王長友 張毅玨 陳曉俠

(大連交通大學(xué)電氣信息學(xué)院，遼寧 大連 116021)

丙烯腈是重要的化工原料之一，主要用于生產(chǎn)腈綸、ABS樹脂、丁腈橡膠、己二腈、丙烯酰胺及其他衍生物等。我國是亞洲地區(qū)最大的丙烯腈消費(fèi)國，為解決供需矛盾并爭取出口創(chuàng)匯，提高現(xiàn)有裝置的連續(xù)開工率和負(fù)荷率具有重要意義[1]。丙烯氨催化氧化法生產(chǎn)丙烯腈是目前最成熟和被廣泛采用的生產(chǎn)工藝[2]。丙烯腈催化劑是丙烯氨氧化法丙烯腈合成的關(guān)鍵。催化劑的活性和選擇性，對(duì)于提高丙烯腈的單程收率，減少副產(chǎn)物的生成，降低單耗，進(jìn)而提高生產(chǎn)負(fù)荷起決定性作用。因此，研制性能優(yōu)良的丙烯腈催化劑成為丙烯腈行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)之一[3]。丙烯氨氧化反應(yīng)機(jī)理與動(dòng)力學(xué)揭示了丙烯氨氧化反應(yīng)過程中催化劑的氧化-還原循環(huán)反應(yīng)機(jī)理，理論上催化劑不被消耗[4]，反應(yīng)器溫度達(dá)到250℃后，以一定的速度將數(shù)十噸甚至數(shù)百噸催化劑一次性壓入反應(yīng)器內(nèi)，連續(xù)生產(chǎn)300天以上不停車，催化劑的使用壽命可達(dá)五年左右。一旦定期采樣監(jiān)控到催化劑的質(zhì)量問題，就只能停產(chǎn)，損失不言而喻。因此丙烯腈催化劑在產(chǎn)出后和投用前必須進(jìn)行小試評(píng)價(jià)，以確保質(zhì)量可靠。

筆者針對(duì)XYA-5系列丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置“啟動(dòng)-平穩(wěn)-停車-降溫-更換催化劑再啟動(dòng)”，循環(huán)周期內(nèi)連續(xù)且無儀表操作人員干預(yù)的特點(diǎn)，采用跟蹤和限幅、抗飽和串級(jí)PID方法，設(shè)計(jì)其全自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)曲線升溫和恒溫，以及反應(yīng)壓力、原料注入、工藝步驟的程序控制。

1 丙烯腈生產(chǎn)工藝①

丙烯腈的主要生產(chǎn)工藝是流化床丙烯氨氧化法，其流程大致分為合成、分離、后處理、乙腈和硫氨5部分。整個(gè)裝置的核心是一個(gè)流化床反應(yīng)器。液態(tài)丙烯和液態(tài)氨進(jìn)入丙烯腈生產(chǎn)裝置，經(jīng)過丙烯和氨蒸發(fā)系統(tǒng)后形成兩股氣體在反應(yīng)器入口處混合，并與來自反應(yīng)器空氣壓縮機(jī)的空氣一起進(jìn)入反應(yīng)器底部。當(dāng)反應(yīng)氣體通過反應(yīng)器時(shí)，在催化劑作用下發(fā)生強(qiáng)放熱反應(yīng)，生成丙烯腈。反應(yīng)產(chǎn)物和未反應(yīng)的氣體通過旋風(fēng)分離器從反應(yīng)器上端的出口流出。反應(yīng)器出口氣體中包含有未反應(yīng)的氨、丙烯和氧氣，以及氮?dú)?、丙烯腈、乙腈、氫氰酸、二氧化碳、一氧化碳、水蒸氣和少量的其他物質(zhì)。這些熱的反應(yīng)氣體通過一臺(tái)換熱器，一方面加熱反應(yīng)器蒸汽盤管中的鍋爐水，一方面反應(yīng)氣體本身被冷卻到250℃左右。反應(yīng)器釋放出來的熱一部分用來維持反應(yīng)的正常進(jìn)行，另一部分通過垂直安裝于反應(yīng)器內(nèi)的蒸汽U形盤管來生產(chǎn)高壓蒸汽。反應(yīng)器溫度的控制是通過增加或減少使用飽和蒸汽盤管的數(shù)量，或調(diào)節(jié)反應(yīng)器的進(jìn)料量來實(shí)現(xiàn)的。

