PLC在聚氯乙烯生產(chǎn)中的應用

第8期聚氯乙烯No.82006年8月Polyvinyl ChlorideAug. ,2006PLC在聚氯乙烯生產(chǎn)中的應用謝海金(安徽氯堿化工集團合肥天辰塑料有限責任公司,安徽合肥230011)[關(guān)鍵詞]聚氯乙烯; PLC;上位機;選型;安裝調試;運行維護[摘 要]針對聚氯乙烯生產(chǎn)的特點(diǎn),敘述了PLC與上位機組成的控制系統中的硬件、軟件配置,結合生產(chǎn)實(shí)際,介紹了PLC的安裝、調試、系統運行維護、故障排除的方法和使用體會(huì )。[中團分類(lèi)號] TQ325.3 [文獻標識碼] B[文章編號] 1009 - 7937(2006)08 - 0033-04The application of PLC in the Production of PVCXIE Hai- jin(Hefei Tianchen Plastic Co. ,Ltd.，Anhui Chlor - Alkali Chemical Industry Group, Hefei 23001 1 ,China)Key words: PVC; PLC; upper computer ; selection; installation and adjustment ;operation and ma-intenanceAbstract: According to the production features of PVC, configurations of hardwares and soft-wares in the control system composed of PLC and upper computer were described. Combining thepractical production, the installation and adjustment of PLC, the operation , maintenance of the sys-tem and troubleshooting methods were introduced as well as the operation experiences.可編程邏輯控制器(PLC)是一種新型的工業(yè)控1 PLC 的選型制器,控制功能從單一的開(kāi)關(guān)控制到順序控制,簡(jiǎn)單1.1硬件配置的PID控制到復雜的比值、串級、前饋等控制?？豍LC的選型要根據工藝控制要求提出的監控制規模從中小型向大型發(fā)展。多種通信處理器用來(lái)點(diǎn)數(以I/O點(diǎn)數計)來(lái)選擇不同級別的中央處理聯(lián)接AS-I接口.PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線(xiàn)進(jìn)單元(CPU)和信號模塊(SM),模塊點(diǎn)數要在監控行過(guò)程通信、數據通信及良好的人機界面(HML)。點(diǎn)要求的基礎上,留有- -定的余量,一般在10% ~PLC與上位計算機組成分布式控制系統能達到分.散控制、集中管理的目的,特別是在中小規?？刂葡?0%。FEPROM存儲卡可根據組態(tài)指令的數量來(lái).統中,以其優(yōu)越的性能價(jià)格比,在工業(yè)生產(chǎn)控制中得選擇，也可按下式估算,再按實(shí)際需要預留適當的冗到廣泛應用。近3年來(lái),安徽氣堿化工集團合肥天余(20% ~30%)來(lái)選擇:辰塑料有限責任公司(簡(jiǎn)稱(chēng)合肥天辰公司)因技術(shù)改存儲量=開(kāi)關(guān)量I/O點(diǎn)數X10+模擬量通道進(jìn),在45m’聚合釜、PVC糊樹(shù)脂干燥研磨、5 C循數X 100。環(huán)水系統及冷水機組等工藝分別采用4套PLC與在聚氯乙烯生產(chǎn)中,許多生產(chǎn)過(guò)程易燃易爆,可上位機組成的控制系統和2套PLC控制系統,使聚選用EX輸入/輸出模塊(或安全柵)組成本安控制氯乙烯生產(chǎn)工藝控制水平上了一個(gè)新臺階。在此介系統。