技術(shù)頻道

      GE PPS 在聚氨酯涂料生產(chǎn)線中的應(yīng)用

       北京遠東儀表有限公司系統(tǒng)集成事業(yè)部工程部
      劉繼軍、王清山、梁銘力

      摘要:本文描述了聚氨酯涂料生產(chǎn)線的特點,結(jié)合GE PPS在武漢卓寶科技聚氨酯生產(chǎn)線中的應(yīng)用。

      關(guān)鍵詞:聚氨酯,PPS,高可用控制器

      項目名稱:武漢卓寶科技有限公司1.5萬噸聚氨酯涂料控制系統(tǒng)

        應(yīng)用背景

        聚氨酯涂料屬于一種新材料領(lǐng)域建筑防水材料,技術(shù)含量高,由于其具有環(huán)保,無污染、防水效果好、涂層彈性好、粘結(jié)力強、抗老化等特點,使其在建筑防水領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。項目分為一、二期,長遠規(guī)劃為10萬噸/年,目前是一期年產(chǎn)15,000噸環(huán)保型聚氨酯涂料生產(chǎn)線,全廠自動化系統(tǒng)采用了GE的PPS系統(tǒng)。為國內(nèi)已投入運行的生產(chǎn)線中投資規(guī)模最大,控制最先進的項目。

        客戶需求

        項目工期緊,控制系統(tǒng)立項到完成現(xiàn)場實施只有近4個月的時間。控制工藝復(fù)雜,這就要求系統(tǒng)具有簡單、方便的特點。還要具有以下特點:

        1、穩(wěn)定,要保持連續(xù)生產(chǎn)。

        2、高開放性和先進性,希望選用具有最領(lǐng)先技術(shù)的產(chǎn)品,同時由于規(guī)劃的需要,要求產(chǎn)品有好的開放性和拓展能力,以便以后進行擴建。

        3、價格和產(chǎn)品的性能也是用戶關(guān)注的兩點。

        解決方案

        GE針對用戶的需求提供了新一代混合控制系統(tǒng)PPS來實施聚氨酯的生產(chǎn)控制。本項目的控制系統(tǒng)由三部分組成,分別為:人機界面、控制器和I/O卡件。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下:

      人機界面部分:

      采用最新的 PPS(Proficy Process System) 軟件,共設(shè)兩臺站,一臺為工程師站(工程師站兼操作員站),另一臺為操作員站兼歷史數(shù)據(jù)站運行Proficy Historian及軟件。工程師站的主要功能在于實現(xiàn)過程系統(tǒng)控制策略的設(shè)計、開發(fā)和文檔生成以及可視化顯示畫面組態(tài),工程師站還能夠兼操作員控制臺使用。操作員站兼歷史數(shù)據(jù)站負責(zé)提供可視化顯示畫面、趨勢圖、PID 面板和系統(tǒng)的報警列表以及歷史趨勢的記錄功能,操作員能夠?qū)^程控制器進行監(jiān)視控制并確認報警,操作員站界面選用了代表當(dāng)今最新技術(shù)的HMI軟件Proficy HMI/SCADA–iFIX。

      控制器部分:

      采用一對冗余的PACSystems RX7i控制器,通過以太網(wǎng)與上位機連接。GE公司提供的PACSystems RX7i控制器是一款領(lǐng)先行業(yè)的高性能控制器,主頻高達600MB,用戶內(nèi)存可達64MB,數(shù)據(jù)同步速率可達2.12G波特率,每一個掃描周期同步2次,主、從控制器可真正做到無擾切換。控制邏輯組態(tài)符合 IEC 61131(LD、FBD、IL和 SFC)要求。采用 VME 背板,并能支持第三方智能模塊。支持高速冗余,備用控制器等待在熱備狀態(tài)、作為主控制器的鏡像。支持100Mbps EGD 以太網(wǎng) I/O協(xié)議,以實現(xiàn)在子系統(tǒng)控制器和系統(tǒng)可視化軟件中通訊。

      I/O 卡件部分:

