12万吨淀粉自动控制系统

-.z12万吨淀粉自动控制系统自控系统说明该自控系统包含的层次有：现场仪表层，现场仪表数据采集和控制层，操作员管理站层。该自控系统包含的控制分系统有：A,浸泡灌的控制系统B,蒸发系统的控制系统，C,储灌的液位检测和报警系统，D,别离机系统流量检测系统E，淀粉水分枯燥系统自控F，计量系统检测和记录每个分系统自成体系，统一由操作员管理站统一监控和管理。四，分系统设计说明对于整个自控系统来说，是一个整体，但是在软件和硬件设计上，遵循分系统设计的原则。1，浸泡系统设计说明1．1设计原则在设计方案时，除了满足对浸泡罐的温度、液位和阀位的检测和过程控制这一基本要求外，着重考虑以下方面。(1)在软件功能上着重表达管理功能，如生产过程的工艺参数追溯、产品质量与过程参数的关系分析等，充分开掘和利用采集数据的价值。在软件的模块构造中增加能实现全厂联网和数据共享的对外数据接口模块，为下一步实现全厂生产过程的计算机控制预留接口。(2)在仪表和执行机构选型上尽可能选用技术上先进的成熟的工作可靠的设备。〔3〕在浸泡灌附近设置仪表控制室，浸泡系统单独设计仪表柜，就近控制。这样可以节约电缆和辅助元件的本钱。仪表柜通过通讯的方式和管理站连网。管理站对浸泡的控制仪表柜进展参数设置。1．2系统组成从提高可靠性考虑，系统的控制操作局部有人工手动操作和计算机自动控制两套独立的操作机构。正常情况下，由计算机自动控制蒸汽调节阀，调节浸泡罐温度。在计算机系统失效或需要人工干预时，把调节方式变为手动操作方式，实现人工调节。计算机控制系统在实现技术方面已经有了很大的开展。智能化数显仪表可以把数字化数据通过通讯口输出，计算机可以轮流从每个仪表通讯口直接读取数据，不需要再用A/D卡采集数据，以节省投资。由于玉米浸泡罐的温度变化特性是大惯性大滞后，所以，需要特殊的PID算法来满足正常的控制需要。综上所述，从提高系统可靠性，实现系统功能和节省投资三方面考虑，确定系统的实现思路是用智能仪表作为二次仪表作兼数据采集，计算机与智能仪表通讯获取数据，并完成自动控制与数据管理功能。具体实现方案如下：(1)对浸泡罐最主要的工艺参数——温度，在工作台仪表盘上配置10块有数据通讯口的智能数显控制仪，以便于值班人员直观的了解浸泡罐的温度。(2)对于液位配一台无纸记录仪作为高速数据采集和存储，轮换显示各罐的液位，兼作数据采集器。1．3，软件系统组成根据本技术方案对软件系统提出的设计原则，软件除了具备对浸泡罐的工艺参数实现自动控制外，还要增加数据分析处理和数据共享的功能。因此，软件是基于数据库及网络数据共享的控制系统，这也是近年来计算机控制系统的开展趋势。1．4软件模块功能说明(1)生产过程控制：该模块是系统的主要模块，实现数据采集、处理显示、存储、控制输出等生产过程控制的全部功能。＆*61692;参数设置：对与系统运行有关的参数，如采集器参数、控制参数、报警上下限等等提供维护修改功能，以满足按用户环境定制系统的需要。＆*61692;数据采集接口：对挂接在485总线上的数据采集器或数显仪表，以MODBUS－RTU协议进展通讯，用轮询的方式读取各采集点的数据，并存入环形队列已备其他模块引用。＆*61692;数据显示、存储：采集的实时数据以仪表牌、指示器、趋势图等多种方式直观的进展显示，供值班人员方便及时的了解生产过程工艺参数。在每种显示方式中，对各罐的罐内温度都应安排显示位置，以免操作人员观察不到。把指定时间点的数据存入数据库，作为历史数据，供以后查询分析及共享引用。＆*61692;控制、超限报警：以PID算法为主、以经历预估值对PID计算输出进展修正，使超调量控制在工艺参数允许的*围内，到达最正确的控制效果。按照设定的参数对温度、液位以声光提示进展预警、报警，提醒值班人员及时处理。(2)历史数据查询：该模块提供了对采集数据的开掘和再处理功能，表达系统加强管理功能的设计原则。＆*61692;历史数据查询：该功能用于对以往数据的追溯，可以对数据库中任意时间的数据搜索、查询。当生产过程出现异常，如发生产品质量或其他生产指标问题时，通过历史数据可以帮助分析查找发生问题的原因。＆*61692;工艺参数分析：通过对一定时间段的历史数据与同期生产的产量、产品质量指标进展比照分析，寻找最正确的工艺过程参数，为生产工艺的改进和革新提供参考依据运行日报表：生成当日浸泡罐的各时段的温度、液位值的完整报表。(3)对外数据接口：为其他系统提供数据交换和共享功能。＆*61692;数据导出：从数据库中把需要的历史数据导出为指定格式的数据文件，供其他应用程序使用。＆*61692;网络共享接口：供将来全厂控制网络中的其他计算机调用数据。(4)系统管理：提供系统自身需要的维护管理功能。＆*61692;值班人员管理：建立控制室值班的人员，并对每个人可执行的操作授权。