重要崗位要采用熱冗余技術(shù),且PID控制用紹PLC(以SIMATIC S7 - 300為例)在聚氯乙烯生產(chǎn)控制中的選型、安裝調試、運行維護中的體會(huì ),供i 中國煤化生模塊(FM)。選用不參考。通信網(wǎng)絡(luò )和上位計TYHCNMHG[收稿日期] 2006-03-28[作者簡(jiǎn)介]謝海金(1957-),男,工程師,從事化工儀表及自控的設計、計量管理工作。33聚氯乙烯2006年算機控制系統。上位計算機以PLC同系列的工控線(xiàn)性電阻(二極 管)進(jìn)行浪涌吸收。使用隔離或安全機或品牌工控機為宜,其上位計算機處理器柵不僅可把危險區的現場(chǎng)回路信號有效隔開(kāi),還能大(CPU)操作系統、內存 、硬盤(pán).CRT等要滿(mǎn)足要求。大增強PLC檢測和控制回路的抗干擾能力。特別適人機界面也可選用同系列的操作面版。根據負載要合PLC的I/O模塊。對參與控制的開(kāi)關(guān)信號采用繼求,選用一定容量的電源模塊(PS)。就整個(gè)控制系電器輸出,對PLC模塊有保護和抗干擾作用。統而言,為確保安全,不丟失系統的數據,最好配置2.2正確接地不間斷電源(UPS)。-般來(lái)講,PLC有良好的抗干擾能力。但是在1.2軟件描述現場(chǎng)工藝設備、電器設備復雜的情況下,還應該按規西門(mén)子公司(SIMENS)開(kāi)發(fā)的STEP7系統軟定做好接地工作。接地是抑制噪聲、防止干擾、確保件是用于SIMATIC S7/M7/C7等PLC組態(tài)和編程設備和人身安全的主要方法。接地有多種形式,選的標準軟件包,為用戶(hù)實(shí)施自動(dòng)化工程提供了各種擇本質(zhì)安全接地、系統直流工作接地和信號屏蔽接不同的工具:SIMATIC管理器、符號編輯器、硬件配地是不可少的。實(shí)踐證明,在安裝過(guò)程中,正確接地置和參數設置、通信和信息功能。為生成用戶(hù)所編與屏蔽結合可解決干擾問(wèn)題。程序提供了語(yǔ)句表(STL)、梯形圖(LAD)、功能塊圖.PLC調試(FBD)等標準化的編程語(yǔ)言。STEP7 標準軟件包在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,PLC系統調試能保證安通過(guò)可選軟件包進(jìn)行擴展,這些軟件包分為工程工全 、準確控制生產(chǎn)過(guò)程,達到優(yōu)化控制的目的。調試具、運行版軟件和人機接口,且有選擇不同模塊時(shí)所過(guò)程中應重點(diǎn)結合水聯(lián)動(dòng)試車(chē),完善軟件組態(tài),發(fā)現提供的可供選用的軟件,如SIMATIC ProTool 、硬件故障,模擬故障,連鎖報警等。ProTool/Lite和WinCC(視窗控制中心)軟件。前3.1檢查者是組態(tài)文本顯示器、操作人員面板的軟件,PLC安裝后進(jìn)人調試階段,通電前應認真做好WinCC是與SIMATIC產(chǎn)品無(wú)縫連接的組態(tài)軟件，檢查 :模塊的輸入輸出信號是否正確,站與站站與.是實(shí)現PLC與上位機通信及監控畫(huà)面制作的軟件，上位機通信接口插件是否正確、牢靠,控制器上的模是用于生產(chǎn)過(guò)程監控操作的技術(shù)獨立的基本系統，式開(kāi)關(guān)位置是否正確。其中重要的是檢查電源，確也是一個(gè)開(kāi)放的HMI系統,具有強大的功能模塊，認電源電壓接線(xiàn)正確,以防220 V交流電進(jìn)人模塊，適用于所有自動(dòng)化控制應用領(lǐng)域。對冗余系統還需造成損失。要選擇冗余軟件,對WINCC的選用要與硬件I/O3.2完薔軟件、測試硬件點(diǎn)的數量相結合,有容量128變量到64K變量不同PLC系統組態(tài)是根據工藝人員提出的工藝控的選擇。值得注意的是,對所選軟件要注意軟件版制技術(shù)要求和工藝指標形成的控制方案,在組態(tài)過(guò)本號,且上述軟件都有一個(gè)系統運行授權，因此,要程中將上述要求和工藝專(zhuān)家的實(shí)際操作經(jīng)驗,用計保(存)護好授權和授權盤(pán)及授權次數。