西门子SIMATIC系统在安全防爆场所的应用

西门子SIMATIC系统在安全防爆场所的应用1.

前言化工生产过程中中相当大的一一部分场所为为具有爆炸危危险性气体存存在的危险场场所，自动控控制系统在这这类场合下的的应用一定要要遵从符合防防爆安全技术术规范。在爆爆炸危险区内内本质安全防防爆（Ex-i）方式是自自控设计者经经常使用的方方法，本安防防爆在过程控控制系统工程程设计、施工工、工程造价价以及可操作作性和维护性性等方面相对对于其他防爆爆形式（Ex-d、Ex-e、Ex-m等）具有明明显的优越性性。西门子的全集成成一体化控制制系统在危险险区的本安防防爆应用方式式上具有很大大的灵活性。具具有大量安全全防爆产品可可供用户设计计成为满足不不同要求的本本安防爆系统统，极大的方方便了用户的的选择和应用用，用户可以以根据自己的的实际情况和和资金情况涉涉及建立最符符合自己要求求的防爆控制制系统。本文就西门子防防爆系统的几几种应用方式式进行了探讨讨和总结，以以求对防爆用用户的设计应应用有所帮助助启发。2.

爆炸性危险险场所的划分分

在危险场所中安安全地使用爆爆炸性环境用用电气设备的的前题条件是是合理的选择择、正确的安安装和考虑系系统日常生产产运行时必要要的维护。因因此应根据其其使用所在的的危险场所的的性质来合理理的选择防爆爆电气设备。危险场所就是由由于存在着易易燃易爆性气气体、蒸气、液液体、可燃性性粉尘或者可可燃性纤维而而具有引起火火灾或者爆炸炸危险的场所所。典型的危危险场所，如如石油化工行行业中爆炸性性物质的生产产、加工和贮贮存过程中所所形成的环境境。对爆炸性性气体环境，按按场所中危险险物质存在时时间的长短，将将爆炸性气体体环境危险区区域划分为三三个区，即分分为Ex.Zoone0区、Ex.Zoone1区和Ex.Zoone2区。Ex.Zonee0区：连续出出现或长期出出现爆炸性气气体混和物的的环境。Ex.Zonee1区：在正常常运行时可能能出现爆炸性性气体混和物物的环境。Ex.Zonee2区：在正常常运行时不可可能出现爆炸炸性气体混和和物的环境或或即使出现也也仅是短时存存在的爆炸性性气体混和物物的环境。在工程实践中，Ex.Zoone0区一般只存存在于密闭的的容器、贮罐罐等内部气体体空间，在实实际设计过程程中Ex.Zoone1区也很少存存在，大多数数情况属于Ex.Zoone2区。为实现电气设备备防爆，工程程上采取了多多种防爆技术术方法，并通通过防爆认证证，构成防爆爆电气设备，用用来防止爆炸炸危险性环境境形成及其爆爆炸。主要有有隔爆、本安安、增安、正正压、充油、充充砂、无火花花型等形式的的防爆电气设设备。对于自自控系统来说说，最常见的的是隔爆和本本安两种防爆爆技术方法。本本安防爆技术术又具有很多多优点，如本本质安全，结结构简单，可可带电检修等等，在过程仪仪表自控系统统中是第一选选择。本质安全型电气气设备是从限限制电路中的的能量入手，通通过可靠的控控制电路参数数设计，将潜潜在的电火花花能量降低到到可点燃规定定的气体混合合物能量以下下，导线及元元件、壳体表表面的发热温温度也限制在在规定的气体体混合物的点点燃温度之下下。本质安全全防爆型式的的设备内部，所所有电路都是是由在标准规规定条件(包括正常工工作和规定的的故障条件)下，产生的的任何电火花花或任何热效效应均不能点点燃规定的爆爆炸性气体环环境的本质安安全电路。它它又分为“ia”、“ib”两个等级，“ia”等级电气设设备，是正常常工作和施加加一个故障和和任意组合的的两个故障条条件下，均不不能引起点燃燃的本质安全全型电气设备备；“ib”等级电气设设备，是正常常工作和施加加一个故障条条件下，不能能引起点燃的的本质安全型型电气设备(参见GB383364标准)。本安防爆爆形式因对能能量有严格的的限制，因此此只能应用于于弱电设备中中，设备其中中Ex-ia设备适用于Ex.Zoone0、1、2区或Ex-ib设备适用于Ex.Zoone1、2区。本安防防爆设备可以以在带电情况况下进行检修修和校准，因因此尤其适合合过程自控系系统应用。本安防爆技术的的优点和特点点使得其在过过程自动控制制领域获得了了越来越广泛泛的应用，本本文将以自控控系统的本安安应用作为重重点进行讨论论。3.

