富士電機於1975年10月發布DCS係統，是世界上最早研發出DCS係統的廠家之一。AX-2000集散控製係統是富士的第五代產品係統，是開放的新一代綜合控製係統，智能可靠的Process I／O 單元同時也被橫河的CS3000係統所采用。AX-2000係統具有良好的控製性能、實時靈活的通訊能力、直觀清晰的人機接口，係統擴展方便，獲得用戶較高評價。目前AX-2000係統廣泛應用與鋼鐵、化工、紙業、學校
、醫院、汽電共生、發電廠等過程。

     台塑企業自1954年起，即投入PVC相關過程的生產
，曆經五十餘年之努力
，目前ＰＶＣ粉年產能已達二佰八十七萬噸，不僅是台灣最大生產廠商，且是世界上最大的ＰＶＣfenshengchanchangshangzhiyi。weizhengqudaluneixiaoshichang，taisuqiyejijijinxingdalubuju，bingyudaluningbojingjijishukaifaquguihuayishihuazhuanqu，qiehuozhuntouzibaokuonianchanneng30萬公噸PVC廠，已於2005年1月完工生產。PVC廠的自動化控製采用了AX-2000係(xi)統(tong)
，本(ben)係(xi)統(tong)有(you)效(xiao)融(rong)合(he)了(le)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)技(ji)術(shu)和(he)符(fu)合(he)當(dang)代(dai)自(zi)動(dong)化(hua)發(fa)展(zhan)要(yao)求(qiu)的(de)通(tong)用(yong)技(ji)術(shu)，既(ji)能(neng)發(fa)揮(hui)開(kai)放(fang)性(xing)係(xi)統(tong)優(you)點(dian)又(you)能(neng)有(you)效(xiao)避(bi)免(mian)開(kai)放(fang)性(xing)係(xi)統(tong)缺(que)點(dian)。

 

     聚氯乙烯 (PVC -- Poly vinyl chloride)，為五大泛用樹脂之一 (PE、PP

、PS、ABS)
，自1934年左右被廣泛使用
，至今已70餘年；PVC是通用型樹脂

，具價格低廉、易加工、重量輕

、強度高、耐化學藥品性良好等優點，可經由不同的配料與加工程序製造成各種不同形貌且功能各異之產品

，故用途非常廣泛。PVC的是由VCM (Vinyal Chloride Monomer) 聚合而成，而VCM的來源為EDC (Ethylene DiChloride 二氯乙烷)，EDC則來自乙烯 (Ethylene) 及鹽 (Salt)， 工業上對於VCM之聚合，依照反應係統而區分為四種：

1. 懸浮聚合 (Suspension Polymerization )

      以少量分散劑加入水中，再加入VCM後保持攪拌，使VCM形成細小的微滴分散於水中，使用之啟發劑為單體可溶性者
，使聚合反應在單體微滴內進行
，反應後再經過過濾、幹燥等過程。以此方法所得聚合物不純物含量少
，反應溫度控製容易，為PVC製造的主流。

2. 乳化聚合 (Dispersion Polymerization)

     因VCMburongyushuizhong
，yincixujiaruruhuaji，shizhenggefanyingxingchengruhuazhuangtai，ruhuajiyibanweiyinlizihuofeilizizhijiemianhuoxingji，ershiyongshuirongxingzhiqifaji，cileishuirongxingqifajiyibanweiguoliusuanyanhuoguoyanghuaqing
，juhehouxingchengruzhuoyejingpenwuganzaohoukedelijing0.5~5u之乳化粉。

3. 塊狀聚合 (Bulk Polymerization)

    即(ji)不(bu)加(jia)入(ru)聚(ju)合(he)介(jie)質(zhi)，而(er)直(zhi)接(jie)使(shi)單(dan)體(ti)可(ke)溶(rong)性(xing)的(de)啟(qi)發(fa)劑(ji)在(zai)反(fan)應(ying)槽(cao)中(zhong)行(xing)聚(ju)合(he)反(fan)應(ying)
，生(sheng)成(cheng)聚(ju)合(he)體(ti)成(cheng)鬆(song)脆(cui)之(zhi)塊(kuai)狀(zhuang)物(wu)，因(yin)此(ci)必(bi)須(xu)予(yu)以(yi)粉(fen)碎(sui)，由(you)於(yu)不(bu)加(jia)入(ru)任(ren)何(he)添(tian)加(jia)劑(ji)，故(gu)純(chun)度(du)高(gao)
，透(tou)明(ming)性(xing)優(you)良(liang)。

4. 溶液聚合 (Solution Polymerization)