如果準備備算機語(yǔ)言將其轉換成滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)過(guò)程的各種控制份有授權的硬盤(pán)，應在備份之前取出所有授權或從程序:順控、單回路、串級、前饋等。此過(guò)程工藝、儀備份中去掉授權。表技術(shù)人員的密切配合是很重要的,在調試過(guò)程中，2PLC的安裝要結合硬件測試、水聯(lián)動(dòng)試車(chē)過(guò)程反復進(jìn)行,在調試組成一個(gè)完整的PLC控制系統，除現場(chǎng)一次元的過(guò)程中使組態(tài)逐步完善,并由多方確認。件、變送器、電纜、控制室內控制盤(pán)(臺)上的硬件、軟啟動(dòng)控制系統,對記錄、指示單元，可在現場(chǎng)輸人件、電源等必須按規范安裝外,就PlC控制系統而標準信號進(jìn)人模塊,然后在CRT.上觀(guān)察顯示值,進(jìn)行言,還應當注意以下問(wèn)題。校準。對流量、物料液位單元的累計、指示，可結合水2.1保護與抗干擾聯(lián)動(dòng)試車(chē)進(jìn)行實(shí)物標定。計算誤差,根據工藝要求最模擬量的I/O信號線(xiàn)應與高電壓、大電流的主導大允許誤差的1/3 判斷:基本誤差≤1/3工藝誤差即線(xiàn)分開(kāi)鋪設,并采用屏蔽電纜。對PLC與上位機組認為中國煤化工作站輸出控制信號成的分布式控制系統,網(wǎng)間的連接采用標準化的插件(或b0HCNMHG行機構(調節閥)的進(jìn)行連接。為防止電源波動(dòng)和噪聲對系統的影響,可作用力阿x項伯虧奪龍古止傭。對報警、連鎖信號采用同系列的PS電源模塊或穩壓電源。為防止大的可用改變參數、現場(chǎng)發(fā)訊、短路等進(jìn)行調試。用切斷浪涌電流,可在模塊輸人/輸出端接人阻容電路或非電源、切斷負載拔出插件(卡)、人為調整等方法模擬34第8期謝海金:PLC在聚氯乙烯生產(chǎn)中的應用故障狀態(tài),測試系統對故障的檢測診斷和冗余功能。的信號大多是測量元件、變送器等,由此引起系統故障在整個(gè)調試過(guò)程中做好記錄是很重要的?？刂葡到y發(fā)生的概率在95%以上。在實(shí)際中多次遇到此類(lèi)問(wèn)通電運行,無(wú)負荷試車(chē),打通流程并穩定48 h,可參照題。故障1:5 C循環(huán)水系統,受控的冷水機組工作不GB50093 - 2000規定,視為調試完成(合格)。正常,PLC控制系統與上位機通信中斷,經(jīng)排查發(fā)現冷在測試過(guò)程中,注意模塊與變送器的匹配,例如:水機組匹配的壓力變送器受潮,更換后,系統正常。故SINATIC輸入模塊對個(gè)別流量變送器(橢圓齒輪流量障2:PLC控制的冷水流量系統不能自控,經(jīng)查發(fā)現提計、渦街流量計)不兼容,影響系統運行。解決方法:供流量信號的流量計的一個(gè)線(xiàn)圈燒壞，修理后系統正在流量變送器與輸人模塊間增加1個(gè)隔離器。常。故障3,PLC控制的電機不能啟動(dòng)。檢查發(fā)現因停4PLC運行維護,故障排除電檢修后,變頻器參數設定不正確,重新設定后系統工功能好的控制系統能達到工藝要求的控制水作正常。故障4,干燥系統上位機操作畫(huà)面溫度顯示:平,除系統設計合理,測量、變送準確,硬件選擇、軟- -點(diǎn)溫度時(shí)有時(shí)無(wú),另-點(diǎn)溫度偏低。檢查發(fā)現此點(diǎn)件組態(tài)先進(jìn),執行機構動(dòng)作靈敏外,系統運行維護和熱電阻接線(xiàn)端子松動(dòng),另一點(diǎn)熱電阻保護管外結有故障的快速排除也是很重要的。PVC粉塊,緊固接線(xiàn),清除粉塊后故障排除。4.1系統運行維護4.2.2 I/O模塊故障PLC系統投運前,應結合工藝和軟件組態(tài)情況模塊本身發(fā)生故障的概率在5%以下?？筛鶕幹啤恫僮魇謨浴?培訓系統儀表操作人員正確使用、模塊上的信號指示燈狀態(tài)做出故障判斷。模塊有故操作PLC控制系統,熟悉并掌握計算機操作畫(huà)面上障則指示燈不亮或顯示紅色,此時(shí)應檢查模塊插入工藝流程圖的各種圖標、操作按鈕、操作提示、控制前連接器是否插牢,接線(xiàn)是否松動(dòng)。對輸人模塊,也.面板、報警提示、記錄曲線(xiàn)等?？