西门子SIMATTIC系统在安全全防爆场所的的几种应用解解决方案由于近年西门子子全集成自动动化（TIA）理念在西西门子系统中中的推广和应应用，西门子子SIMATTIC系统尤其PCS7系统中增添添了许多可供供用户选择的的丰富的安全全防爆系统解解决方案，大大大加强了其其在安全防爆爆领域的应用用能力。而且且由于本质安安全型现场总总线PROFIIBUS-PPA的推广应用用，日臻成熟熟，为解决传传统的安全防防爆系统设计计提供了更灵灵活、可靠的的解决方案。本本文主要介绍绍以西门子SIMATTIC系统为核心心构架完成一一个安全防爆爆系统的几种种典型解决方方案。(1)从点对点点接线到点对对点接线(PoinnttoPointt)解决方案即传统DCS//PLC+安全栅方案案，见图1所示。这类类本安防爆接接口以隔离式式和齐纳式安安全栅为代表表。应用特点点是本安防爆爆现场仪表以以点对点的接接线方式通过过电缆接至安安全区控制柜柜内的安全栅栅，安全栅再再以点对点的的接线方式接接至控制系统统(DCS／PLC)的通用I/O卡。这是传传统的本安防防爆接口技术术。(2)本安防爆爆I/O卡板解决方方案本安防爆I/OO卡板解决方方案是在DCS／PLC的通用I/O卡板基础上上增加本安电电路，使之成成为本安防爆爆卡板，可直直接与现场两两线制本安仪仪表相连接，省省却安全栅环环节，构成本本安防爆控制制系统，见图图2所示。其本本质与DCS/PPLC+安全栅方案案相同，但是是减少了安全全栅环节，节节省了线路连连接点，因此此能够降低系系统的故障点点。而且这类类本安模块如如SIMATTIC

SS7-3000系列的本安安防爆式ExI//O卡板SM322，SM321，SM331，SM332等，其防爆爆等级为Ex-ibbIIC，可以挂接Ex.Zoone1区内的本安安仪表。由于于本安防爆卡卡板使用了集集成安全栅技技术，减少了了隔离式和齐齐纳式安全栅栅的使用，因因此结构紧凑凑，节约了空空间和费用。

