您好, 访客   登录/注册

DCS控制系统在PA6锦纶6切片化工行业中的应用

来源:用户上传      作者: 陈宏升

  摘要:本文详细阐述了PA6锦纶6切片切粒系统、智能协调控制的达成办法。此系统把智能协调的控制技术与常规PID技术相结合,很好地解决了PA6锦纶6切片切粒系统的协调与同步困难的操控问题,现实生产说明,此方式控制效果非常好,为大规模PA6锦纶切粒系统的操控,给予了一种新的思路与方式。
  关键词:PA6锦纶切粒 DOC智能协调控制 PID控制
  
  引言:PA6锦纶6切片的生产线,是西门子PCS7系列、组态为wincc控制系统(DCS),对整体锦纶生产过程展开自动监控。开车初始,我们于DCS上单纯采取PID控制展开调试切粒系统,可是常常出现齿轮泵和切粒机启动与运作不同步、产品品种与产量变化、操作型式切换、稳态控制转变率太大等状况,这些都极易诱发产品质量变坏与堵料及停车等。我们针对PA6锦纶6切片切粒系统的现实状况,进行了多次试验,最后,采取了智能协调控制和PID相结合的形式,研发了智能协调的控制器,彻底解决了转速配合的不同步及不协调的问题,大大提升了PA6锦纶切粒系统整体的抗干扰能力[1]。
  一、切粒系统的特点
  PA6锦纶生产线的、切粒系统为由切粒机、三通阀及齿轮泵辅助系统构成,在聚合釜底部的、高温聚合物熔体、通过齿轮泵不断排放,熔体经过三通阀转入切粒机,切粒机把穿过的熔体当即切成粒状。切片与水的混合物展开输送循环离析,切片被输送到连续萃取工段,输送液体回流到切粒水系统内。PA6锦纶切粒的系统特征:切粒环境,存有压力高、温度高、易凝固、粘度高等因素;锦纶切片有产量大及产品型号多;要求锦纶切粒机的切刀转速快、启动的时间要求极其短;切粒系统全部的控制精度要求非常高、响应的速度快、控制转变率小;三通阀与安全联锁、对切粒系统的一律性;切粒机与齿轮泵采取高质量专用的变频系统及电气系统。于图1中,HIC100代表的是智能协调控制器;FYC101所代表的是齿轮泵转速控制器,FYC102代表的是切粒机转速控制器,FIC101代表的是齿轮泵常规控制器,FIC102代表的是切粒机常规控制器,XT101代表的是齿轮泵实际转速,XT102代表的是切粒机实际转速;三通阀的位置分别代表:A是堵料,B是正常生产,C是排料。
  二、DOC智能协调控制系统的设计及实现
  (一)WINCC的启动设置。是操控设备的运作,并非操控PLC的运作。PLC于整个过程内皆是处于运作状态的,若PLC处于STOP的状态了,那么也许不能通过WINCC启动它。对于控制设施,你能够于PLC内定义一个位变量,例如说100.0,当此位于1时设备运作,此位为0时设备停止,那么便可以于WINCC里控制此变量的状态,来操控设备的运作了,于WINCC内,通过两个按钮来进行控制变量的状态,于启动按钮鼠标的事件里,经过直接联接的办法,把常量1联至此变量,于停止按钮鼠标的事件里,通过直接联接的办法,把常量0联至此变量,便能够达成控制设备的开停了。自动/手动切换亦为相同。
  (二)于PA6锦纶6切片生产内,需要把聚合物熔体、切成为球状切片的产品、以达到方便包装、存储、运输及重加工利用等。其切片的形状、色泽及大小为评价产品质量与产量的主要标准,其指标的好坏、是直接由聚合物的熔体温度、切刀的转速、齿轮泵的出料量、冷却水流量等许多工艺参数的确切性与及时性及同步性决断的。其中,齿轮泵和切粒机转速的协调为控制系统的核心问题。因为切粒机和齿轮泵之间,无物料缓冲的环节,所以,切粒机和齿轮泵务必协调好转速,同步运作,若切粒机的切刀转速变化太快,可齿轮泵的转速变化又太慢,那么便会出现进料少,粒子会变小;若切粒机的切刀转速变化太慢,而齿轮泵的转速变化又太快,那么会出现进料多,粒子会变大,甚至造成堵塞切粒机的情况[2]。
  依据据操作需求,PA6切粒系统的操控模式分为三种:
  其一、主动控制模式,即为就地控制:智能协调控制器HIC100把工艺指标的赋值给齿轮泵的转速控制器FYC101展开运算转换之后,则由齿轮泵的控制器FIC101进行控制转速其出料量,则齿轮泵转速XT101,便直接去控制切粒机的转速。
  其二、从动控制模式,即为远程遥控:其智能协调控制器HIC100,把工艺指标的赋值交给切粒机转速的控制器FYC102进行运算转换之后,则由切粒机的控制器FIC102展开控制转速,进而切粒机的转速XT102,则直接去控制齿轮泵的转速。
  其三、手动模式:齿轮泵FIC101与切粒机FIC102,独自控制自身的转速,PID的操作方式与操作参数则由操作人员决断。
  依据工艺需求,采取单纯常规的PID控制与简单逻辑的控制,几乎不能满足PA6切粒系统工艺的参数、逻辑的控制等要求,仅有经过协调机制把切粒机、齿轮泵、三通阀原本为三个独立子系统转变成一个完整的智能协调控制系统,方可解决主/从动的控制模式下协调的问题,切粒机与齿轮泵方可同步运作。结合PA6切粒系统的工艺特征与操控模式,需要协调的为:切粒机与齿轮泵的开启时间,产量的改变、对齿轮泵与切粒机的转速变化,产品品种变化之时对切粒机的转速影响,操控模式切换之时对PA6切粒系统的影响,PA6切粒系统稳态的控制精度与变化率,三通阀与安全联锁对PA6切粒系统的同步性需求。
  经过多次试验与持续的总结,PA6锦纶切粒系统,采取了智能协调控制和PID操控相结合的控制办法来彻底满足控制需求。切粒系统与智能协调的控制器的一致协调下,DCS和PLC对应的控制齿轮泵、切粒机PID的控制回路,及控制框图。
  依据工艺与操作需求、产生对应智能的协调控制器,其智能协调控制器、主要包含工艺指令库与协调规则库,用以达成于不同的操作型式下、对应不一样的操控算法。其工艺指令库,主要包含产品品种的改变、产量的改变、操作模式的变化、操作指令的变更、逻辑关系的改变等工艺指令。
  三、实施的效果
  PA6锦纶切粒系统,由2010年6月采取智能协调控制系统至今,现实的运作说明:此系统的稳定性非常好,控制极其可靠,操作起来方便又灵活,协调性尤其强,齿轮泵与切粒机的转速稳定性都比较好,攻克了齿轮泵与切粒机独自控制的弊端,其操控准确性取得了极大提升,流量就是转速的稳态的误差不大于±1Kg/h,则为稳定生产,给予了可靠保障[3]。
  由PA6锦纶切粒系统,投运的智能协调控制后的流量,即转速折合成流量,我们由中能够看出,齿轮泵与切粒机启动的时间皆非常短,系统的同步性极其强,操控精度尤其高,操控变化率小。
  
  参考文献:
  [1]李文霖张玉梳《WINCC与PCS7的系统设置浅议》科技时报[J]20097
  [2]《WINCC控制系统的说明书》
  [3]王运财《PA6锦纶化工生产线的操控》科技时代[M]2008


转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-423616.htm