[发明专利]一种聚氯乙烯批量生产过程控制系统

说明书

 

一、技术领域

本发明涉及一种通过对集散控制系统进行组态编程，实现对聚氯乙烯生产中聚合过程控制的生产技术，特别是对目前技术较先进的大型聚合釜实现配方管理及批量控制的生产技术。

 

二、背景技术

在聚氯乙烯生产过程中，聚合釜部分的的控制较为复杂，特别是单釜容积在100立方米以上的聚氯乙烯生产装置，生产过程需要数量较多的配方数据和中间运行变量，以1套聚合釜为例：有配方数据77个、中间运行变量327个、定时器202个、运行状态标志357个，同时聚合部分的阀门、仪表也比较多，生产过程的步骤多而且复杂。

针对上述聚合生产过程的特点，我们采用横河公司的CS3000系统，对聚合生产过程的配方数据管理及涂釜、加料、聚合、回收、放料等各个生产步骤进行控制。如果用常规的批量控制方式，通常每台控制站只能对1台聚合釜进行控制，由于本发明采用了一种灵活的批量控制方式，与传统方式的批量控制方式比较，极大地提高了控制站的利用率，每台控制站可以对多台聚合釜实施控制，减少了控制站的数量，具有很好的技术效果。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种具有配方管理，批量控制功能灵活、性能可靠的聚氯乙烯生产过程控制系统。

采用的技术方案是：

聚氯乙烯批量生产过程控制系统，包括硬件和软件两大部分，硬件包括：一台工程师站、多台操作员站、多台冗余控制站、网络交换机及打印机，所述的工程师站，用于控制系统的编程组态及维护调试，同时兼作配方管理服务器，还兼有OPC数据服务器功能；所述的多台操作员站，显示整个生产过程的各种信息和数据，包括流程图画面、趋势曲线画面、报警画面、调用配方设定及报表打印程序，通过操作画面中的相应按钮来启动或停止聚合批量控制程序，用于聚氯乙烯生产过程的监控，所述的多台冗余控制站，用于连接现场各类仪表和阀门，实施聚氯乙烯生产过程的批量控制；所述的工程师站、多台操作员站及多台控制站通过冗余的控制总线连接，组成实时的控制信息网；工程师站和多台操作员站通过以太网交换机组成上位机间的信息局域网，所述的打印机与工程师站相连接，多台冗余控制站中对应安装有多个数据采集卡件，多台冗余控制站分别通过多个数据采集卡件与现场仪表及阀门连接。

聚氯乙烯批量生产过程控制系统的软件及编程组态：

A、作为批量控制的基础，使用PID、PVI及流量累积仪表功能块将现场各个仪表和阀门的输入输出连接起来，建立控制系统内部的基本内部仪表，以便实现对聚合生产过程的基本操作，对现场各工艺参数实现监视，对现场阀门及电动设备实现远程手动操作。

B、配方管理：在工程师站中用通用数据块存储每个聚合生产牌号的配方数据，并下载到兼作配方服务器的工程师站中。配方数据需要永久性修改时，需要通过修改通用数据块中存放的数据并下载来完成；对配方数据的临时性修改，在配方数据设定的时候根据操作提示进行修改。配方数据的临时性修改仅对本批次的批量控制起作用。

 

C、为聚合生产过程的各个工序建立单元仪表：

聚氯乙烯生产的过程是一个循环的批量式程序，包括多个生产步骤（工序）：

第一步：配方数据选择及设定，操作人员根据工艺要求选择相应的配方，该操作在配方预约画面中完成，每个釜可以预约多个配方；

第二步：涂釜工序，该工序是聚合生产过程的第一个步骤，只可以在满足相应条件时由手动启动；

第三步：纯水加入工序，该工序只可以在满足相应条件时由手动启动；

第四步：催化剂加入工序，该工序可以在满足相应条件时由加水工序调用并自动启动，或在满足相应条件时由手动启动；

第五步：单体加入工序，该工序可以在满足相应条件时由加催化剂工序调用并自动启动，或在满足相应条件时由手动启动；

第六步：热纯水加入工序，该工序可以在满足相应条件时由加单体工序调用并自动启动，或在满足相应条件时由手动启动；

第七步：反应工序，该工序只可以在满足相应条件时由加热纯水工序调用并自动启动；

第八步：放料工序，该工序只可以在满足相应条件时由手动启动；如果配方数据中选择不打开釜盖人孔，则在此步返回到第一步，准备下一批次的生产；

第九步：二次回收工序，该工序可以在满足相应条件时由放料工序调用并自动启动，或在满足相应条件时由手动启动；

第十步：釜清洗工序，该工序可以在满足相应条件时由二次回收工序调用并自动启动，或在满足相应条件时由手动启动；

第十一步：釜清洗完成工序，该工序只可以在满足相应条件时由手动启动。