图1：点对点点接线本安防防爆方案图2：本安I//O卡板防爆方方案（3）从总线到到总线(BustoBuus)解决方案即FISCO现现场总线解决决方案。FielddbusIInstinnsicaiillySSafeCConcepptModdem现场总线本本质安全防爆爆构想模型简简称FISCO。FISCO使得PROFIIBUS-PPA现场总线以以本质安全方方式安装使用用在Ex-区成为可能能，以经济简简便的方式解解决了现场总总线的防爆应应用问题。FISCO适用于Ex-iaaIIC级别的本安安防爆方式。PROFIIBUS-PPA总线既能实实现数字通讯讯（31.255kbps），又可实实现对所挂接接现场总线仪仪表的本安供供电。西门子子PROFIIBUS-PPA总线防爆系系统一般由DP/PAA耦合器/链接器，本本安配电链接接模块，T型总线接头头、PA总线电缆和和本安现场总总线仪表构成成。BusttoBuss方式的应用用特点是智能能现场总线仪仪表以总线方方式挂接在PROFIIBUS-PPA上，经过上上述产品，仍仍以现场总线线方式接至控控制系统的现现场总线网卡卡。整个系统统的数据信号号链路用一条条双绞电缆即即可构成。其特点是：直接接用于危险区区域中的现场场总线不仅节节省了大量的的布线成本，而而且也节约了了许多传统方方案中必须的的I/O信号的隔离离栅、配电盘盘和分流器和和大量信号电电缆，同时节节约了大量控控制箱柜空间间。此外，还还可以省去防防爆现场元件件的机械保护护装置如双层层绝缘、附加加金属保护网网等，以及在在使用非本质质安全导线时时所需要的防防爆钢管。FISCO本质质安全现场总总线（如PROFIIBUS-PPA）是最新的的本安防爆接接口技术。图3：BustoBuus接线本安防防爆方案(4)从点对点点接线到总线线(PoinnttoBus)解决方案即本安防爆远程程分布式I/O方案，产品品包括总线式式隔离安全栅栅和本安型的的分布式I/O模块。其中中极具代表性性的是西门子子ET2000iSP系列本质安安全分布式I/O。见图2所示：ET2000iSP本身可以安安装应用在Ex.Zoone1区，通过点点对点电缆连连接至Ex.Zoone0区的本安仪仪表。与从总线到总线线(BustoBuus)解决方案相相比，其应用用特点是：现现场仪表仍可可以采用传统统4～20mA本安仪表，以以点对点的接接线方式接至至分布式I/O，而分布式I/O向上则以经经本安链接器器485/iiS隔离后的PROFIIBUS-DDP/iS（1.5Mbbps）总线方式式接至控制系系统通信总线线或现场总线线网卡。ET2000iSP不仅具有安安全栅功能，为为现场回路提提供本质安全全防爆，而且且ET2000iSP本身还具有有很高的防爆爆安全等级，其I/O模块、电源模块和网关本身也采用本安防爆（ATEXII2GEExibIICT4）。因而ET200iSP可以直接安装在Ex.Zone1区，可对其所有电子模块（包括电源模块和总线连接模块）进行带电热插拔维护、操作。显然，这种本安防爆解决方案中，现场仪表仍可使用传统的4—20mA仪表。本安防爆远程分布式I/O方案是能兼顾FISCO现场总线方式和点对点方式两类应用方案优点的一种中间方案，也是本文将详细讨论的方案。除ET200iiSP外，值得一一提的是SIMATTIC还有防爆ET2000M分布式I/O方案可供用用户选择。ET2000M如果选用相相应的防爆结结构和S7-3000系列的防爆ExI//O卡板后，其其本身就构成成无火花型防防爆形式，可可以直接安装装在危险区。但ET200M本身的防爆级别要比ET200iSP低，只能安装在增安型(Exe)保护箱中，用于Ex.Zone2区。ET200M的数据传输采用PROFIBUS-DP，最高速率可达12Mbps，相比ET200iSP的1.5Mbps通讯速率要高。图4：本安防爆爆分布式I/O解决方案4.

西门子控制制系统防爆器器件介绍（1）ET2000iSPSIMATICCET-2200iSPP是用于Ex危险区的分分布式I/O系统。使用用符合欧洲电电工标准委员员会标准防爆爆等级Ex[iaa/ib]IICTT4的新型PROFIIBUS分布式外设设，可以安装装于危险区域域Ex.Zoone1中，连接来来自Ex.Zoone0区的本安信信号。ET-2000iSP通过本质安安全的PROFIIBUS-DDP/iS总线实现与与控制系统的的通讯，传输输速率1.5Mbbps。ET-200iiSP采用位模块块化结构，如如图5所示：图5：ET2000iSP结构组成•

一个SSIMATIICET--200iSSP站点由一个个密封电源、一一个用于连接接PROFIIBUS-DDP的接口模块(可扩展32块电子模块)，和一个总总线终端电阻阻模块组成。而而且，其电源源和接口模块块均可进行冗冗余配置。•

ET--200iSSP的防爆电源源是一个隔爆爆Ex-d的供电模块块，由安全总总线底板向各各电子模块供供电。电源模模块本身的供供电通过Ex-e端子实现，在在危险区不允允许拆开此连连接。而且送送电电源必须须安装在安全全区。•