    以VCM、有機溶劑、啟發劑形成均勻的反應係再實施聚合反應，如此一部份反應熱可藉溶劑來傳遞，因此溫度調節較容易，然而由於溶劑連鎖移動 (Chain transfer) 的現象
，使得分子聚合度降低
，聚合速度也較慢，此外溶劑本身回收成本高；一般利用於製造塗料與接著劑用途。

 

 

      下圖為懸浮聚合典型的生產流程方塊圖，其中原料加料、聚合釜及卸料槽為批次過程控製，脫除塔

、幹燥機及SILO為連續式控製，若采用傳統儀表控製係統
，將很難達到全廠集成之功能，而DCS控製係統，可完全解決此問題，以先進的硬件控製係統，搭配強大的軟件功能，可完全實現複雜控製需求。

 

 

 

 

 

台塑寧波PVC廠的生產規模大致如下:

. 聚合釜8槽

. 卸料槽4槽

. 脫除塔4塔

. 幹燥機3列

. PVC粉SILO 31槽

    針對此生產規模，規劃之DCS係統提供過程控製盤26盤 (含12控製站) ，配電盤4盤
，繼電器盤21盤，中繼盤15盤，訊息庫站1站，工程師站1站，曆史訊息站1站

，SQL訊息庫1站，打印機2台，人機接口設備: 中控室操作站8站，現場操作站3站，遠程操作站4站
，緊急操作盤3盤
，氣體偵測監視站1站。

    依據過程控製的需求
，DCS係統總共采用了12個二重化的控製站
，總共安裝了622個I/O模塊，各類型I/O點數統計如下:

 

由上表可以看出總使用點數達11256點

，依照過程分區將這些監控點分配到12個控製站，分站原則如下:

 

 

該係統采用中央監視和分散控製的原理。

數據庫站(ADS－PC2000)――對數據庫進行一元化管理。

操作站(AOS－PC2000)――用於設備監控。

控製站(ACS－PC2000)――用於設備控製。控製站通過有效結合EI(電氣和儀表)兩種機能結構。能自由提取在監視控製係統中存儲數據
，想得到的數據可隨時被取出。

控製局域網(FL―net相對應)，用於連接控製站，數據庫站
，操作站，形成網絡
，使得數據得以傳輸。

另外，係統與商用軟件包相連也很簡單，能實現信息的高效率使用。

 

 

 

4.1 副原料調配

4.2 PVC品別配方管理

4.3 加料自動控製

4.4 連鎖控製

4.4 加料畫麵監視

4.5 聚合釜程序監控

4.6 聚合釜溫度控製

4.7 聚合釜攪拌機

4.8 聚合釜清洗

4.9 抑製劑中止

4.10 卸料槽過程控製

4.11 VCM回收

4.12 脫除塔過程控製

4.13 離心機連鎖

4.14 旋風幹燥機

4.15 流動床幹燥機

4.16 粉體輸送控製

    經過幹燥後的 PVC 粉會被輸送至 SILO 儲存，每一列幹燥機透過鼓風機可以輸送至不同的 SILO，利用程控，操作人員隻需要選取幹燥機及目的 SILO，其qi間jian的de三san向xiang閥fa將jiang由you程cheng控kong自zi動dong轉zhuan向xiang，除chu了le可ke以yi簡jian化hua操cao作zuo，亦yi可ke避bi免mian人ren為wei的de錯cuo誤wu發fa生sheng
，尤you其qi當dang路lu徑jing數shu量liang龐pang大da時shi，更geng能neng減jian輕qing操cao作zuo人ren員yuan的de負fu擔dan，由you於yu輸shu送song軟ruan件jian已yi規gui格ge化hua，新xin增zeng路lu徑jing的de操cao作zuo相xiang當dang簡jian單dan，路lu徑jing最zui多duo可ke達da1024條。

4.17 公用設備監視

    除了主生產流程的控製，針對公用設備
、套裝設備或獨立小係統，均可提供控製
、監視或集成的功能:

. RS-232/422/485 Modbus通訊接口支持。

. ETHERNET Modbus通訊接口支持。

. 冷凍機遙控啟停節能。

. VCM壓縮機訊息通訊監視。

. 空氣壓縮機訊息通訊監視。

. 紅黑渣分析儀訊息通訊監視。

. 冷卻水塔砂濾槽再生過程控製。

. 冷卻水塔風車自動啟停節能。

. 廢水處理過程控製。

. 廢氣廢液燃燒爐監視控製。

. 廠區照明自動控製。

. 供電回路電表訊息通訊讀取及統計。

. 公用流體用量監視及統計。

. 全廠區破裂盤狀態集成監視。

 

整個工程在2004年10月開始進行回路測試及各分區設備試運轉，經過各單位人員的合作及努力
，終於在2005年1月份產出首批PVC粉， AX係統運轉穩定正常
，係統各項功能均投入使用中。

 

 

 

 

參考文獻：