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酒精生产自动化解决方案
 
简介
 
       本技术方案采用德国西门子公司新一代DCS分散控制系统 SIMATIC PCS7,PCS 7 系统是西门子公司基于全集成自动化(TIA)的思想而推出的与 Profibus 现场总线技术融为一体的功能强大、面向工艺的新一代的过程控制系统。它具有高度的可靠性和稳定性以及真正的客户机/服务器结构。PCS7 由上而下的一体化的编程和组态形式可有效的降低用户的培训费用和培训周期。
 
       PCS7 系统在世界范围内的广泛成功应用及我们的丰富的酒精项目的工程经验保证了工程的高可靠性。
 
系统构成
 
       本着可靠、稳定、高效的原则并结合以往的工程经验,整个系统分车间集中数据监控层和现场过程控制层工业网络结构。各车间监控层采用 100Mbit/s光纤环网冗余工业以太网通讯。现场过程控制层采用ET200M 分布式智能ET200M I/O 单元,置于现场各个控制室间的分散I/O站之间也采用光纤冗余通讯。过程控制器采用高性能的 AS400H容错 过程控制器,负责整个系统的调节及控制。

 
       各控制室操作站之间与DCS AS主控制器采用光纤环网冗余的通讯网络结构,保证了系统上层数据网络的数据传输的高速、高效、稳定。各控制室ET200M过程I/O控制站之间也采用冗余光纤通讯结构。工程师站负责整个系统的编程及组态,同时也可兼作操作员站。操作员站负责日常的系统监控,每台操作作员站可互为后备。
 
       每台电脑操作站均配置有独立的SIEMENS工业仪态网卡,与AS主控制建立容错连接(即两个可冗余自控切换的通讯连接),每台操作站均可做服务器之用。整个系统配置符合系统设计规范书的要求,能完美的实现对整生产装置的监控目的。
 
       在空压站、冷冻站控制室的ET200M 过程控制站设置有标准的支持Modbus RTU 通讯模块,可与空压机组和冷冻机组、罐区安全监控系统建立通讯连接,上传数据至各个电脑操作站集中监控,实现数据共享。
 
系统功能
 
DCS控制系统主要有以下流程控制: 
 
1、木薯粉碎及糖蜜流程控制。

2、液糖化流程控制。

3、发酵流程控制。

4、蒸馏流程控制。

5、脱水流程控制。

6、公用工程部分:循环水站、冷冻水站、空压机站。
 
木薯粉碎 & 糖蜜
 
 
液糖化 & 发酵
 

蒸馏 & 脱水

 
       在操作员站上组态了几十幅模拟图,通过颜色、数值、柱状图等方式来反映工艺流程中参数值的变换和设备运行状态。画面上还有操作面板、按钮等来控制流程中的各个设备的启停和流程步序的开始和结束。
 
       报表:通过二次开发(VBA或者C)开发专用报表软件包,该软件包可以在EXCEL中按照符合用户使用习惯的格式生成报表。用户可以打印也可以保存成为文件供以后调用。

 
DCS连续控制及安全联锁功能
 
       系统可以的连续控制包括电机/泵、阀门、模拟量输入/输出的转换、定量、PID、比值、分程、选择及前馈等控制和运算功能,这些控制可以在PCS7的CFC(连续功能图)中进行组态和编辑。而PCS7的库可以提供这些功能块,用户可以很方便的组态实现这些功能。
 
定量控制的OS的操作画面
 
 
PID定量控制的OS的操作画面
 
 
电机控制在OS上的操作画面
 
  
阀门机控制在OS上的操作画面
 
 
DCS顺序控制功能
 

 
       PCS7在SFC(顺序功能图)中完成过程顺序控制的组态。顺序控制主要包括工艺流程的控制,如反应釜内各种原料的添加顺序,添加后的延时,搅拌启动顺序等。
 
关键技术研究
 
       在整个生产系统中,为了提高生产效率、降低能耗,进行了四项关键技术的研究:即酒精多管线复合利用(无水、有水酒精的工艺切换)、酒精生产过程中的管道余酒双向清理、系统余热利用(节能控制)、分子筛脱水程序算法(使得无水酒精纯度高达3个9)。