每台EET-2000iSP的PROFFIBUSDP接口模块最最多可连接64个模拟信号号或128个数字信号号。•

ET--200iSSP的模块化结结构为用户提提供了最大限限度的灵活性性，可以连接接NAMURR数字量输入入、电磁阀、模模拟量输入/输出、HART输入/输出、热电电耦以及热电电阻等。所有有电子模块均均具有本安结结构，而且在在危险1区可对所有有的电子模块块(包括供电及及总线连接模模块)带电进行更更换，即“热插拔”。•

HARRT协议模板可可实现与HART仪表的无缝缝集成。•

采用弹弹簧压紧或螺螺钉快速连接接现场本安设设备。（2）

ET2200M在SIMATIICET200产品系列中中，ET2200M是主要的分分布式I/O系统，与SIMATTICPCCS7一起用于过过程应用，支支持在线修改改(使用有源总总线模块设计计)，它可使用用丰富的S7-3000I/OO模块包括S7-3000标准信号模模块，冗余信号模模块，防爆输入/输出模块以以及符合HART协议的防爆爆模拟量输入入和输出模块块。每个ET2000M接口模块最最多可以连接接8个I/O模块。ET2000M是在PROFIIBUS-DDP现场总线上上的从站，最最大数据传输输速率为12Mbbit/s。•

ET2200M模块本身采采用无火花型型防爆，即ATEXII3GEExxnIIIAT44，配合增安安型防护箱，可可安装在Ex.Zoone2区，这已可可满足大部分分现场机柜安安装地点的防防爆要求，其其连接的本安安传感器/执行器可以以用于Ex.Zoone1区。•

ET200M可选用有源源总线模板进进行配置。在在非防爆环境境中，允许带带电热插拔操操作，但在危危险区使用时时不能进行热热插拔维护。（3）

本安防爆I/O卡板表1：SIMAATIC

S7-3000系列的隔离离式ExI//O卡板类型规格防爆级别ExSM3221数字量输入

4×24VVDC

﹤2kHzEx-ibIIICExSM3222数字量输出

4×24VVDC或15VDCC

﹤100HzzEx-ibIIICExSM3331模拟量输入

4/8×mmA、mV、TC、RTD、电阻Ex-ibIIICExSM3332模拟量输出

4×mAEx-ibIIIC（4）

RS4485/ISS耦合器由于ET2000iSP直接安装在Ex.Zoone1区，进行本本安操作需要要本安PROFIIBUS-DDP总线。RS4855-IS耦合器是一一个“现场总线隔隔离器”，非本安的PROFIIBUS-DDP总线通过RS4855-IS耦合器后成成为本安的PROFIIBUS-DDP/iS总线。RS4855/IS耦合器对总总线进行隔离离并限制其能能量，使之处处于安全范围围之内，起到到了总线中继继和防爆隔离离的作用。在在危险区内，本本安的PROFIIBUS-DDP/iS可以带电进进行插接操作作。需要注意RS4485-ISS耦合器本身身必须安装在在安全区内。（5）

DP//PA耦合器/链接器

DP/PA耦合合器/链接器实现PROFIIBUS-DDP到本安现场场总线PROFIIBUS-PPA的转换和连连接。PA本安现场总总线还可以实实现对本安现现场总线仪表表的馈电。DP/PA耦合合器（Coupller）的主要作作用：•

实现物物理层的转换换，并通过总总线向现场仪仪表供电•

实现安安全栅隔离功功能，使危险险区与安全区区电气隔离。DP/PA链接接器（Link）的主要作作用：•

完成过过程仪表与主主控制器之间间的数据通讯讯工作，它肩肩负着主设备备和从设备的的双重身份。作作为主设备，它它控制着内部部总线的正常常工作；作为为从设备，它它又担负着与与上一层总线线的通讯任务务。•

DP//PA链接器是一一种非常简单单的网关，它它可互连PROFIIBUS-DDP和PROFIIBUS-PPA，但去耦传传输速率。这这就意味着PROFIIBUS-DDP和PROFIIBUS-PPA可以组合使使用，而不会会影响PROFIIBUS--DP的性能。（6）

本安操作员员面板如果防爆现场需需要更多的信信息显示和操操作，在控制制系统中设计计选择防爆操操作界面是非非常必要的。安安全防爆操作作屏由于功率率较大，大多多采用隔爆形形式实现防爆爆。5.

