精細(xì)化工生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)研究與設(shè)計

李泉城(山東圣奧化學(xué)科技有限公司，山東 菏澤 274400)

精細(xì)化工生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)研究與設(shè)計

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當(dāng)前，隨著化工行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的化學(xué)生產(chǎn)模式由于產(chǎn)量小，且產(chǎn)品質(zhì)量較差，只能生產(chǎn)工藝簡單的產(chǎn)品，已經(jīng)難以滿足我國工業(yè)生產(chǎn)需求。而精細(xì)化工的發(fā)展逐漸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的生產(chǎn)模式。在精細(xì)化工生產(chǎn)中，不僅要有化工工藝的支持，還應(yīng)當(dāng)有先進(jìn)的控制系統(tǒng)對其進(jìn)行有效的支持。所以，在精細(xì)化工生產(chǎn)的過程中，應(yīng)當(dāng)將自動化控制系統(tǒng)加以有效的運(yùn)用，從而將化工生產(chǎn)的成本降低，提高工作效率?；诖耍恼戮途?xì)化工生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)研究與設(shè)計進(jìn)行分析。

精細(xì)化工；生產(chǎn)過程；控制系統(tǒng)；設(shè)計

1 精細(xì)化工工業(yè)概況

在精細(xì)化工技術(shù)中，它的保密性、比較強(qiáng)，技術(shù)密集程度也比較高，具有很強(qiáng)的市場競爭性。主要表現(xiàn)在：首先，和人類的生活之間有著密切的關(guān)系，并且已經(jīng)運(yùn)用到人們生活的每一個方面之中，對于改善人們的生活起到了非常重要的作用；其次，精細(xì)化工的產(chǎn)品更新周期比較短，應(yīng)當(dāng)以市場的需求為重要導(dǎo)向，從而對其及時的改進(jìn)；再次，在精細(xì)化工生產(chǎn)中，由于產(chǎn)品的調(diào)配比例和方式存在著差異，從而使得產(chǎn)品的性能也會有很大的區(qū)別；第四，占到下游產(chǎn)品的成本比例不高，但是對下游產(chǎn)品的性能與質(zhì)量造成的影響卻很大；第五，在產(chǎn)品中，其具有很高的附加值，一般情況下，產(chǎn)品的利潤率都保證在15%以上，有的高達(dá)30%～50%左右；最后，在產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，其規(guī)模大小是不一樣的，有很大的區(qū)別，大多數(shù)是采用的批量生產(chǎn)的方式。

2 工藝分析

在該文章中，所研究的精細(xì)化工生產(chǎn)線其重點(diǎn)為反應(yīng)釜，在各個領(lǐng)域中都會應(yīng)用到反應(yīng)釜。在該研究中，以某精細(xì)化工生產(chǎn)線為例進(jìn)行分析。在該生產(chǎn)線中，所包含的反應(yīng)釜一共有13個，按照生產(chǎn)工藝，將該生產(chǎn)線一共肥城三個部分，主要有反應(yīng)、配液、以及后處理。而且，在這三段工藝中，包含有三個反應(yīng)釜，在生產(chǎn)過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要提供配液，在反應(yīng)工業(yè)流程中，其工藝最為復(fù)雜，需要控制多方面的指標(biāo)。

圖1 精細(xì)化工生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的框架圖

3 系統(tǒng)設(shè)計

在該系統(tǒng)的設(shè)計當(dāng)中，是以全自動集成設(shè)計為重要思路，在系統(tǒng)核心中，S7-400H冗余系統(tǒng)，并將WinCC作為系統(tǒng)的操作監(jiān)控終端。

3.1 硬件設(shè)計

3.1.1 控制器

在系統(tǒng)設(shè)計中，控制器也被稱為過程控制單元，在過程控制層中處于重要處理單元的位置，也是集散控制系統(tǒng)的重要核心，在這一部分中，主要的構(gòu)成項目中功能模塊、信號模塊、CPU、接口模塊、通信模塊以及電源模塊等方面組成。

3.1.2 操作員站

操作員站的位置處于中控室，通過設(shè)計操作員站，能夠?qū)ιa(chǎn)現(xiàn)場中的各項操作設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，對相關(guān)工藝參數(shù)進(jìn)行修改。與此同時，在操作員站當(dāng)中，還具有歷史數(shù)據(jù)歸檔、生成實(shí)時曲線以及報警消息等重要的功能。在該項目中，由于精細(xì)化工的生產(chǎn)工藝復(fù)雜性比較高，所以就需要使得操作員站的環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)、可靠性更高。

3.1.3 觸摸屏

在車間現(xiàn)場中，可以設(shè)置觸摸屏，操作人員可以利用觸摸屏對生產(chǎn)現(xiàn)場中的設(shè)備進(jìn)行直接的監(jiān)控或者是操作。

3.1.4 以太網(wǎng)卡

在S7-400H系統(tǒng)與操作員站之間，采用的是以太網(wǎng)卡來作為重要的硬件設(shè)備。

3.1.5 安全柵

在DCS系統(tǒng)中，通過將標(biāo)準(zhǔn)電流信號進(jìn)行輸出，從而達(dá)到對調(diào)節(jié)閥門莒南縣控制的目的，并且在現(xiàn)場中，可以通過儀表所輸出的電流信號，對壓力、溫度等各方面的信息進(jìn)行傳遞，使這些信息可以傳達(dá)到DCS系統(tǒng)中。

3.2 軟件設(shè)計

在SIMATI工業(yè)軟件的設(shè)計中，STEP7是重要的一個部分，能夠用于對SIMATIC可編程序邏輯控制器進(jìn)行組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包。

3.3 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

在精細(xì)化工的生產(chǎn)古城中，通信方式采用的是S7-400H冗余配置，因此系統(tǒng)中的S7-400H與S7-300之間的通訊必須為容錯連接模式。

4 精細(xì)化生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

在自動控制技術(shù)的發(fā)展過程中，智能化是一個重要的發(fā)展趨勢，也代表著珍格格制造行業(yè)的發(fā)展趨勢。在智能化的發(fā)展過程中，所表現(xiàn)出來的特征為多用途、多功能。在精度的控制方面比較嚴(yán)格，而且在當(dāng)前的普通器件加工中，對精度的要求也是比較高的，所以，在實(shí)現(xiàn)智能化的過程中，也應(yīng)當(dāng)注重其高精度的標(biāo)準(zhǔn)。所謂的機(jī)械加工精度，就是指機(jī)械設(shè)備的零件在經(jīng)過加工之后，其實(shí)際的幾何參數(shù)與設(shè)計的幾何參數(shù)之間的差距。它們所產(chǎn)生的差異被稱為加工誤差，加工誤差是精度高低的一個直接的反映，誤差越小，精度越高；誤差越大，精度就越低。

5 結(jié)語

相比于傳統(tǒng)的化工生產(chǎn)模式而言，在精細(xì)化工生產(chǎn)模式中，其具有很大的優(yōu)勢，通過對化工生產(chǎn)實(shí)行精細(xì)化控制，能夠?qū)⑸a(chǎn)效率大大提高。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的需求，采用合理的設(shè)計方法，從而保證精細(xì)化工生產(chǎn)控制系統(tǒng)能夠更好的發(fā)揮作用。

[1]童潮鎮(zhèn).淺析精細(xì)化工生產(chǎn)過程安全系統(tǒng)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，05:179-180.

[2].過程控制系統(tǒng)PCS7在制藥和精細(xì)化工行業(yè)的應(yīng)用[J].機(jī)電國際市場，2002，08:15-17.