根據(jù)工藝分析和操作經(jīng)驗(yàn)可知，影響丙烯腈流化床裝置反應(yīng)溫度的主要因素是丙烯進(jìn)料、氨進(jìn)料、空氣進(jìn)料反應(yīng)壓力、撤熱水的溫度及流量等[5～7]。

2 丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置

丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置是按照工業(yè)丙烯腈的生產(chǎn)原理，根據(jù)動(dòng)態(tài)模擬理論而設(shè)計(jì)開發(fā)的微型生產(chǎn)模型，通過對(duì)反應(yīng)過程的溫度、壓力及原料質(zhì)量流量等工藝過程參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以期精確地滿足丙烯腈生產(chǎn)工藝的要求，最后對(duì)穩(wěn)態(tài)過程產(chǎn)物進(jìn)行采樣和色譜分析，得到丙烯腈催化劑的性能評(píng)價(jià)參數(shù)。

丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它主要由流化床反應(yīng)器、混合室、加熱爐及吸收瓶(液體取樣)等構(gòu)成。評(píng)價(jià)裝置與實(shí)際生產(chǎn)裝置的很大不同，也不需要后續(xù)的復(fù)雜處理過程。反應(yīng)器本身也有很多不同之處：評(píng)價(jià)裝置只有加熱器，不需要減溫裝置；反應(yīng)過程必須保持原料質(zhì)量以及比例和工藝參數(shù)的恒定，即在規(guī)定條件下的評(píng)價(jià)參數(shù)才具有可比性；評(píng)價(jià)裝置的反應(yīng)溫度恒定依靠加熱量調(diào)節(jié)，而生產(chǎn)裝置是通過調(diào)節(jié)乙烯進(jìn)料量控制溫度恒定的，因此評(píng)價(jià)裝置的控制精度要求更高。

圖1 丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置結(jié)構(gòu)示意圖

丙烯腈評(píng)價(jià)裝置的流化床反應(yīng)器是關(guān)鍵，它的加熱爐是一個(gè)鋼筒，外敷兩個(gè)功率相同的電阻加熱帶，分布在鋼筒的上下部分，可以分別控制實(shí)際加熱功率；兩個(gè)加熱帶與鋼筒間分別安裝了K型熱電偶溫度傳感器T8和T7，分別測量加熱爐上部和下部的溫度，用于串級(jí)控制。反應(yīng)器置于加熱筒內(nèi)，通過空氣隔離層傳熱，反應(yīng)器密封腔內(nèi)有一個(gè)空心中心柱，中心柱外分布若干布滿圓孔的床層，中心柱內(nèi)自下而上均勻分布有6個(gè)K型熱電偶溫度傳感器，其中T2和T5分別用于主反應(yīng)溫度的控制，放熱反應(yīng)主要在中下部完成。

丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置的工作原理：干空氣經(jīng)鋼筒內(nèi)反應(yīng)器外的空氣隔離層預(yù)熱后從最底部吹入，將延外壁滑落的催化劑充分氧化再生恢復(fù)活性，然后將空氣與催化劑混合體與自底部吹入的經(jīng)鋼筒內(nèi)反應(yīng)器外的空氣隔離層預(yù)熱后的丙烯和氨混合氣體一同吹向各層流化床(橫向擋板分成上、下多床層，每床開孔，床孔錯(cuò)位，催化劑上吹不能直接通過任意兩層)，使充分翻騰的催化劑顆粒表面與3種原料氣體充分接觸發(fā)生放熱反應(yīng)，反應(yīng)氣體自頂部壓力調(diào)節(jié)閥排出反應(yīng)器，經(jīng)硫酸瓶、兩級(jí)純水瓶降至常溫，不溶氣體經(jīng)吸收瓶后放空。待所有參數(shù)穩(wěn)定并定時(shí)1h后開始采樣定時(shí)，對(duì)15min內(nèi)的產(chǎn)物分別進(jìn)行氣相和液相色譜分析(用吸收瓶收集可溶性反應(yīng)產(chǎn)物，用氣囊收集不可溶性產(chǎn)物)，從而實(shí)現(xiàn)定量評(píng)價(jià)。待反應(yīng)器內(nèi)的溫度下降到一定值后再重復(fù)上述過程。