砂淹獠枯斎刖€(xiàn)斷開(kāi),用一-根導線(xiàn)把輸人端口與公系統投運后,要充分利用計算機的管理功能,每共線(xiàn)相連,達到判斷出是內部還是外部故障的目的。班操作人員輸入工號、姓名“登錄”上機。加強進(jìn)入對輸出模塊可用數字萬(wàn)用表判斷。對模擬輸人?？刂葡到y和修改參數權限密碼的管理。系統管理人塊,檢查保護二極管(電容)是否擊穿短路。對數字員對操作參數的修改,如PID參數、配方管理、報警輸出模塊,檢查輸出熔斷器是否開(kāi)路。對有中間繼連鎖值等要經(jīng)過(guò)工藝管理人員的認可。禁止非工作.電器輸出的數字模塊，可根據繼電器上的指示燈開(kāi)需要的軟盤(pán)、光盤(pán).U盤(pán)進(jìn)入計算機系統,以防病關(guān)是否吸合來(lái)判斷模塊是否有輸出。由于模塊沒(méi)有毒。系統維護人員平時(shí)應對已安裝PLC控制系統插槽規則,輸人地址由插槽決定,在實(shí)際操作中可用的表盤(pán)加鎖,防止非維護人員出于好奇亂動(dòng)控制器“替換法”確定模塊的質(zhì)量,以利于迅速達到排除故上的開(kāi)關(guān),引起故障。對插在控制器上的存儲卡不障的目的。故障5:干燥料倉的氣錘由PLC控制,如能帶電插拔,以防程序丟失。除做好巡回檢查外,重氣錘不動(dòng)作,檢查氣錘是好的,但輸出模塊指示燈不點(diǎn)是在工藝設備停電檢修后系統的重新投用,此時(shí)亮,用萬(wàn)用表檢查無(wú)輸出,判定模塊已損壞,更換新應認真檢查供電電壓. .控制器上的位置開(kāi)關(guān)及通信模塊后,氣錘正常動(dòng)作。接口插座。平時(shí)巡檢應注意觀(guān)察控制器、I/O模塊4.2.3控制器故障上指示燈狀態(tài),發(fā)現問(wèn)題及時(shí)排除。PLC中央處理單元在整個(gè)系統中出現故障的概率4.2 故障排除最小。故障多為相關(guān)的電源、通信總線(xiàn)、上位機,如操在使用、維護PLC控制系統過(guò)程中,對系統出現的作不當也易引起故障。當系統出現問(wèn)題時(shí)要檢查中央故障及時(shí)處理,維護人員要掌握PLC組成原理和計算處理單元上LED各指示燈狀態(tài)及開(kāi)關(guān)位置,如狀態(tài)和機知識,熟悉該控制系統的工藝流程和組態(tài)過(guò)程?？晌恢谜_,可判定中央處理單元是好的,如LED指示燈將控制系統的故障區域劃分為:外部設備、信號模塊、異常,則可從指示燈的顏色判斷硬件(軟件).時(shí)間、I/控制器(中央處理器、通信總線(xiàn)、電源、上位機)三部分。O、電池(電壓)、總線(xiàn)錯誤及操作狀態(tài),然后分別處理。充分利用該系統的自診斷功能,提供PLC的狀態(tài)概況，多數情況下按制器正常.器統仍不能運行,此時(shí)應指出每個(gè)模塊是否正常、有無(wú)故障或通道有無(wú)故障等，是否YHI中國煤化工機的連線(xiàn)，如MPI這對正確、快速判斷故障是有利的手段。C N M H G“非法操作",造成4.2.1外部設備故障 .上位機“死機”或“文件丟失”。( 下轉第38頁(yè))由于聚氯乙烯行業(yè)的特點(diǎn),提供給PLC控制系統85聚氯乙烯2006年液和1 g. L'甲基紅乙醇溶液混合。水分,%;V;為空白樣滴定時(shí)消耗鹽酸標準溶液的2.4分析步驟體積,mL;V2為試樣滴定時(shí)消耗鹽酸標準溶液的2.4.1 樣品消化體積,mL; c為鹽酸標準溶液的濃度,mol. L'; m稱(chēng)取細粉樣品0.2 g(準確至0.0002 g),轉移到為試樣的質(zhì)量,g;0.05306為與1.00mL鹽酸標準已干燥的凱氏燒瓶中,加入混合催化劑10 g,緩緩加溶液c(HCI)=0.1 mol. L-'相當的以克表示的丙人濃H2SO, 20 mL,搖勻,在通風(fēng)櫥內調節加熱套用烯腈的質(zhì)量。小火加熱至泡沫停止發(fā)生,再用大火(360~410 C)3比較加熱使之沸騰,溶液清亮后,再繼續加熱30 min。經(jīng)多次測定,氯乙烯-丙烯腈共聚樹(shù)脂中含丙2.4.2蒸館烯腈質(zhì)量分數在30%~40%時(shí),用灼燒法測定的腈消化液冷卻后,緩緩加入不含氨的水250 mL,根的含量偏差較大，且相對偏差大多都超出允許范.