个部分其结构如图2所示。

为确保系统安全可靠主控制器模块采用主从双处理器,协同处悝控制站的任务[3]选用控制器模块K-CU01,分为A、B机互为冗余,配套底座K-CUT01为实现I/O单元与控制器模块之间的通信,改变网络的拓扑结构通信模块选用两块K-BUS02,采用双冗余通信IO-BUS总线、双冗余供电工作方式

分布式I/O站是就地仪表、传感器、执行电机、变频器、开关阀及调节阀等与I/O模塊构成的现场级控制网络,用于现场实时参数采集、频率设定和阀门控制I/O卡件采集到现场仪器仪表的模拟信号AI和状态信号DI,通过C/S 网络传送到上位机监控画面显示同时操作人员通过远程方式发出的信号经I/O卡件输出DO、AO控制现场设备。

图2 ADA生产控制系统结构框图

温度能够影响PLC的性能根据研究表明,0~55℃之间是PLC适应温度的正常范围,对此在安装过程中,要有更高的合格标准将适应的温度控制在合理的范围鉯内。在安装时温度不能太高,如果没有选择的余地就要在周围布置严密的散热装置;温度不能太低,将安装周围安置保温装置确保PLC能够在适应,在一定的温度范围内展开工作只要找准安装适应的温度,就能够使其正常的工作不然将会遭受不可预计的损失。

监控Φ心包含系统网系统网属于工业高速以太网,支持TCP/IP 协议冗余网段分为SNETA、SNETB,分别对应128网段、129网段系统网支持P-TO-P、C/S、P-TO-P和C/S的混合3种结构。它連接工程师站、操作员站、历史站和现场控制站负责站之间的数据传递。

3 ADA生产控制系统硬件设计

参照丁溴东莨菪碱注射液说明书与国家藥物警戒快讯2017年第4期“英国关于丁溴东莨菪碱注射液的用药建议”将以下因素列为高风险因素:心动过速、基础性心脏病(心力衰竭、冠心病、高血压)、前列腺肥大与增生、未治疗的闭角型青光眼、胃肠道机械性狭窄、巨结肠、重症肌无力、儿童(小于14岁)、孕期。主偠危险因素例数见图2总计1639例(占44.36%),其中基础性心脏病患者例数最多(1339例)占81.7%;前列腺肥大与增生患者267例,占16.29%;心动过速患者26例占1.59%;儿童4例,占0.24%;孕期3例占0.18%;其余危险因素未发现。

I/O现场主控制站是I/O卡件通过复合电缆与控制站连接构成的控制网控制网支持星型、总線拓扑型网络结构和Profibus-DP现场总线协议。它连接现场控制站中主控与I/O模块负责主控制器与I/O模块之间的数据传递。

表1 输入模拟量清单(部分)

在整個清单的统计中数字量输入信号点数为46主要显示现场电机泵、开关阀的状态。此类信号选用非冗余16通道的I/O模块K-DI01 配套底座K-DIT01。依据清单需求各需4块,冗余18个点备用冗余率为28.1%。

最后必须要定期的对学生进行阶段性考核,准确有效地了解学生的学习进展情况然后依照学苼的学习进展对教学目标不断的进行调整,以此来保证教学目标的适用性进而保证高中化学分层教学模式能够有效地发挥出应有的作用。

清单中数字量输出信号点数共有119个主要控制设备的启停、开关阀的开关。选用非冗余16通道的I/O模块K-DO01配套底座K-DOT01,端子板K-DOR01使用DB37电缆连接K-DOT01囷K-DOR01。共需要I/O模块、配套底座、DB37电缆和端子板各40个冗余41个点备用,冗余率为25.6%

rRNA或耐药性基因片段进行杂交,并于荧光显微镜或共焦显微镜丅对荧光标记细菌进行观察FISH可对离体的或假体表面的细菌提供良好的空间分辨率,使细菌生物膜的物理结构可视化[24]虽然目前还缺乏直接将FISH与细菌培养技术诊断PJI病原菌的对比研究,但FISH已经在血液样本的研究中显示出至少不低于细菌培养技术的敏感性和特异性此外,即使细菌被包裹在生物膜内FISH技术仍可以确定PJI培养阴性的细菌种类[25]

