自动化改进
1. 程序设计
本次改进是基于横河 DCS 控制系统的程序编辑,使用 ST16 顺序控制表作为反应釜和高位槽 的控制模块可以提高编程效率减少调试时间。因 此,选择 ST16 模块作为程序的主要控制模块。根 据系统应用技术手册,选择 TM 计时器模块作为 时间计算模块,选择 RL 比较模块负责数据比较, 选择 BDSET-1L 数据块进行数据的储存。 经过总体的设计本次程序编辑共计需要 4 个 ST16 顺序控制模块,其中高位槽和反应釜使用 2 个 ST16 顺序控制模块,反应釜在反应期间的温度控制和压力保持各使用 1 个 ST16 模块。使用 3 个
RL 比较模块。使用 5 个 TM 计时器模块。使用 1个 BDSET-1L 数据块。通过对系统软件资源的梳理,系统可以满足本次程序编辑的功能可使用。 同时反应釜控制主程序可以通过相应的不同 的内部开关按钮调用氮气置换,压力维持,温度控制,加热,冷却等子程序。
2.程序编辑
以反应釜的主控程序编辑过程为例:ST16 位横河 DCS 顺序控制模块,可采用步序进行编辑, “→”前面为条件,后面为执行。 反应釜主控程序编辑 ST16 顺序控制程序编写:
步序 1:自控程序按钮启动→自控程序按钮复位,真空阀变为自控状态,阀门 CSV 状态变为 2(打开状态)进入步序 2。
步序 2:比较模块 RL 的第一比较组调用,上海亚荣生化仪器厂反应釜压力变送器 PI104W 监测值低于 X kPa→釜底气动阀状态变为 AUT,CSV 状态变为 2(打开),抽料过程标志按钮值变为 1,按钮标志字体变红。进入步序 3。
步序 3:抽料结束按钮启动→釜底气动阀状态变为 AUT,CSV 状态变为 0(关闭),抽料结束按 钮复位,搅拌 MT101W 状态变为 AUT,CSV 状态变为 2(打开),抽料后真空计时器 TM-1 状态变为 START,计时器开始计时。进入步序 4。
步序 4:计时器 TM -1 时间到达,状态为CTUP→氮气置换按钮启动调用氮气置换子程序, 操作提示按钮%OG004 的 PV 值变为 NON,提示 一次氮气置换开始,氮气置换标志按钮变为 1,按钮标志字体变红。进入步序 5。
步序 5:氮气置换程序结束,按钮 PV值复位→氮气置换标志按钮复位,压力维持按钮启动, 压力维持子程序启动,升温和搅拌计时按钮启动,冷却按钮关闭,冷却子程序停止,加热按钮启动,子程序。进入步序 6。
步序 6:调用比较模块 RL,第 4、5、6 比较组, 当温度检测 TC101W 大于 X℃,或者 TC101W 大于 X℃且温度变化率 DT 大于 X℃/S→加热按钮复位,加热子程序停止。进入步序 7。
步序 7:调用比较模块 RL,第 4 比较组,当温度检测 TC101W 大于 X℃→启动升温后搅拌计时按钮,TM-2 计时器启动。进入步序 8。
步序 8:TM-2 计时器时间到达,TM-2 计时器状态为 CTUP→升温计时按钮 PV 值置为 0,升温标志位按钮 PV 值置为 1,字体变红。进入步序 9。
步序 9:无条件→加热按钮启动,加热子程序启动。进入步序 10。
步序 10:温度检测 TC101W 大于 X℃→加热按钮复位,加热子程序停止。进入步序 11。
步序 11:温度检测 TC101W 小于 X℃,大于Y℃→升温标志位复位,温度控制模块开关开启,温度控制子程序开启。进入步序 12。
步序 12:高位槽程序滴加标志位按钮开启→滴加接受标志位按钮开启,操作提示%OG0047 激活,滴加开始操作提示显示一次。滴加气动阀状态变为 AUT,CSV 状态变为 2(打开)。进入步序 13。
步序 13:滴加接受标志位按钮复位(高位槽滴加过程结束)→滴加气动阀状态变为 AUT,CSV状态变为 0(关闭)。滴加后反应计时器 TM-3 启动,进入步序 14。
步序 14:滴加后反应计时器 TM-3 时间到,状态为 CTUP→温度控制模块开关关闭,滴加接受标志位开关关闭,熟化搅拌标志位开关打开,熟化搅拌计时子程序启动,进入步序 15。
步序15:熟化子程序结束,熟化开关关闭→熟化搅拌标志开关关闭,冷却标志位开启,冷却操作提示激活一次,冷却开关打开,冷却子程序启动,压力维持开关关闭,压力维持子程序,进入步序 16。
步序 16:温度检测 TC101W 小于 X℃→冷却开关关闭,冷却子程序关闭,冷却标志位开关关闭,冷却结束操作提示激活一次,移液排出标志位开关开启,进入步序 17。
步序 17:移液排出开关打开→进入步序 18。
步序 18:比较模块 RL 的第 16 比较组调用,反应釜压力变送器 PI104W 监测值高于 X kPa→ 进入步序 19。
步序 19:比较模块 RL 的第 16 比较组调用,反应釜压力变送器 PI104W 监测值低于 X kPa 或 者结束移液开关打开→结束移液开关关闭,移液排出结束操作提示激活一次,进入步序 20。
步序 20:无条件→移液排出标志位开关关闭复位,移液排出按钮关闭复位,进入步序 1。等待下一次程序开启。至此主控程序逻辑全部结束。
使用效果
程序编辑后通过模拟调试,水试和实验性生产。目前已经投入应用,使用效果很好。在满足全 部工艺要求的前提下,大大的降低了操作人员的操作压力。反应釜和高位槽从抽取原材料到,完成生产仅仅需要 7 次确认性操作。分别是高位槽抽料开启,抽料结束,滴加开始,上海亚荣反应釜自控程序启动,抽料结束,移液开始,移液结束。经过一段时间的使用,自动化改进比较成功,产品生产过程控制的品质明显上升,产品质量得到了有效的保障。