正常反應(yīng)時(shí)，流化床反應(yīng)器中心柱溫度自下而上從450～370℃呈梯度分布，橫向中心溫度最高，內(nèi)周壁溫度最低，氣流延中心柱向上，部分自頂部排出，部分延周壁回流至底部。反應(yīng)器外周壁與加熱鋼筒內(nèi)壁間留有空氣間隙，加熱鋼桶外壁裹有帶狀電阻加熱器并分為上、下兩個(gè)分別受可控硅控制，加熱帶外部用石棉保溫。

3 丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置全自動(dòng)控制系統(tǒng)

3.1 控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成

丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置自控系統(tǒng)的上位機(jī)采用一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，操作系統(tǒng)是WindowsXP。通過FIX組態(tài)軟件監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并將數(shù)據(jù)生成報(bào)表和曲線，如果試驗(yàn)中出現(xiàn)故障就報(bào)警。SHCAN5601智能網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)CAN協(xié)議和串口協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換。下位機(jī)采用3臺(tái)智能測控組件，完成對(duì)整套裝置的溫度采集，控制丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)系統(tǒng)的流量和壓力并向上位機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)?？刂葡到y(tǒng)的基本構(gòu)成如圖2所示。

圖2 丙烯腈評(píng)價(jià)裝置控制系統(tǒng)基本構(gòu)成框圖

3.2 上位機(jī)

3.2.1硬件

上位機(jī)由一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、網(wǎng)卡和UPS電源組成。

工業(yè)控制計(jì)算機(jī)具有良好的抗干擾性和穩(wěn)定性，是專門為克服工業(yè)現(xiàn)場較差的工作環(huán)境而設(shè)計(jì)的。網(wǎng)卡安裝于工控機(jī)內(nèi)，連接CAN總線和計(jì)算機(jī)串口。為了防止突然斷電而影響系統(tǒng)監(jiān)控，系統(tǒng)配備了一個(gè)在線式且有隔離功能的UPS電源。

3.2.2組態(tài)

FIX軟件的通用性較好，因而被廣泛應(yīng)用[8]。在使用FIX組態(tài)功能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，通過自身的I/O驅(qū)動(dòng)接口直接與下位機(jī)通信，傳輸方便[9]。FIX把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以直觀的數(shù)字或動(dòng)畫形式進(jìn)行顯示，便于技術(shù)人員查看。

3.2.3監(jiān)控畫面

利用工業(yè)組態(tài)軟件FIX設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)控畫面，用于監(jiān)控催化劑評(píng)價(jià)系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，顯示試漏曲線、儀器校對(duì)、監(jiān)控流程、投料監(jiān)控及故障報(bào)警等狀態(tài)。

以流程畫面為例，按照丙烯腈的生產(chǎn)工藝，流程畫面中設(shè)有混合室、反應(yīng)器、減壓閥及電磁閥等設(shè)備。在FIX軟件的圖庫中選出所需設(shè)備并雙擊，就可以設(shè)置該設(shè)備的參數(shù)，把選好的設(shè)備按照工藝要求連接在一起，就形成了丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置的流程畫面(圖3)。通過該流程畫面可以直觀地了解整個(gè)系統(tǒng)中流量、溫度及壓力等參數(shù)的變化，使操作人員可以實(shí)時(shí)掌握整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)運(yùn)行情況并在線修改主要參數(shù)。

圖3 丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置的工藝流程畫面

3.3 下位機(jī)

系統(tǒng)下位機(jī)選用SHCAN系列智能測控組件，該組件已應(yīng)用于多個(gè)工控系統(tǒng)，運(yùn)行穩(wěn)定且易于維護(hù)[10]。SHCAN6302兼有模擬量和各種溫度輸入控制功能，提供6路AI通道、兩路AO通道、6路RI(溫度輸入)通道，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)PID控制回路(包括串級(jí)PID)，支持雙機(jī)冗余。SHCAN6102智能測控組件與SHCAN6302的配置類似。