清单中模拟量输入点数共有314个(4 ~20mA模拟电流信号),包括压力、液位、溫度和流量信号为减少因信号采集过度集中而造成的I/O模块损坏,模块回路端口不应大于8路选用普通型八通道的I/O模块K-AI01,配套底座K-AT01采用49塊K-AI01卡件,冗余14点作为备用冗余率为20.6%。在设计中参与联锁的AI点冗余率为100%这里不作详细阐述。

清单中模拟量输出点数共有133个(4 ~20mA模拟电流信號)主要控制变频器的频率、调节阀的开度。该类型信号选用增强防护型八通道的I/O模块K-AO01配套底座K-AT02,端子板FM1381通过DB37电缆连接底座与端子板。可采用各34块相应的卡件冗余率为100%。

3.2 主控制模块和通信模块的设计

随着国家中长期铁路网规划中四纵四横铁路快速客运通道逐步建设完荿客运专线已成为主要城市之间的重要运输通道。同时随着经济和城市建设的发展各地主要城市均在大规模修建地铁,不可避免铁路愙运专线与城轨交通交叉的工程实例渐多

3.3 电源模块与配电板的设计

在每个控制机柜中需要配置电源模块和电源配电板。K-PW01是交流电源配电板UPS电源和220V(AC)外供电电源经此,与SM910和 SM913交直流电源转换模块相连接分别输出24V、5A和24V、10A的直流电,通过直流电源配电板K-PW11为K系列硬件提供系统电源、现场电源K-PW21是查询电源配电板,为I/O模块提供系统查询(辅助)电源由于共设置了两个控制站,需SM910和

3.4 工程师站/操作员站配置

ADA工艺分为氧化、精制、回收和干燥4个工段结合整个控制系统的设计,本系统配置5台监控计算机(1台工程师、1台历史站兼操作员站和3台操作员站)

单机柜中朂多可安装6列DIN35导轨,每列导轨上最多可安装10个I/O模块K-BUS 支持级联扩展,一对控制器最多带100个I/O单元控制网采用星型结构,主机柜最多可安装60個I/O卡件扩展机柜最多可安装40个I/O卡件,机柜中卡件布局与扩展如图3所示

图3 卡件布局与实现IO-BUS总线的柜间级联

根据以上的设计,所需各类AI、AO、DI、DO仪表信号共计612点相应的卡件共131套(I/O模块与配套底座是一套,占用一个空间位置)整体考虑,DCS的机柜和卡件箱应留有20%以上的备用安装空間(即空槽率)所以两个控制站、4台机柜(主机柜、扩展柜各两台)能够满足设计要求。

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4 ADA生产控制系统软件设计

控制站I/O组态与物理上的现场控制站具有逻辑上的对应关系即软件的控制站组态信息(主控型号、模块型号、I/O点信息和地址)与硬件现场控制站是一一对应的。

MACS6系统软件包括工程总控、操作员在线、历史服务器软件和控制站主控制器系统软件在工程总控中创建工程,启动控制器算法软件AutoThink进行控制站组态,编写控制算法文件下装到主控制器中进行算法运算。AutoThink的程序组织单元POU采用FDB、LD、CFC和ST语言由CFC块实现PID组态控淛。

增减测点、模块、操作员站以及数据库的导入和修改等需要启动历史服务器软件下装历史站,满足各服务需要的离线组态文件操莋站组态是在工程总控的工艺流程图中完成的,编写图形、报表文件下装到操作员站在线进行监视和控制流程图监控总界面如图4所示。

基于HOLLiAS MACS6 DCS 的ADA生产控制系统在中国平煤神马集团尼龙科技有限公司成功应用提高了化工生产的自动化和智能化水平,提高了安全性能、生产效率和产品质量降低了员工操作的难度和繁琐程度。为企业进行大规模生产提供了可靠的保障增强了企业的市场竞争力。同时该生产控制系统所采用的硬件设计和组态软件技术都比较成熟,可广泛推广应用

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[2] 潘强,盛琳曹莉,等.己二酸生产工艺比较[J].河南化工2004,(5):10~11.

[3] 刘然高德欣,曹梦龙,等.基于DCS 的聚氯乙烯引发剂生产控制系统设计[J].化工自动化及仪表2015,43(6):573~578.

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综上所述随着我国社会经济的不断发展,高职院校要做好调整工作同时還要从创新管理运行机制上入手,满足高职院校的发展需求只有遵循相关的发展原则,才能实现人才培养的目标才能完善管理制度,實现长远的发展目标所以在实际中就要做好各个环节的完善工作,提高工作的质量与效果

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