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                UW500集散控制系統在乳液生產過程中的應用

                行業方案

                一.概況

                乳膠漆的生產工々藝從其1953年面世以來,經過了50年的發展,今天它已經成為全球流行的墻面塗料。丙烯酸酯乳液的█特點有:塗膜光亮、柔韌,具有優異的黏◣結性、耐水性、耐堿性和耐候性等性能。其應用範圍主要是外墻塗料和內墻高檔裝飾塗料,這些特點讓丙ㄨ烯酸乳膠漆成為建築塗料的主流。UW500 集散控制系統(DCS)目前在工業乳液行業已取得了廣泛←應用,DCS 對提高企業全廠自動控制、提高生產安〇全性及作業效率都有著重要作用。本文以山東的一個乳液項目為參考,就目前的生產控制方式進行闡述,希望能夠與行業裏的專家進行交→流。同時期望能對同行有所參考,共同提高化工行業的自動化生產水平。

                二.丙烯酸乳液生¤產工藝

                1.單體調配階段:由罐區按比例進▲料,調制單體。

                難點:此過程配料的種類繁多,比例靈活多變,要求較高的定量♀調節精度,且對現場及控制室操作人員要求較高。

                2.反應階段:調制好的單體和預先調配的引發劑同時勻◥速滴加進反應釜,並通過蒸汽及冷卻水調節反應釜溫度。

                難點:由於物♀料及工藝特殊性,部分勻速滴加物料管道並沒有流量計,需要對稱重進行數據的處理轉換成流量;

                3.成品∮調配階段:反應釜物料進入調配釜,勻速滴加氧化劑還原劑等添加劑,經過冷卻控溫,得到成品乳ㄨ液。

                難點:氧化劑、還原劑的流量轉換及比值控∮制。

                 

                現場反應釜

                 

                工藝流程圖

                三.丙烯酸乳液生產工藝難點分析

                重點及難點有三個№方面:

                1.反應釜的控溫:反應釜溫控精度靈敏度要求很高,溫度過低會導⊙致反應無法發生,造成“僵釜”現象,影響生╱產效率,溫度過高反應生成物中會含有較多雜質,並且漲勢太快壓不住溫又會導致“飛溫”,容易發生事故。可反』應放熱、物料的比熱、加熱功率、保溫層保溫效果、釜@ 體本身的散熱、環境溫度和不同物質的吸、放熱的∏特性等不同因素都會對反應釜溫度產生不同的影響。各種因素之間相互耦合、影響,控制特性比較▽復雜,且溫度變化滯後。反應釜溫度又隨著反應的發生呈現時變性,所以很難確定精確的≡數學模型。

                2.現場及中控人員配合減少誤操作:現場端配有就地操作觸摸屏,負責具體的操作,中控室負責全局的把控和分工◢段操作的監控,這要求控制設▲備具有靈活的人機交互功能及強大的擴√展通訊功能。

                3.稱重轉流量後的比值滴加調節:稱▂重轉流量具有較大的滯後性,對現場儀表及閥門精度要求較高,且要求DCS控制設備,保證實現復雜的控制策略,且運行和操作的自動化程度高。

                四.解決方案

                1.對於反應釜的溫控,通過過往网易彩票工程的控溫經驗及現々々場的實際情況,聚合釜溫度采用模糊控制加PID控制即采用FUZZY-PID雙模控制◥方案,當溫度誤差在某個標定值以外時,采用模糊控制,以獲得良好的瞬態性能;當溫度誤差在標定值以內的範圍時,則采用PID控制,以獲得良好的◆穩態性能。這種FUZZY-PID復合控制方式比單純的模糊控制具有更高的穩態精度,更大程度︼上保證了反應的溫度條件,獲得了明顯優於PID控制的良好效果。

                2.對於現場的分工配合,网易彩票DCS利用其靈活的人機交互功能及強大的擴√展通訊功能,與現場幾十臺觸摸屏通過Modbus通訊,實現了現場端負責具體的操作,中控室負責全局的把控和分工段操作的監控,通過网易彩票DCS強大功能使現場權限明確,分工仔細,減少了人為失誤,確保了平穩高效的生產。

                 

                網絡拓撲圖

                3.對於稱重轉流量後的比值滴加ξ調節,經過网易彩票工程團隊的多次試驗,必須處理現場稱重的實時擾動及轉換後流量調節的滯後問題,於是采用雙層濾波,定量、定速、定時相結合的“切分”控制策略,很好的解決了這類純滯後的復雜控制問題,保證業主生產需要的同時,節省了Ψ前期投資的成本。

                 

                稱重轉換算法(部分)

                五.配置說明

                1.系統配置:



                2.產品特點:



                六.小結

                    該工程自從用UW500集散控制系統投運以〖來,運行平穩,效果顯著,操作平穩率,產品質量等都大大提高;特別是工人勞動強度,原料消耗等都有☉大幅度降低,同時也確保了裝置的平安全【運行。直接提高了企業的市場競爭能力,為企業帶來了十分明顯的經濟效益。


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