設(shè)計(jì)中選用了兩套SHCAN6102智能測控組件和一套SHCAN6302型智能測控組件，每組SHCAN現(xiàn)場總線智能測控組件控制現(xiàn)場相應(yīng)的電氣設(shè)備，并對(duì)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，按照相應(yīng)的邏輯程序進(jìn)行控制。所有閥門和報(bào)警器由繼電器驅(qū)動(dòng)。為保證設(shè)備、人員和生產(chǎn)過程安全，在現(xiàn)場設(shè)備與控制室設(shè)備之間連接有安全柵，見表1。

表1 催化劑評(píng)價(jià)裝置部件

SHCAN6102控制系統(tǒng)的流量和壓力。當(dāng)傳感器檢測到空氣、NH3、C3H6的流量和混合室壓力模擬信號(hào)時(shí)，由變送器將信號(hào)傳遞給SHCAN6102，經(jīng)SHCAN6102內(nèi)部的A/D轉(zhuǎn)換和控制運(yùn)算后得到數(shù)字信號(hào)，這些信號(hào)由SHCAN6102輸出端口輸出來控制現(xiàn)場閥門。由SHCAN6102控制程序運(yùn)算得出的開關(guān)量通過繼電器分別控制對(duì)應(yīng)閥的開、關(guān)。SHCAN6302采集系統(tǒng)全部的溫度輸入量并把溫度信號(hào)傳送到控制單元，分別采集反應(yīng)器上下部的內(nèi)外部溫度信號(hào)，并根據(jù)控制信號(hào)控制上下部加熱器的工作情況。傳感器檢測到反應(yīng)器中的溫度信號(hào)后傳送至SHCAN6302進(jìn)行串級(jí)PID控制。下位機(jī)把處理好的數(shù)字信號(hào)通過CAN總線的高低端傳至上位機(jī)，完成數(shù)據(jù)的監(jiān)控和記錄，并通過智能組件對(duì)上下部加熱器的開關(guān)進(jìn)行控制進(jìn)而完成對(duì)反應(yīng)器內(nèi)溫度的控制。

3.4 上下位機(jī)通信

網(wǎng)卡在CAN系統(tǒng)中，占有兩個(gè)裝置號(hào)，每個(gè)裝置號(hào)內(nèi)有2 048個(gè)數(shù)據(jù)單元編號(hào)，其中1號(hào)裝置的全部數(shù)據(jù)單元編號(hào)和2號(hào)裝置的第512～2 047數(shù)據(jù)單元編號(hào)，是用于下位機(jī)組件向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換單元。

當(dāng)下位機(jī)組件向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)時(shí)，下位機(jī)組件按網(wǎng)卡的裝置號(hào)向指定數(shù)據(jù)單元發(fā)送數(shù)據(jù)。網(wǎng)橋把下位機(jī)傳來的程序進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后傳到RS-232。當(dāng)上位機(jī)要讀取下位機(jī)傳送來的數(shù)據(jù)時(shí)，I/O驅(qū)動(dòng)就會(huì)讀取RS-232的數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)更新到FIX數(shù)據(jù)庫，F(xiàn)IX得到數(shù)據(jù)后就可以顯示了。

當(dāng)上位機(jī)向下位機(jī)組件傳送數(shù)據(jù)時(shí)，直接通過I/O驅(qū)動(dòng)程序按下位機(jī)組件裝置號(hào)向指定數(shù)據(jù)單元發(fā)送數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)過網(wǎng)卡，但不在網(wǎng)卡內(nèi)保存。而該數(shù)據(jù)要進(jìn)入下位機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，則需要通過組態(tài)接收數(shù)據(jù)組件模塊，在指定的數(shù)據(jù)單元讀取數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)交換過程如圖4所示。

圖4 上下位機(jī)數(shù)據(jù)交換過程

4 評(píng)價(jià)裝置的主要控制算法

下位機(jī)中對(duì)評(píng)價(jià)裝置的控制算法主要包括：原料質(zhì)量流量控制、反應(yīng)壓力控制、反應(yīng)器曲線升溫和恒溫控制。由于評(píng)價(jià)指標(biāo)必須具有可比性和高度的可重復(fù)性，工藝參數(shù)的精度和穩(wěn)定性都比實(shí)際生產(chǎn)裝置要求高很多。又由于評(píng)價(jià)裝置沒有專門的系統(tǒng)操作員在電腦前監(jiān)視和干預(yù)，而且每天要重復(fù)開爐到停車完整過程3～4次，所以對(duì)裝置的自動(dòng)化程度、穩(wěn)定性和重復(fù)性要求很高。