西门子本安安防爆系统的的综合应用前文所述4种本本安防爆控制制系统解决方方案有各自的的特点和应用用场合，在实实践中均有很很多应用实例例。而且SIMATTIC系统还提供供了很大的灵灵活性，用户户可以很方便便的利用一种种解决方案组组成自己的本本安防爆控制制系统。因为为西门子的集集成一体化思思想在SIMATTIC产品上的充充分体现，我我们可以通过过一条PROFIIBUS-DDP现场总线将将几种防爆解解决方案统一一在一个防爆爆控制系统中中，如图5所示，甚至至将防爆应用用和非防爆应应用统一在一一个控制系统统中。这常见见于西门子PCS7系统中多区区域、多场所所、多站点的的应用。因此用户可以根根据自己生产产的特点，充充分的利用不不同防爆解决决方案的特点点，灵活组合合几种防爆解解决方案组成成自己的本安安防爆控制系系统。图5是西门子SIMATTIC本安防爆系系统的综合应应用。图5西门子防爆爆系统的综合合应用6.

本安防爆分分布式I/O方案应用实实例详见文后附录：：西门子本安安防爆分布式式I/OEET200iiSP在无菌制药药生产中的应应用7.

应用体会和和结论1)

西门子本安安防爆分布式式I/O方案的技术术优势传统的现场设备备和HART现场设备或或智能化现场场过程设备更更适宜通过使使用ET200系列分布式I/O连接到PROFIIBUS。这些本安安传感器/执行器还可可用于Ex.Zoone2、1或0区。这使得得分布式过程程I/O成为现在的的主流产品。本文认为：由于于本安防爆分分布式I/O方案能够兼兼顾兼顾FISCO现场总线方方式和点对点点方式两类应应用方案的优优点，能照顾顾和符合目前前大部分用户户的使用、维维护水平和要要求，工程投投资节约也非非常明显，因因此将得到广广泛应用。采采用本安防爆爆分布式I/O方案的优势势主要体现在在以下方面：：l

与传统安全全栅方案相比比•

由于减减少了电缆和和控制系统I/O卡的使用量量，从而可节节省系统的硬硬件成本；•

本安分分布式I/O集成本安电电路比原来I/O卡+安全栅的成成本低，而且且结构简单紧紧凑，占用控控制柜空间小小，能使用相相应的体积更更小的控制柜柜，紧凑的结结构导致成本本大幅度地降降低。•

由于本本安分布式I/O可以直接安安装应用在危危险Ex.Zoone2、1区，减少了了电缆铺设和和接线的工作作量，从而可可降低工程的的施工费用。•

集成的的总线链接器器代替过去密密集、冗长的的电缆，能够够明显加快安安装调试过程程。•

由于分分布式I/O模块智能化化程度大大提提高，更方便便用户的使用用和维护。•

从控制制室到现场本本安分布式I/O之间只有一一条总线，一一目了然且不不容易发生故故障并简化维维护。•

本安分分布式I/O简单的结构构意味着快速速的安装，少少量的接线，更更少的故障点点。•

不依赖赖于有源的背背板总线“热插技”技术使得ET2000iSP的维护工作作大大降低。不不需要将整个个系统停机或或断电就可以以在几秒钟内内更换一个模模块。相互独独立的接线端端子底板和电电子模板结构构避免了重复复接线的工作作。l

与现场总线线方案相比•

可将传传统模拟量信信号挂接到现现场总线上，这这些模拟量信信号如4~20mmA信号(AI/AAO)、热电偶和和热电阻信号号、NAMUR开关和干接接点信号(DI)、NAMUR或干接点频频率量信号(PI)、电磁阀驱驱动信号及报报警输出信号号(DO)等，并不会会很快被现场场总线完全取取代；•

