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無菌重結(jié)晶罐溫度AI自動控制系統(tǒng)

無菌重結(jié)晶罐溫度AI自動控制系統(tǒng)

 

廈門宇電自動化科技有限公司 技術(shù)部
關(guān)鍵詞：程序控溫 開關(guān)量遠(yuǎn)程控制電機(jī)

概述：
    中國加入WTO以后，各行各業(yè)都需要向國際接軌，在制藥行業(yè)中也面臨按國際標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范作業(yè)流程生產(chǎn)工藝的問題,因此生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備就成了一個(gè)非常重要的生產(chǎn)瓶頸。而目前國內(nèi)的許多制藥廠所采用的重結(jié)晶工藝非常落后，達(dá)不到無菌要求結(jié)晶純度不夠，根本不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，急需采用較先進(jìn)的自動控制方式來解決問題。海南長安國際制藥有限公司與廈門宇電自動化科技有限公司合作開發(fā)重結(jié)晶罐自動控制系統(tǒng)。

一、FDP原料車間結(jié)晶罐工藝要求

    FDP原料車間的結(jié)晶工藝的關(guān)鍵設(shè)備是二臺重結(jié)晶罐，在結(jié)晶過程有比較嚴(yán)格的工藝要求：
    1． 無菌無人操作，手動和自動雙模式，三方按鈕控制。
    2． 冷卻水的高精度溫度控制（±0.1C°）
    3． 冷卻時(shí)間控制
    4． 重結(jié)晶罐內(nèi)溫度顯示
    根據(jù)上述的工藝要求，我們在原設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過多次驗(yàn)證和對程序的優(yōu)化，能夠達(dá)到工藝要求。系統(tǒng)采用較先進(jìn)的自動控制方式。
 

二、結(jié)晶罐溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

    為達(dá)到上述生產(chǎn)工藝要求，系統(tǒng)采用各控制點(diǎn)分別采用單點(diǎn)高精度控制器進(jìn)行單獨(dú)控制，各參數(shù)點(diǎn)分別采用單獨(dú)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行單獨(dú)采集，將所有數(shù)據(jù)傳送至中心計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中顯示、分析和處理。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示：