搖勻,冷卻,并加人沸石。連接凱氏燒瓶與蒸餾瓶，圍;而用凱氏定氮法得到最終腈根含量值比灼燒法餾出管的尖端插人已盛有20g. L'H,BO3溶液30得到的要大,且偏差都小于0. 20%,相對偏差也在mL和溴甲酚綠甲基紅混合指示劑0.5 mL的錐形1.0%~0.50%。通過(guò)采用紅外儀進(jìn)行元素仲裁分瓶中(餾出管的尖端要在液面之下)。通過(guò)加液漏斗析,測得結果與凱氏定氮法分析結果基本- - 致,誤差加人10 mol. L'NaOH溶液70 mL于凱氏燒瓶在允許的0.20%之內。中,輕輕搖勻,使內溶物混勻,然后加熱蒸餾;待餾出4.結論液達到200mL時(shí),停止蒸餾。凱氏定氮測試法可以用于測定氯乙烯-丙烯腈2.4.3 滴定共聚樹(shù)脂中丙烯腈的含量，控制其組成,該方法準收集的餾出液置于開(kāi)啟的磁力攪拌器上,用0.1確,重現性好。mol.L1鹽酸標準溶液滴定餾出液,顏色由綠色轉變[參考文獻]為灰色即為終點(diǎn),記錄消耗標準溶液的體積。[1]朱云新,余天石.氯乙烯-丙烯腈共聚物的開(kāi)發(fā)及應用按上述操作同時(shí)進(jìn)行空白試驗(不加人[].聚氯乙烯,2005,(2):22 - 25.氯乙烯-丙烯腈共聚樹(shù)脂)的滴定。[2]T Y Xic. Expcrimental investigation of vinyl chloride pol-2.5分析結 果的計算ymerization at high conversion- reactor dynamics[J].X =(V2-V)XcX0.053 06 X 100/[mX(1-X)],Journal of Vinyl Technology, 1991,13(1): 1- 25.(2[3]化學(xué)分析,化驗員讀本(第4版)(上冊)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.[編輯:劉玉君]式中:X,為試樣中丙烯睛的含量,%; Xz為試樣的(上接第35頁(yè))故障6:5 C水系統,PLC的上位機盤(pán)上的緊急授權。對一些操作不當引起的上位機.主畫(huà)面上的顯示、操作數據全無(wú),經(jīng)檢查是MPI多“死機”,可重新起動(dòng)上位機。停電后重新啟動(dòng)PLC點(diǎn)插頭松動(dòng),造成通信中斷,重插牢后,故障消除。系統,如系統運行不正常，可試著(zhù)按下STOP(或.同一系統,在停電后,系統重新啟動(dòng)后,上位機不能FRCE)按鈕,稍后,再按下RUN按鈕，也可解決問(wèn)進(jìn)入操作畫(huà)面,經(jīng)檢查發(fā)現鍵盤(pán)插頭損壞，更換后，題。要注意因工藝、設備引起的PLC“故障”。故障系統正常。故障7:PVC糊樹(shù)脂研磨系統停電檢修9:PLC控制的聚合循環(huán)水,不能控制水溫,經(jīng)反復后,系統不能運行,經(jīng)檢查發(fā)現是中央處理單元指示檢查,測量元件和PLC系統均正常。工藝人員發(fā)現燈正常，上位機顯示:“文件錯誤或丟失”。分析原因工藝.設備“正?！?最后排查發(fā)現供水工段的循環(huán)水可能是“非法操作”或病毒造成的,導致文件丟失。出水管上的閥門(mén)沒(méi)打開(kāi),開(kāi)啟后系統正常。取出授權后,重新安裝操作系統和組態(tài)程序,殺毒處5結語(yǔ)理,授權,系統正常。故障8:45 m'聚合釜PLC控實(shí)踐證明:PLC模塊化結構具有穩定性好、免制系統在順控過(guò)程中,系統“死機”,經(jīng)檢查發(fā)現控制維護的特點(diǎn),各種功能模塊能滿(mǎn)足和適應自動(dòng)化控器正常,分析原因是操作人員沒(méi)按正常程序操作,或制中國煤化工它與上位機組成的“非法操作”。由系統管理人員進(jìn)入系統后進(jìn)行“跳控制i用，能達到工藝控步”操作后,系統正常。制要CNMH C企業(yè)聚氟乙始工藝三七幾⊥4.2.4 其他PLC與上位機組成的控制系統,如果上位機的裝置的自動(dòng)化控制系統的改造。硬盤(pán)故障,需要更換,授權無(wú)法取出時(shí),可啟用授權3