与现场场总线方案相相同也可在一一根总线上传传递多点位的的测量和控制制信息；•

更适应应员工素质的的逐步提高，既既可使用传统统的仪表检测测工具对现场场仪表进行维维护和检修，又又可使用PC机等智能工工具学习现场场总线仪表的的维护和检修修方法，为今今后使用现场场总线仪表做做准备。可见，利用西门门子本安防爆爆分布式I/O方案是比较较适合我国目目前仪表控制制系统发展水水平的一种本本安防爆系统统解决方案，其其综合了传统统点对点本安安防爆和本安安现场总线这这两种方式的的优点，既有有技术先进性性，又照顾了了传统仪表的的使用方式，因因此本安防爆爆分布式I/O方案具有非非常强的技术术、经济优越越性，具有非非常最大的应应用发展空间间。2）西门子本安安防爆分布式式I/O的适用场合合虽然具有本安防防爆功能的分分布式I/O技术发展很很快，但是什什么样的防爆爆场合适用分分布式I/O方案仍然是是人们经常关关心的话题。实实践表明，在在以下几种防防爆场合，用用户应考虑采采用分布式I/O方案。•

当同时时建设几个比比较分散的生生产装置时，用用户既不愿为为每个装置都都建设独立的的主控室，又又不愿将太多多的钱花在电电缆和桥架上上。如果这些些装置本来就就准备采用本本安防爆，选选用带有本安安防爆功能的的西门子SIMATTICETT200iSSP、ET2000M系列远程I/O便可一举两两得。•

当主要要装置进行建建设时，常有有某些辅助装装置不能同步步建设，或者者主装置的某某一部分不能能同步进行，甚甚至不能确定定这些部分何何时才能建设设，如果预留留这部分的主主控室空间或或DCS容量，单次次投资又太大大。此时，若若这些辅助装装置和不确定定的部分需要要本安防爆，则则可设计采用用分布式I/O方案，待进进行后期建设设时加入主系系统即可。•

防爆生生产装置在原原有控制系统统基础上改扩扩建，尤其工工期较紧时。推推荐采用防爆爆分布式I/O方案，这样样可以减少新新增点调试时时对原系统控控制程序的干干扰和误修改改，便于独立立调试。•

或是当当生产装置改改扩建时，用用户希望避免免在已经拥挤挤的主控室扩扩充新的DCS机柜和安全全栅机柜。此此时，只要原原有的DCS系统具有总总线通信能力力，便可采用用分布式I/O方案。•

当一个个装置的检测测点较多，同同时购置大量量I/O卡和安全栅栅成本很高。此此时，较合理理的方案就是是采用结合I/O卡和安全栅栅功能为一体体的防爆分布布式I/O方案。•

当控制制系统采用现现场总线方案案，某一个防防爆生产装置置的有些现场场仪表没有本本安现场总线线型品种，或或者不值得采采用现场总线线型仪表。这这时可采用能能挂接到现场场总线上去的的防爆分布式式I/O。西门子SIMAATICPPCS7系统中应用用于本安防爆爆场合的分布布式I/O品种已经非非常丰富，应应用实例也非非常多。用户户应结合自己己的现场情况况和控制应用用需要，合理理选用分布式式I/O，设计出既既安全可靠，又又节省投资的的应用方案。附：西门子本安安防爆分布式式I/OEET200iiSP在无菌制药药生产中的应应用华北制药股份有有限公司是目目前世界上最最大的抗生素素生产制造基基地。其某一一无菌抗生素素提炼精制包包装车间，生生产现场既是是防爆区又是是医药生产洁洁净区，因此此根据生产工工艺和生产线线设备分布特特点，设计使使用了以防爆爆式远程I/OEET200iiSP构成控制系系统，完成了了无菌抗生素素晶体的从过过滤、洗涤、干干燥到分装包包装全流程的的自动化控制制。完全符合合制药生产GMP要求，具有有现场布线简简洁，方便清清洁无死角，防防爆等级高，控控制元件可以以实现本安带带电检修等特特点，非常适适合在无菌制制药生产过程程推广。项目介绍本项目包括有四四台过滤、洗洗涤、干燥三三合一大型机机组，由每两两台机组组成成一条生产线线。生产线具具体组成见图图1所示。生产产线的设备组组成按生产流流程顺序依次次是：罐式三三合一干燥器器，全排料管管道，排料料料仓，振荡筛筛，称量分装装装置等组成成。图1：三合一生生产线的设备备组成生产线的生产工工艺简介如下下：1)

