北京奥普图科技有限公司

    开始生产化纤抽丝的前一工序, 要把聚脂加工成为 "切片" 的原料这一工序, 技术要求高而难度又比较大。 这种生产工艺, 以前只有两三间国际跨国大企业所拥有, 带专利性的生产工艺诀窍。 我们公司: "杨州惠通聚脂技术有限公司", 经过多年, 代用户引进生产设备, 经过应用, 研究和开发, 终于掌握了其中的诀窍, 成为有我们公司自己特色的生产工艺。 因为造价比进口的同类装置低廉很多, 所以向国内许多用户提供全套的生产设备和有关生产工艺。 同时还为许多国内用户的老设备, 进行了改造。 这些生产装置, 除了被出口到泰国去之外, 还被出口到印尼, 巴基斯坦等国家去。

    期间上述装置的自动化监控系统, 曾用过进口的 CCS, DCS和国产的 DCS, 都不大理想。 后来从进口同类设备当中, 发觉其监控系统, 是采用了美国 OPTO 22的 I/O 监控系统。 我们就这样, 才开始采用 OPTO 22 I/O监控系统, 作为上述聚脂切片的生产装置的自控部份。

    由扬州惠通聚酯技术有限公司承建, 出口到泰国SUNFLAG 公司13,000 t/a 半连续聚酯装置, 于2002年5月顺利开车结束。 该装置采用一套从美国OPTO 22公司进口, 以前端智能化 I/O 技术为基础的现场分布式监控系统。 该系统采用双线热备, ARCNET 工业标准网络与多个被放置在现场的智能化 I/O单元的连接，配备了两台工业级计算机, 作为操作站（亦可同时作为工程师站使用）。 两台 OPTO 22的主控制器, 作为系统的双机热备之用。 并承担数据交换与顺序控制功能的硬件结构，六台智能化 I/O单元, 于现场分担通讯功能及进行PID运算等低层处理任务。 系统监控配置中, 模拟量和数字量各占一半。 软件亦配用了OPTO 22公司所提供3.0E版本的FactoryFloor Suite，集成组态套装软件包, 作为组态（OptoControl）、图形（OptoDisplay）、数据交换等工业监控系统所必备的开发软件软工具。

一、 半连续聚酯工艺流程介绍（见图 G-01）

                                图 G-01

    本项目所采用的工艺, 是以PTA和EG为主要原料，采用直接酯化间歇缩聚的生产工艺。直接酯化法是将釜V-201内预先留有一定量的BHET的低聚体，先将一定摩尔比的PTA与EG浆液，以一定流量连续不断地加入酯化釜V-201，反应是在清晰点下进行。酯化反应结束后，将物料移入缩聚釜V-401中进行缩聚反应。

二、 关键工序的监控
1． 浆料的配制控制
    由于浆料来自该泰国公司的CP（连续聚酯）线，不受本装置控制，而且与本工艺的摩尔比（mol）不一样。这就存在了一个矛盾，加上该装置有间歇生产的特点（酯化到缩聚需要导料），浆料的控制与EG（乙二醇）的添加必须衔接好，这样在实际监控中，设定EG的计量与浆料的总量为一PID控制回路，浆料的速度由CP控制（因CP线需要根据生产调整参数），浆料的流向由监控系统根据总量控制。 相关的监控采用顺序与联锁相结合，浆料的制备与EG的制备完全实现了全自动。
 
2． 酯化内温TI-201与柱顶温TI-202的监控
    在聚酯的生产过程中，酯化内温TI-201与柱顶温TI-202的监控一直是比较难处理的，加上一些辅助工艺的先天不足，许多厂家往往采用人盯的办法，但就是达不到理想效果。 这次在该出口装置中, 充分利用了OPTO 22 SNAP I/O系统的优点。 将顺序控制, 联锁控制和复杂回路算法, 完美地结合在一起，程序会根据当前的状态（一些重要的参数诸如内温、水接收量、液位等）得知酯化反应到第几步，然后执行最新的控制方案，这样既使工艺参数趋向稳定，又提高了产品的质量。下图G-02是执行新程序前该泰国厂原采用工序的历史趋势图(示意图)。 G-03是执行新程序后的该工序的历史趋势图, 从两图中, 可以明显地发现采用复杂监控的效果。
 

                             图G-02

                               图G03

3． 物料移釜的监控
物料移釜的监控, 主要包含以下三大部分：

①判断酯化与缩聚的进程；

②压力的监控；

③物料阀的控制顺序及重要细节。

    既然移釜采用自动物料阀，我个人认为必须把它用好。而不是仅仅降低工人的劳动强度，应该充分利用自动化的优点。通过采用全自动导料控制，节约了氮气的用量，节省了反应时间，避免了误操作。在该进程中，先判断工艺的操作状况，而后作出判断下一步的执行动作，此阀门的开启与关闭均累计时间，并能保证物料管内的物料排尽。从而大大地减少切片里的小黑点，压力的控制保证了生产上的安全。同时也确保物料能够充分的移釜，对生产监控, 起到稳定的作用。

4． 缩聚系统的监控
    以前缩聚的监控, 有很多人为的因素。每批次的反应时间不一致，真空带料严重，而且冷凝器部位也出现堵料现象。我认为除了在设备上做些文章外，监控的重要性, 也不能忽视。这次泰国工程中采取了全自动监控的设计，程序过程如下：缩聚开始进行时，先常压一定时间，而后进入低真空程控子程序PC401。 在此过程中，同时进行温度TI-401的控制，保证温度能够满足工艺要求。本程序采用四次自动换档控制缩聚的进行，换档会根据温度、功率、真空等参数进行计算寻找换档的时机。通过监测100多批的切片质量指标，可以得出此程控是十分可行的。

5． 主工艺总程序的监控
    通过多次实践, 以及进口装置, 采用常规仪表进行监控的经验，结合OPTO 22监控系统的特点，主要控制过程, 示如下图G-04：

                               图G-04
     
    在图G-04中，小图框表示步骤，实际控制时, 该处会显示颜色，"STEP"表示具体步骤数字显示，"M"表示MANUAL，"A"表示AUTO，该图表示第一酯化反应分为11步，第一酯化反应分为10步，缩聚反应分为15步。当程序执行到某步时，该处会显示绿色。在"M"状态时，步骤控制可参照现实人为修改，并且在其中自动和手动控制可以同时进行。完全符合工艺操作的要求，关键步骤相应有针对多种状况的不同的联锁监控。

三、 OPTO 22 SNAP I/O监控系统的特点
 
1． 可靠性高
    该OPTO 22 的SNAP I/O监控系统中的SNAP I/O