反应釜间歇式生产过程控制系统设计.doc

反应釜间歇式生产过程控制系统设计 经验交流 TechnicaICommunications 《自动化技术与应用》2009年第28卷第10期 反应釜间歇式生产过程控制系统设计 房修磊,毕效辉.产林平 (西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010) 摘要:介绍了不饱和聚酯树脂生产工艺流程,在对系统功能分析设计的基础上,以研华的ADAM5000数据采集模块为下位机和世纪 星为上位机,设计了聚酯树脂生产过程控制监控系统.详细阐述了该系统的硬件设计原理及选型配置,数据监控和采集软件的 组态功能.通过实际现场调试结果表明,该控制系统完全达到该制备过程的自动化要求. 关键词:聚酯树脂生产;ADAM5000;世纪星;控制监控系统 中图分类号:TP29文献标识码:B文章编号:1003—7241(2009ControlofthePolyesterResinProduction FANGXiu-lei,BIXiao-hui,CHANLin-ping (InstituteofInformationEngineering,SouthwestUniversityofTechnologyandScience,Mianyang621010China) Abstract:ThispaperintroducesasupervisorysystemofthePolyesterResinproduction—line.Thesystemisbasedonthedata acquisitionmoduleADAM5000andtheCenturyStarisusedastheIndustrialPC.Thehardwaredesignandthesoftware configurationofthesystemarealsooutlined. Keyword:polyesterresinproduction;ADAM5000;CenturyStar;controlandmonitorSystem 1引言 本课题以四川东材科技集团股份有限公司不饱和 聚酯树脂生产【】为背景,研制反应釜生产过程控制系统, 以保证得到高质的不饱和聚酯树脂产品,为国民经济的 发展做出贡献.聚合反应具有受影响的因素多,滞后 大,反应过程复杂难于准确控制的特点.该控制系统采 用模糊控制算法,世纪星人机界面,RS-485现场总线 等技术,解决聚酯树脂生产控制系统遇到的问题.试验 证明,该系统技术先进,运行可靠,控制精度高,功能强, 能适应各种型号树脂产品的生产,聚酯树脂生产质量有 明显提高,工人劳动强度大大降低,为企业带来了很大 的效益. 2生产工艺流程简介 聚酯树脂生产工艺流程如图1所示.该生产工艺复 杂,实现生产的有效控制相对较为复杂,生产工艺自动 化程度要求较高,需要采用当今先进的过程控制方式, 收稿日期:2009—04—10 形成对整个生产的工艺过程进行有效的控制和监测. 此设备主要由反应釜,分馏塔,立式冷却塔,卧式冷却 塔,空气压缩机,加热设备等组成.反应釜温度由加热 设备控制.启动加热设备,将循环油加热;由循环油管道 进入反应釜后沿其内壁盘绕多圈,将釜内的反应物料加 热.在加热设备停止工作后,反应釜自然冷却.生产过 程为:将原材料投入反应釜后,启动加热设备,提升釜 温.在加热过程中,循环油温度一般不能超过规定上限 (240℃),而加热设备为间歇运行方式.釜温提升速度与 当前釜温值,当前油温值,整个系统的热惯性,加热设 备的接电率有关.当釜温到达其工艺值,釜内析出馏 液.馏液中包含水蒸汽和大量有用材料,经分馏塔,立 冷,卧冷设备分馏冷却,有用材料返回反应釜内.为了 保证有用材料有效返回反应釜而使水分尽快蒸发,必须 控制立冷的液位和分馏塔内的温度.它们由立冷的进 水阀和出水阀经过调节冷却水流量进行控制.分馏塔 内的温度(简称馏温),与立冷中冷却水的液位和流量, 釜内温度及釜内材料的性质和生产时段有关.进水阀 Ⅸ自动化技术与应用》2009年第28卷第10期经验交流 TlechnicalCommunications 和出水阀都是气动调节阀,由控制柜输出的4～20mA电 流经电/气转换器后由相应的气压控制.气压则由空 气压缩机产生. 图1生产过程工艺图 在釜内析出馏液之初,化学反应异常剧烈,同时释放 出热量,根据工艺要求,此时停止加热约30min.以后按 工艺要求,控制加热设备和进水阀,出水阀,使釜温,馏 温,液位保持在规定值.经过一段时间后,提取产品样 本进行分析,当样本各种指标达到规定值后,生产结束. 3系统控制方法设计 3.1反应釜与分馏塔温度控制 反应釜是整个生产过程的最主要场所,对其控制效 果的好坏直接影响最终产品的质量.反应釜也是生产 过程里最复杂最难控制的部分