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目前多數的變性淀粉生產線停留在手工操作或者是模擬屏控制的生產模式,產品指標極不穩定,廢品率極高。根據變性淀粉生產的特點,可以采用過程控制,因為在生產過程中,中間環節(可變因素)極多。要實現單一品種的過程控制,需要采集的信號主要有流量、液位、溫度、pH值、電機、調節閥、開關閥的狀態。DCS集散型控制系統具有設計組態靈活性好,數據采集方便準確;控制管理功能強;運行可靠性高;維護簡便,人機界面友好等特點[2],可以較好的用在變性淀粉生產加工中。因此在純膠中試用臥式振動流化床干燥系統有必要研究變性淀粉中試干燥系統的DCS自動控制系統。
一、純膠中試用臥式振動流化床干燥裝置的控制系統設計思路
DCS集散控制系統是一種新型的計算機網絡控制系統,用在變性淀粉生產中試裝置進行集散控制。純膠中試用臥式振動流化床干燥裝置可由現場控制站通過總線進行測量、控制和監控。工程師站點,能對DCS進行離線功能配置和組態下置,并且在DCS運行時,也可實時監控網絡各節點的運行情況,操作站實時監控、調整有關配置和某些參數設定,使DCS運行在最佳狀態。同時還能實現各裝置控制切換、數據采集與分析顯示、趨勢瀏覽和報表分析、報警查詢等功能。系統采用國內成熟硬件,實時網絡重構,全數字化在線冗余硬件配置。
純膠中試用臥式振動流化床干燥裝置并不十分復雜,所以采用以PLC為架構的DCS系統,以期降到該控制系統的成本。該系統一般由計算機、PLC及現場儀表、強電控制柜構成一個三級冗余式管理監控系統。其中強電控制柜執行手動或PLC程序指令控制現場設備的單機或連鎖運行,PLC以程序方式控制現場設備運行并獲取其現場狀態,現場儀表采集顯示現場數據,PLC與上位計算機進行雙向通信;計算機實時以動態圖形顯示生產流程、重要工藝參數、設備狀態、報警信息并打印有關報表;同時根據用戶需求向下位的PLC發送控制指令。能方便的組合,改動,增減設備,使整個系統最大限度的適應生產需要。
二、純膠中試用臥式振動流化床干燥裝置的控制系統設計原則
DCS系統總體設計要注意以下幾個原則:(1) 安全性:為確保強電控制下設備和人員的安全,系統中設置了多級保護環節和措施;(2) 可靠性[5]:在系統設計、生產、調試、安裝等環節中嚴格遵守國家電工電器標準,關鍵設備元器件降額使用,自動控制程序冗余設計;(3) 先進性:在系統設計中,充分考慮現代電器控制技術的發展,參與目前國內外的發展水平和先進經驗,確保系統在國內外處于領先水平;(4) 實用性:系統設計中將充分考慮變性淀粉的生產要求,使系統的功能盡可能完善,操作維護簡便; (5)可維護性:元器件采用卡軌安裝和板前接線方式,電纜橋架明敷設,有較完善的診斷,提示措施,能及時發現故障點,提高了系統的可維護性。
三、純膠中試用臥式振動流化床干燥裝置的控制系統各項技術特性
純膠中試用臥式振動流化床干燥裝置的控制系統,具體有以下幾個方面:1、現場開關柜現場開關箱上設有“啟動/停止”轉換開關,用于設備現場單機試車及設備檢修安全保護;2、現場信號:配以相關傳感器對溫度、流量、PH、設備運行狀態通過I/O模塊采集到現場控制器內,并在現場儀表顯示,同時送入上位計算機中進行監控;3、電氣控制柜:電氣控制柜內設設備電器控制裝置,具有過流、過熱等多級保護措施;4、工藝流程模擬顯示操作屏:總控制室采用生產工藝流程模擬顯示操作屏對設備進行集中控制,顯示設備運行狀態,這樣在總控制室就能控制整條生產線和一目了然掌握設備的運行狀況;5、可編程序控制器(PLC)控制系統:可編程序控制器可按工藝要求上位機指令控制設備的啟動和故障自動處理。由DVP-EH64R2可編程控制、電源模塊、CPU模塊、I/O模塊、通信模塊等組成。對純膠中試用臥式振動流化床干燥裝置的工作狀態及時的進行自動監控,并在設備出現故障時控制聲光報警并及時有效地進行故障的相應處理,有效地提高了生產率和生產安全;6、上位機控制系統:上位機由工業控制計算機;大屏幕顯示器;打印機組成。
四、 DCS在變性淀粉生產中的前景展望
通過本課題的研究,DCS控制系統也會應用的變性淀粉生產的其他設備、裝置中,最終實現變性淀粉生產線的整體應用。隨著變性淀粉將來大規模的生產以及其他變性淀粉的生產,激烈的競爭是不可避免的,產品質量就是競爭中求勝的重要保障,相信有了這樣DCS控制系統,能夠生產質量較為穩定的產品,同時改善勞動環境,減輕勞動強度,提高了勞動效率。
參考文獻
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[2] 楊秀奎. 智能化變性淀粉生產線自動控制的技術特性. 應用能源技術,2008,12:37-38 [3] 楊秀奎. 智能化變性淀粉生產線自動控制的技術特性.應用能源技術,2008,12:37-39
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[5] 杜剛 淺談DCS系統可靠性與規范管理.中國科技博覽,2010,27:
[6] GB50093—2002自動化儀表施工及驗收規范.
[7] GB50254—1996電氣裝置安裝工程施工及驗收規范.
[8] DCS控制系統在變性淀粉生產中的應用.計控系統,2002.增刊