      采用GE公司性價比高的VersaMax I/O模塊。VersaMax I/O具有導(dǎo)軌式安裝,維護方便、支持熱插拔、可自動配置(不需要硬件組態(tài)就能被系統(tǒng)自動識別)等特點。采用這種解決方案既滿足了用戶對連續(xù)運行穩(wěn)定、可靠的要求,又滿足了用戶節(jié)約投資成本的意愿。卡件種類包括 15 通道通用型 AI卡件, 12通道 AO 卡件,32通道 DI 卡件以及 32 通道 DO 卡件。

      控制工藝

      生產(chǎn)過程包括了原料儲罐、原料計量、原料配比、反應(yīng)釜加熱升溫、反應(yīng)釜真空、反應(yīng)釜降溫、出料計量等控制。需要控制的對象包括儲罐、原料計量槽,泵槽連鎖、反應(yīng)釜溫度壓力控制及連鎖以及變頻控制等,在整個過程中,溫度、壓力及原料配比控制尤為關(guān)鍵。控制方案涉及到自動、手動、配方管理、微控、滯后、連鎖等控制手段。其中,典型的工藝方案摘要如下:

        1) 甲組分生產(chǎn)工藝

         將聚醚、蓖麻油、二甲苯按配方量投入反應(yīng)釜,攪拌升溫,真空脫水至含水<0.15%后降溫,投入異氰酸及阻聚劑,聚合反應(yīng)后降溫,真空脫泡,出料包裝入庫。

        2) 乙組分生產(chǎn)工藝

         將煤焦油、含水多元醇廢液、氯油、填充料投入反應(yīng)釜中,升溫攪拌,經(jīng)真空脫水后,冷卻降溫,投入不含水多元胺及各類助劑,攪拌均勻后,出料包裝入庫。

        整個控制系統(tǒng)具有:

        1) 方便美觀的操作員站界面。系統(tǒng)工藝圖如下:

      圖1:真空系統(tǒng)圖

      圖2:原料儲罐系統(tǒng)圖

        2)集中的歷史數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)記錄過程實時數(shù)據(jù)和報警事件信息。

        3)系統(tǒng)采用冗余的高性能控制器,確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

        4)易擴展性和開放性。系統(tǒng)可以根據(jù)需要增加控制器和操作站,并且不影響原系統(tǒng)的運行。同時,系統(tǒng)具有很好的開放性,可方便的與第三方設(shè)備通信,支持Modbus、Profibus DP、OPC等通信接口。

        實施結(jié)果

        采用PPS方便了系統(tǒng)控制策略的生成,采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫變量名,簡化了系統(tǒng)開發(fā)和維護的時間。高性能的控制器提升了運行效率,提供的解決方案最大程度的保護了用戶的投資。同時,由于PPS 系統(tǒng)良好的拓展性,確保了用戶能夠順利實施二期項目。隨著用戶對 PPS 系統(tǒng)的不斷熟悉,可以預(yù)期,PPS 系統(tǒng)更多的優(yōu)點將不斷被用戶應(yīng)用于生產(chǎn)過程中,給用戶帶來更大的利益,同時也為GE帶來更高的聲譽。

        關(guān)于GE智能平臺

        GE智能平臺是一個提供高新技術(shù)的企業(yè),它為世界各地的用戶提供用于自動化控制和嵌入式領(lǐng)域的軟硬件產(chǎn)品、服務(wù)以及專業(yè)技術(shù)。我們?yōu)橛脩籼峁┮粋€獨特的、靈活的、超可靠的技術(shù)基礎(chǔ),使得他們在包括能源、水處理、消費品、國防以及通訊等領(lǐng)域,獲得持續(xù)的競爭優(yōu)勢。GE智能平臺總部設(shè)在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾,是GE企業(yè)解決方案業(yè)務(wù)集團的一員。需獲取更多詳情,請訪問www.ge-ip.com

        關(guān)于GE企業(yè)解決方案

        GE企業(yè)解決方案通過提供集成的解決方案幫助客戶提升生產(chǎn)力和收益,這些解決方案涵蓋了傳感器和無損檢測、安防和生命安全技術(shù)、電力系統(tǒng)保護和控制以及工廠自動化和Embedded計算系統(tǒng)。企業(yè)解決方案的高科技、高增長的業(yè)務(wù)包括傳感與檢測技術(shù),安防,數(shù)字能源和智能平臺。世界各地60多個國家的17000多名員工為客戶解決各種問題。

       


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