在系統(tǒng)調(diào)試階段對(duì)比了幾種先進(jìn)算法及解耦控制等，最終選擇了傳統(tǒng)PID和串級(jí)控制，實(shí)現(xiàn)了理想的控制指標(biāo)和高度的可重復(fù)性。雖然每個(gè)試驗(yàn)裝置的起始溫度和四季溫度不同，但在達(dá)到進(jìn)料溫度后，加原料氣體放熱反應(yīng)后的曲線升溫段和恒溫段的歷史曲線幾乎完全重合。

在該評(píng)價(jià)裝置中共有6個(gè)調(diào)節(jié)回路，其中3種原料氣的質(zhì)量流量和上下兩個(gè)反應(yīng)溫度共5個(gè)量采用的是串級(jí)調(diào)節(jié)。反應(yīng)器壓力控制為單回路，通過壓力反饋調(diào)節(jié)反應(yīng)氣體出口氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度，雖然壓力受到原料氣流量、原料氣溫度、反應(yīng)器溫度及吸收瓶液位等參數(shù)的影響，單回路PID調(diào)節(jié)可以達(dá)到很高的精度和快速性。為了保證流量精度，裝置采用了3個(gè)本安型Bronkhorst微小質(zhì)量流量控制器，其本身自帶PI調(diào)節(jié)和壓力、溫度補(bǔ)償，給定和反饋信號(hào)都采用4～20mA(DC)信號(hào)，因此只要對(duì)流量控制器的反饋信號(hào)有足夠的采樣精度，經(jīng)PID調(diào)節(jié)作為流量控制器的給定，與流量控制器串級(jí)，不難實(shí)現(xiàn)高精度的質(zhì)量流量控制。關(guān)鍵在于溫度的控制。

升溫、降溫還是恒溫取決于熱源與熱損失的平衡關(guān)系。評(píng)價(jià)裝置的熱源有兩個(gè)：鋼筒外側(cè)敷設(shè)的上下兩個(gè)電阻加熱帶；丙烯氨催化氧化反應(yīng)的放熱。熱損失也有兩方面：裝置對(duì)環(huán)境的散熱；3種原料氣吸熱被反應(yīng)氣帶走的熱量。兩個(gè)加熱器功率變化會(huì)相互耦合，使所有溫度測量值發(fā)生變化，任何一種原料氣的流量變化、反應(yīng)器壓力變化以及環(huán)境溫度變化，都將對(duì)反應(yīng)溫度的恒定產(chǎn)生影響；反之，反應(yīng)器溫度變化也會(huì)導(dǎo)致壓力調(diào)節(jié)PID動(dòng)作。傳統(tǒng)的PID串級(jí)調(diào)節(jié)不必考慮這些耦合關(guān)系，也不需要精確的模型，簡化了調(diào)試過程，并獲得了非常滿意的快速性、穩(wěn)定性和重復(fù)性指標(biāo)。關(guān)鍵在于PID參數(shù)的整定、主回路和內(nèi)回路相互跟蹤、分程限幅、積分分離、抗積分飽和、抗微分干擾以及輸出開方再控制可控硅移相觸發(fā)等因素。

5 丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置的程控步驟

首先，人工清理反應(yīng)器床層，定量裝入采樣催化劑，緊固密封反應(yīng)器，在監(jiān)控系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)處于全自動(dòng)方式時(shí)點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)開始，系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)程控過程。