例如，系统的参数设置只能由负责人调整，其他值班人员只能进展数据显示等一般操作。＆*61692;系统日志管理：记录值班人员在计算机上的重要操作过程，作为日后分析生产过程出现问题时是否有误操作等责任问题的依据。2，蒸发系统自动控制软件设计2．1，设计原则(1)在软件功能上着重表达控制功能，如生产过程的液位控制、压力检测，故障控制，故障连锁。在软件的模块构造中同样设计出能实现全厂联网和数据共享的对外数据接口模块，为下一步实现全厂生产过程的计算机控制预留接口。系统的控制操作部分有人工手动操作和计算机自动控制两套独立的操作机构。(2)在仪表和执行机构选型上尽可能选用技术上先进的成熟的工作可靠的设备。〔3〕对于蒸发系统的控制，采用西门子的S7-300系列PLC作为控制器，使用触摸屏作为人机界面，负责参数的设置和流程的动态显示。在蒸发系统的附近，设置控制室，控制柜安装在控制室内。控制柜通过工业通讯总线和管理站计算机进展连网。以便管理站的操作员对控制柜进展操作和监控。阀门选择上，选用不锈钢的气动调节球阀。(4)生产过程控制：该模块是系统的主要模块，实现数据采集、处理显示、存储、控制输出等生产过程控制的全部功能。＆*61692;数据显示、存储：采集的实时数据以仪表牌、指示器、趋势图等多种方式直观的进展显示，供值班人员方便及时的了解生产过程工艺参数。在每种显示方式中，对各罐的罐内温度都应安排显示位置，以免操作人员观察不到。把指定时间点的数据存入数据库，作为历史数据，供以后查询分析及共享引用。＆*61692;控制、超限报警：以PID算法为主、以经历预估值对PID计算输出进展修正，使超调量控制在工艺参数允许的*围内，到达最正确的控制效果。按照设定的参数对温度、液位以声光提示进展预警、报警，提醒值班人员及时处理。2．2蒸发控制的关键技术2．2．1控制组态西门子的STEP7和WINCC6是世界上非常先进的控制软件。通过我们的使用表达了非常卓越的性能。对于系统集成控制(连续控制、顺序控制、梯型逻辑控制)可以轻而一举的完成。2．2．2控制检测回路七效蒸发共有控制检测回路42个，其中涉及到液位控制的8路；压力、密度，温度检测35路。蒸发浓度是否合格是蒸发工序中最重要的指标，为实现蒸发浓度的控制，首先必须通过密度计对被控对象的浓度进展测量，然后可以通过两种方法进展控制：(1)在原液流量恒定的条件下，通过控制蒸汽流量实现浓度控制；(2)在通入蒸汽流量恒定的前提下，通过控制进入蒸发器的原液流量实现浓度控制。整个自控系统要求在一定的蒸汽能量下，排出的成品物料流出速度相对稳定，原液供应流量相对稳定。2．2．3 电动机控制系统的实现根据工艺要求，所有电动机可在计算机上单体自动开停、集中自动开停，并且分为就地控制和集中控制，它由选择开关来实现。它的主要输入/输出信号有：就地/集**号、事故跳闸信号、运行反响信号、开/停信号、报警信号，还有其他的起动信号和运行信号。在计算机内部实现了控制功能，如起动联锁、运行联锁、电机的自动开/停过程控制、画面的手/自动切换及操作。电动机逻辑控制是用PLC内部程序模块的程序来实现的。电动机的起动联锁和运行联锁有：电动机冷却水压力的低报和低低报(PT119)，就地/集**号(K11)，各效液位的起动信号，电动机故障信号(K13)，电动机开/停信号(运行反响)，计算机控制过程，完全实现了电动机的手/自动开停。2．2．4现场控制设备(1)蒸发器的液位和压力是非常重要的参数，经反复论证，两个单法兰远传压力变送器测量液位和压力；并通过软件修正得到真实液位和压力。通过蒸发器真实的液位，实现液位自动控制。(2)为了防止电机损坏，增设了总的冷却水压力检测和每一台电极冷却水流量开关，当总的冷却水压力低或每一台电动机的冷却水流量低时，就停电动机。3，储灌的液位检测和报警系统3．1储灌的液位检测和报警系统主要指的是10个灌的液位检测。同样，对这些灌的液位检测均采用单法兰远传液位变送仪。通过高速智能数据采集仪表，对所有的液位信号进展采集和记录，并通过工业总线上传到管理计算机。3．2对于液位信号在设计软件时，主要表达记录和报警功能，并且，在电脑上形象的显示液位变化过程。报警时主要显示报警的内容，以及报警的位置，以便操作人员快速的发现问题和排除问题。3．3压力检测2个点，分别安装在胚芽旋流器进口。仪表盘显示。4，别离机监控系统对四台别离机的运行状态进展监控。单独组成仪表系统，对流量进展检测和记录。选用的流量计为金属管转子流量计，带远传。转子流量计只和仪表盘连接，在仪表盘上集中显示瞬时流量。5，淀粉水分枯燥工段自控自动检测淀粉气流枯燥系统的尾气温度，自动调节湿淀粉的进料量。使用温度传感器检测尾气温度，通过变频器调节给料电机的转速，控制柜就地安装