    運(yùn)行在32位WindowsNT網(wǎng)絡(luò)平臺上，可掛接局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)，并和程控網(wǎng)、工廠數(shù)據(jù)庫等連接，從工程師站及現(xiàn)場控制站提供資料存取、歷史數(shù)據(jù)采集、報(bào)警事件處理及為工廠數(shù)據(jù)庫提供資料存取服務(wù)。
三、系統(tǒng)硬件
    系統(tǒng)硬件主要包括AI程序調(diào)節(jié)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、電動執(zhí)行器，傳感器等
圖1：無菌、無人重結(jié)晶室 、三方控制系統(tǒng)流程圖
圖2：電器控制回路原理圖
四、儀表選型及參數(shù)和自整定
1．重結(jié)晶罐的程序升溫控制0～50.00C°。傳感器PT100要求顯示2位小數(shù)，輸出4～20mA信號給調(diào)節(jié)閥，間接控制冷卻水罐的溫度（±0.1C°），正負(fù)偏差報(bào)警，正作用調(diào)節(jié)。
    選：增強(qiáng)型30段程序控制人工智能調(diào)節(jié)器AI-808PAXL2L2S4
    輸入：PTI00鉑電阻顯示二位小數(shù)，采用自定義輸入規(guī)格Sn=10根據(jù)法執(zhí):計(jì)算A01=1×1＋0×8＋1×16＋3×64＝209,A02=8333 A03=3209 A04=6418 d00d01等參數(shù),采用表格輸出值就是顯示值如下：將表格內(nèi)參數(shù)輸入儀表。
    輸出：控制電子調(diào)節(jié)閥選X模塊；設(shè)置參數(shù)O p t =4輸出4～20mA電流
    正負(fù)偏差報(bào)警：選L2、L2模塊；設(shè)置參數(shù)AOP=0035正偏差則由AL1輸出；負(fù)偏差則由AU1輸出
    通訊：選S4通訊模塊；注：配置多個(gè)模塊時(shí)信號之間要電氣相互隔離。
注：參數(shù)表可根據(jù)實(shí)際工藝要求修改
    手動自整定：由于自整定執(zhí)行時(shí)采用位式調(diào)節(jié)。此系統(tǒng)采用的執(zhí)行器是調(diào)節(jié)閥，輸出不允許大幅度的波動，故采用手動自整定。此儀表是程序表AI-808PXL2L2S4首先設(shè)定好程序，
第1段C 01 = 30 t 01 = 60
第2段C 02 = 5 t 02 = 30
第3段C 03=5 t 03 =－121
請將**段溫度C 01 =改成常用溫度5度
**步：按啟動運(yùn)行(run)
**步：按手動/自動切換A/M鍵切手動
第三步：先用手動方式進(jìn)行調(diào)節(jié)閥門，等手動調(diào)節(jié)基本穩(wěn)定后，再在手動狀態(tài)下啟動自整定，按A/M鍵2秒鐘出現(xiàn)“At”字樣，此時(shí)儀表輸出值限制在當(dāng)前手動值±10％的范圍，而不是OPL及OPH定義的范圍，從而避免了生產(chǎn)現(xiàn)場不允許閥門大幅度變化的現(xiàn)象。經(jīng)2～3次振蕩后，顯示器停止閃動“At”字樣即可。此時(shí)自整定參數(shù)M5、P、t自動計(jì)算出控制參數(shù)。
    此外，當(dāng)被控物理量反應(yīng)快速時(shí)，手動自整定方式能獲得更準(zhǔn)確的自整定效果。
    自定結(jié)束后恢復(fù)工藝程序，即可投入運(yùn)行。
2．系統(tǒng)溫度采集0～50.0℃,傳感器PT100鉑電阻三線制，1位小數(shù)，上下限報(bào)警。??線制輸入選J0模塊。
    選：4路顯示報(bào)警儀AI-704MAJ0J0J0L2L2S
注：參數(shù)表可根據(jù)實(shí)際工藝要求修改
3．遠(yuǎn)程電機(jī)三方控制啟停。
    計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程控制電機(jī)啟動/停止要模擬手動按鈕操作方式，要達(dá)到此要求，是為了保護(hù)電機(jī)熱過載后，電機(jī)自保持失效
    選：4路開關(guān)量輸出模塊AI-301ME5L4L5L4S
    模塊要求：
輸出有常開/常閉繼電器L4、L4模塊
輸出這有常開繼電器L5模塊
輸入動畫反饋I5、I5模塊
電器連接（見圖二）
    在軟件組態(tài)時(shí)
    啟動電機(jī)：下傳L5常開繼電器觸點(diǎn)閉合命令，1秒鐘后下傳繼電器觸點(diǎn)釋放命令
    停止電機(jī)：下傳L4常閉繼電器觸點(diǎn)斷開命令，1秒鐘后下傳繼電器觸點(diǎn)恢復(fù)常閉命令
五、系統(tǒng)軟件功能
    實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示：現(xiàn)場智能儀表的各種數(shù)據(jù)通過現(xiàn)場總線上傳至上位計(jì)算機(jī)，在上位機(jī)中被測對象的數(shù)值將在流程圖以及單儀表窗口內(nèi)以數(shù)值、曲線、棒圖等形式體現(xiàn)。
    歷史數(shù)據(jù)顯示：系統(tǒng)運(yùn)行過程中的各種數(shù)據(jù)被采集后存入歷史數(shù)據(jù)庫中，用戶可以隨意的從歷史庫中調(diào)出任一組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。歷史數(shù)據(jù)還可以以趨勢曲線的形式進(jìn)行顯示，用戶可以通過歷史曲線了解某些物理量在一段時(shí)間內(nèi)的變化趨勢。
    圖形顯示：根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要，可隨時(shí)從上位機(jī)中調(diào)出反應(yīng)實(shí)際工藝的流程圖，從而以更為直觀的方式把握系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。
    數(shù)據(jù)報(bào)表打?。?/font>該軟件根據(jù)用戶要求提供了多種數(shù)據(jù)報(bào)表，包括普通日報(bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表、累計(jì)流量報(bào)表等，可隨時(shí)打印輸出。
    數(shù)據(jù)輸入及參數(shù)修改：系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，用戶可在上位機(jī)上輸入控制信息，這些信息通過現(xiàn)場總線傳輸?shù)浆F(xiàn)場智能儀表中，控制現(xiàn)場儀表的運(yùn)行，也可以在現(xiàn)場對智能儀表直接進(jìn)行調(diào)整。
    報(bào)警處理：當(dāng)現(xiàn)場儀表的測量值偏離正常值時(shí)，現(xiàn)場儀表就向上位機(jī)傳送報(bào)警信息，上位機(jī)在接收到報(bào)警信號后將自動在屏幕上給出報(bào)警提示，并更新報(bào)警列表。
    人機(jī)接口：對現(xiàn)場智能儀表的管理和監(jiān)控由控制室中的上位機(jī)完成，操作人員通過計(jì)算機(jī)發(fā)出監(jiān)控指令，完成對現(xiàn)場儀表的控制和調(diào)節(jié)。同時(shí)，還可通過計(jì)算機(jī)顯示器獲取工業(yè)現(xiàn)場的測量數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息。也可以在現(xiàn)場對智能儀表直接進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。故障時(shí)可以采用手動控制，保證工藝的完整。
結(jié)束：
    系統(tǒng)經(jīng)過二年**運(yùn)行達(dá)到原設(shè)計(jì)要求，已廣泛推廣應(yīng)用。