評(píng)價(jià)裝置的程控步驟如下：

a. 等待。放空混合室和流化床反應(yīng)器，點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)開始”。

b. 設(shè)備密閉性自動(dòng)檢測。關(guān)閉壓力調(diào)節(jié)閥(即反應(yīng)物出口閥)，通入空氣至反應(yīng)壓力時(shí)關(guān)閉空氣閥保壓，檢測壓力下降速率。如果不合格，發(fā)出密閉性報(bào)警并退回步驟a，正常轉(zhuǎn)步驟c。

c. 加空氣，置流化床反應(yīng)器壓力調(diào)節(jié)PID自動(dòng)。

d. 曲線升溫，兩個(gè)溫度串級(jí)PID回路投自動(dòng)，當(dāng)T2達(dá)到進(jìn)料溫度時(shí)，轉(zhuǎn)步驟e。

e. 加原料氨氣置換混合室空氣，定時(shí)開始，時(shí)間到后轉(zhuǎn)步驟f。

f. 加原料丙烯，與氨氣混合后進(jìn)入反應(yīng)器，執(zhí)行放熱反應(yīng)曲線升溫段，PID參數(shù)組切換控制策略，當(dāng)溫度升至反應(yīng)溫度時(shí)，轉(zhuǎn)步驟g。

g. 穩(wěn)定反應(yīng)，反應(yīng)溫度穩(wěn)定后開始計(jì)時(shí)1h，發(fā)出報(bào)警信號(hào)提示采樣，采樣結(jié)束后點(diǎn)擊“停車”，轉(zhuǎn)至步驟h。

h. 停車。停止加熱，停止加丙烯，定時(shí)1min，待混合室內(nèi)的丙烯耗盡，停止加氨氣，用空氣置換混合室，壓力調(diào)節(jié)置手動(dòng)，閥開最大，繼續(xù)加空氣冷卻降溫至60℃以下，報(bào)警提示更換催化劑試樣，進(jìn)行下一個(gè)實(shí)驗(yàn)，關(guān)閉空氣，放空混合室和流化床反應(yīng)器，返回步驟a，等待點(diǎn)擊“實(shí)驗(yàn)開始”。

在以上任何步驟中，如果檢測到超溫或超壓時(shí)都會(huì)報(bào)警，并允許置總手動(dòng)干預(yù)，溫度或壓力超過聯(lián)鎖保護(hù)設(shè)定值，自動(dòng)轉(zhuǎn)停車步驟；所有步驟、工藝參數(shù)、報(bào)警保護(hù)及系統(tǒng)操作等，均有實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線記錄；每個(gè)步驟有各自的最長時(shí)間限制，達(dá)到最長時(shí)間無法自動(dòng)轉(zhuǎn)下一步，也報(bào)警提示；處于任何步驟或任何狀態(tài)，點(diǎn)擊“急?！?，直接轉(zhuǎn)向步驟h停車。下位機(jī)系統(tǒng)上電，直接進(jìn)入步驟h停車操作，并自動(dòng)轉(zhuǎn)步驟a等待。上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)登錄后處于總自動(dòng)狀態(tài)和主流程畫面，等待畫面切換和點(diǎn)擊按鈕操作。

根據(jù)以上程控步驟就能容易地繪制程控流程圖，全部控制功能在下位機(jī)組態(tài)實(shí)現(xiàn)，上位機(jī)只能改變被授權(quán)的相關(guān)參數(shù)，顯示并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)及報(bào)警等。

6 結(jié)束語

基于工控機(jī)和FIX組態(tài)軟件設(shè)計(jì)的丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置自控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集功能，包括對(duì)裝置溫度、流量、壓力和開關(guān)量的采集，A/D轉(zhuǎn)換后誤差在2‰以內(nèi)；設(shè)備的控制功能，包括溫度、流量、壓力和開關(guān)量控制；能夠控制流量閥、壓力排氣閥、電磁閥的開度，以及加熱器的啟停，而且控制精度較高、速度較快、穩(wěn)定性良好；實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，上下位機(jī)通過CAN總線通信；FIX軟件設(shè)計(jì)的監(jiān)測畫面，可監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，各個(gè)指標(biāo)的實(shí)時(shí)數(shù)值，操作簡單、方便控制。實(shí)際投運(yùn)結(jié)果表明：該裝置自動(dòng)化程度高、運(yùn)行可靠、工作效率高且工藝參數(shù)準(zhǔn)確，僅由4名采樣工三班倒就能穩(wěn)定操控3臺(tái)丙烯腈催化劑評(píng)價(jià)裝置連續(xù)運(yùn)行，為丙烯腈催化劑的連續(xù)生產(chǎn)提供了質(zhì)量監(jiān)控技術(shù)保證。

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