控制网

1.           前言

      目前，国内大部分洗衣粉生产控制系统均采用PC-based控制或PLC控制，而PC-based控制系统常由工业PC+I/O卡+自编软件或组态软件来实现参数采集和控制，这种系统可靠性不高，开发难度大，对编程人员的要求高，可维护性差；PLC控制系统同样存在技术更新慢、系统开放程度低、价格较高等诸多问题。

随着目前洗涤行业竞争的日趋激烈，各洗衣粉生产企业为提高各自产品的市场竞争力，须不断采用新工艺、新原料以节约生产成本或不断推出新产品以吸引广大消费者眼球。这就要求洗衣粉生产控制系统必须具有良好的开放性、可扩充性和稳定性。因此，以系统开放性好而著称的DCS控制系统取代PC-based或PLC等控制系统在洗涤行业中的应用必将是趋势所在。经过全面的市场考察和分析，我们选择了浙江浙大中自集成控制股份有限公司的SunyTDCS9200控制系统。

2.           系统组成

    系统由一台工程站、两台操作员站以及现场控制站组成。其中，现场控制站由互为冗余的两块控制模板组成。设计人员可以通过工程师站完成系统软件组态、参数设置等操作。操作员站则监控现场控制过程的实时数据和系统诊断信息，实现对生产过程的直接干预。现场控制站是SunyTDCS9200控制系统的核心，IO模块实现对现场数据的采集和输出，IO模板则进行数据调理，控制模板则进行根据现场数据和用户指令进行控制运算，并输出相应的控制指令到IO模板，经IO模板调理后通过IO模块输出标准信号到控制执行结构。在本控制方案中我们利用了SunyTDCS9200集散控制系统所实现的控制冗余、网络冗余、电源冗余等技术，提高了系统可靠性。

3.           系统功能

洗衣粉生产工艺过程主要包括原料输送、前配料、料浆制备、喷雾干燥和后配料等工序。系统在各工序控制过程中的主要功能：

• 原料输送联锁:
  原料输送采用与高位槽液位连锁，即高位槽液位低时，开供料泵；而高位槽液位高时，则停供料泵。
• 固体称量 ：
  固体部分称量包括沸石、五钠、芒硝、纯碱、小料等几种物料。其中, 沸石与芒硝共用一个称量斗,五钠与纯碱共用一个称量斗, 小料用一个称量斗,供料采用双速电机(即快、慢供电机)实现。传统的称量控制方式采用称量控制仪(如武汉工控公司的XK3100)实现,而在本系统中,称量控制是在控制站内完成的。
  称量控制原理如下:
  若检测重量小于慢供值,则快供电机启动,慢供电机停止;若检测重量大于慢供值而小于补偿值,则慢供电机启动,快供电机停止; 若检测重量大于补偿值,则慢供电机停止,快供电机停止。
• 液体称量 ：
  液体部分称量包括液碱、泡花碱、水、磺酸、非离子A及RH001等六种物料。其中, 液碱、泡花碱和水共用一个称量斗, 磺酸用一个称量斗, 非离子A与非离子B共用一个称量斗,供料采用快、慢加料气动球阀实现。传统的称量控制方式采用称量控制仪(如武汉工控公司的XK3100)实现,而在本系统中,称量控制是在控制站内完成的。
  称量控制原理如下:
  若检测重量小于慢供值,则快加料球阀开，慢加料球阀关;若检测重量大于慢供值而小于补偿值,则慢加料球阀开，快加料球阀关；若检测重量大于补偿值,则两球阀都关闭。
• 料浆制备 ：
  配料锅分为A锅及B锅两个,可进行单锅或双锅交替配料,制备完成的料浆经过老化锅和过滤器后送至高压泵,然后喷入塔内干燥。在制备过程中,若发生断料或堵料等异常状况,则系统报警。
• 喷雾干燥 ：
  包括尾气温度控制、进塔料浆压力控制、燃料油压力控制等PID控制回路,所有PID控制参数均有相应的操作面板,可对有关参数进行修改。
• 安全联锁：在系统中,考虑了对关键工艺过程实现安全联锁。例如,后配料系统中,有如下联锁控制: 混合器->运输带->皮带秤及计量泵。

4.           系统控制方案

SunyTDCS9200集散控制系统对控制过程的组态方式主要有顺控组态SFC和FBD功能块组态两大类。该系统的前配料工序主要采取顺控组态的方式，而其余工段的控制则主要由FBD组态完成。本文主要对前配料的顺控组态进行介绍，其控制流程如下：