先先密闭整个机机组系统，充充入惰性气体体保护，通过过进料自动阀阀门加入抗生生素待处理结结晶液，达到到一定体积量量后关闭进料料阀。2)

通通入惰性气体体加压，通过过底部的大型型金属过滤板板实现抗生素素结晶液的固固液分离。3)

抗抗生素结晶液液固液分离后后进行喷淋洗洗涤。4)

洗洗涤结束后通通过液压装置置下降搅拌装装置进行搅拌拌，并同时利利用搅拌内部部的加热管路路系统加热物物料层，并严严格控制干燥燥过程温度，否否则会使抗生生素的降解失失效。在加热热干燥的同时时进行系统抽抽真空操作，使使溶媒快速蒸蒸发。5)

物物料层干燥合合格后（可以以取样检测），停停止真空，进进入自动排料料程序。6)

自自动排料程序序：在排料口口通入惰性气气体，同时在在料仓侧抽真真空，然后控控制搅拌转速速和搅拌叶下下降速度进行行刮料、送料料动作，使粉粉状物料快速速通过排料阀阀进入料仓，当当搅拌刮至接接近金属过滤滤板层时停止止搅拌下降，然然后喷吹惰性性气体，将底底层物料全部部吹至料仓。7)

物物料进入料仓仓后进行料位位检测，并分分批下装至计计量仓，通过过称量控制阀阀门进行分装装。至此完成成抗生素的无无菌过滤，洗洗涤，干燥，分分装过程。生产系统控制特特点分析三合一生产系统统工序流程长长，监控点数数多，动作复复杂，既有大大量开关量联联锁、顺序控控制，又有大大量模拟量回回路调节；同同时生产全过过程既是洁净净生产环境，又又是易燃易爆爆危险环境，既既有很高的安安全性要求，又又有非常高的的控制精度要要求。控制系系统可以实现现完全的自动动化操作控制制，系统组成成复杂，控制制系统涉及的的功能多样，可可以完成的功功能有：运动动控制，液压压系统，惰性性气体保护，机机械传动，变变频调速，自自动阀门控制制，正负压控控制，还有易易燃易爆危险险区内的信息息显示与操作作，信号包括括流量、温度度、压力、转转速、扭矩、料料位、动态重重量等模拟量量的实时状态态监测控制，以以及机械位置置、压力开关关、流量开关关、料位、安安全保护等开开关量。此生产线的生产产现场特殊，要要求很高：1)

医药洁净区区，（万级区区~百级区），制制药管理规范范GMP要求现场越越简洁越好，便便于清洁，免免除清洁死角角2)

是防爆区，为为Zone1区，含有多多种有机溶媒媒。3)

全自动化生生产线分布很很长，很散，跨跨越几个隔离离间，GMP要求现场管管线越少越好好4)

机组本身控控制点分布特特点是：分布布区域大，但但每个区域内内信号点集中中，适合I/O分布式信号号处理。5)

生产操作复复杂，需要人人工干预生产产阶段的结束束和开始，操操作信息非常常多，同时机机械安全操作作要求必须在在现场操作设设备，不得远远程控制，因因此现场必须须设置大信息息量的防爆、洁洁净操作界面面。这些控制特点和和要求，因此此非常适合采采用西门子防防爆远程I/O方案解决以以上问题。因因此，按照生生产线功能流流程和仪表信信号的位置分分布可以将系系统划分为6个功能部分分，分别见图图1中所示各位位置功能单元元：1)

三合一罐体体上部2)

三合一罐体体下部底盘开开合操作区3)

信息显示与与操作单元4)

料