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北京遠東儀表有限公司係統集成事業部工程部
劉繼軍、王清山、梁銘力
摘要：本文描述了聚氨酯塗料生產線的特點，結合GE PPS在武漢卓寶科技聚氨酯生產線中的應用。
關鍵詞：聚氨酯，PPS，高可用控製器
項目名稱：武漢卓寶科技有限公司1.5萬噸聚氨酯塗料控製係統
應用背景
聚氨酯塗料屬於一種新材料領域建築防水材料，技術含量高,由於其具有環保，無汙染、防水效果好、塗層彈性好、粘結力強、抗老化等特點，使其在建築防水領域得到了廣泛的應用。項目分為一、二期，長遠規劃為10萬噸/年，目前是一期年產15,000噸環保型聚氨酯塗料生產線，全廠自動化係統采用了GE的PPS係統。為國內已投入運行的生產線中投資規模最大，控製最先進的項目。
客戶需求
項目工期緊，控製係統立項到完成現場實施隻有近4個月的時間。控製工藝複雜，這就要求係統具有簡單、方便的特點。還要具有以下特點：
1、穩定，要保持連續生產。
2、高開放性和先進性，希望選用具有最領先技術的產品，同時由於規劃的需要，要求產品有好的開放性和拓展能力，以便以後進行擴建。
3、價格和產品的性能也是用戶關注的兩點。
解決方案
GE針對用戶的需求提供了新一代混合控製係統PPS來實施聚氨酯的生產控製。本項目的控製係統由三部分組成，分別為：人機界麵、控製器和I/O卡件。整個係統結構圖如下：
人機界麵部分：
采用最新的 PPS（Proficy Process System） 軟件，共設兩台站，一台為工程師站（工程師站兼操作員站），另一台為操作員站兼曆史數據站運行Proficy Historian及軟件。工程師站的主要功能在於實現過程係統控製策略的設計、開發和文檔生成以及可視化顯示畫麵組態，工程師站還能夠兼操作員控製台使用。操作員站兼曆史數據站負責提供可視化顯示畫麵、趨勢圖、PID 麵mian板ban和he係xi統tong的de報bao警jing列lie表biao以yi及ji曆li史shi趨qu勢shi的de記ji錄lu功gong能neng，操cao作zuo員yuan能neng夠gou對dui過guo程cheng控kong製zhi器qi進jin行xing監jian視shi控kong製zhi並bing確que認ren報bao警jing，操cao作zuo員yuan站zhan界jie麵mian選xuan用yong了le代dai表biao當dang今jin最zui新xin技ji術shu的deHMI軟件Proficy HMI/SCADA–iFIX。
控製器部分：
采用一對冗餘的PACSystems RX7i控製器,通過以太網與上位機連接。GE公司提供的PACSystems RX7i控製器是一款領先行業的高性能控製器，主頻高達600MB，用戶內存可達64MB，數據同步速率可達2.12G波特率，每一個掃描周期同步2次，主、從控製器可真正做到無擾切換。控製邏輯組態符合 IEC 61131（LD、FBD、IL和 SFC）要求。采用 VME 背板，並能支持第三方智能模塊。支持高速冗餘，備用控製器等待在熱備狀態、作為主控製器的鏡像。支持100Mbps EGD 以太網 I/O協議，以實現在子係統控製器和係統可視化軟件中通訊。
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（不需要硬件組態就能被係統自動識別）等特點。采用這種解決方案既滿足了用戶對連續運行穩定、可靠的要求，又滿足了用戶節約投資成本的意願。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。
控製工藝
生產過程包括了原料儲罐、原料計量、原料配比、反應釜加熱升溫、反應釜真空、反應釜降溫、出料計量等控製。需要控製的對象包括儲罐、原料計量槽，泵槽連鎖、反應釜溫度壓力控製及連鎖以及變頻控製等，在整個過程中，溫度、壓力及原料配比控製尤為關鍵。控製方案涉及到自動、手動、配方管理、微控、滯後、連鎖等控製手段。其中，典型的工藝方案摘要如下：
1) 甲組分生產工藝
將聚醚、蓖麻油、二甲苯按配方量投入反應釜，攪拌升溫，真空脫水至含水<0.15%後降溫，投入異氰酸及阻聚劑，聚合反應後降溫，真空脫泡，出料包裝入庫。
2) 乙組分生產工藝
將煤焦油、含水多元醇廢液、氯油、填充料投入反應釜中，升溫攪拌，經真空脫水後，冷卻降溫，投入不含水多元胺及各類助劑，攪拌均勻後，出料包裝入庫。
整個控製係統具有：
1) 方便美觀的操作員站界麵。係統工藝圖如下：
圖1：真空係統圖
圖2：原料儲罐係統圖
2）集中的曆史數據庫。係統采用統一的數據庫係統記錄過程實時數據和報警事件信息。
3）係統采用冗餘的高性能控製器，確保了係統的穩定運行。
4）易(yi)擴(kuo)展(zhan)性(xing)和(he)開(kai)放(fang)性(xing)。係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)根(gen)據(ju)需(xu)要(yao)增(zeng)加(jia)控(kong)製(zhi)器(qi)和(he)操(cao)作(zuo)站(zhan)，並(bing)且(qie)不(bu)影(ying)響(xiang)原(yuan)係(xi)統(tong)的(de)運(yun)行(xing)。同(tong)時(shi)，係(xi)統(tong)具(ju)有(you)很(hen)好(hao)的(de)開(kai)放(fang)性(xing)，可(ke)方(fang)便(bian)的(de)與(yu)第(di)三(san)方(fang)設(she)備(bei)通(tong)信(xin)，支(zhi)持(chi)Modbus、Profibus DP、OPC等通信接口。
實施結果
采用PPS方fang便bian了le係xi統tong控kong製zhi策ce略lve的de生sheng成cheng，采cai用yong統tong一yi數shu據ju庫ku變bian量liang名ming，簡jian化hua了le係xi統tong開kai發fa和he維wei護hu的de時shi間jian。高gao性xing能neng的de控kong製zhi器qi提ti升sheng了le運yun行xing效xiao率lv，提ti供gong的de解jie決jue方fang案an最zui大da程cheng度du的de保bao護hu了le用yong戶hu的de投tou資zi。同tong時shi，由you於yuPPS 係統良好的拓展性，確保了用戶能夠順利實施二期項目。隨著用戶對 PPS 係統的不斷熟悉，可以預期，PPS 係統更多的優點將不斷被用戶應用於生產過程中，給用戶帶來更大的利益，同時也為GE帶來更高的聲譽。
關於GE智能平台
GE智能平台是一個提供高新技術的企業，它為世界各地的用戶提供用於自動化控製和嵌入式領域的軟硬件產品、服務以及專業技術。我們為用戶提供一個獨特的、靈活的、超可靠的技術基礎，使得他們在包括能源、水處理、消費品、國防以及通訊等領域，獲得持續的競爭優勢。GE智能平台總部設在美國弗吉尼亞州的夏洛茨維爾，是GE企業解決方案業務集團的一員。需獲取更多詳情，請訪問www.ge-ip.com。
關於GE企業解決方案
GE企業解決方案通過提供集成的解決方案幫助客戶提升生產力和收益，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、電力係統保護和控製以及工廠自動化和Embedded計算係統。企業解決方案的高科技、高增長的業務包括傳感與檢測技術，安防，數字能源和智能平台。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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