西门子全集成自动化过程控制系统PCS7在玉米油精制生产中的应用
2005/9/29 9:55:00
摘要：
西门子全集成自动化控制系统PCS7具有过程控制系统的所有特性和功能，过程控制简单而安全、方便信息网络和现场总线及仪表的集成，设计模块化，系统的扩展性强，是玉米油精制生产过程中理想的集成运行平台 .
关键词：
全集成自动化控制系统PCS7, 玉米油精制, 玉米毛油－－脱胶—中和—冲洗—漂白—过滤—结晶—软塔脱臭－－成品精制油
Abstract :
This paper introduces siemens total integration automation control system that has all the speciallity and function in the process control field, the process control is simple and safety, it is convenient for the information network, fieldbus and instrument to intergration, it is the perfect intergratin,running flat roof in the process of the corn-oil production
Key Words:
total integration automation control system PCS7, corn-oil product, Bleaching
Neutralisation, Filtration, Crystalisation, Soft Column calculation
一、 项目简介
1.吉林精制玉米油生产线年产精制玉米油10万吨，是我国目前最大的精制玉米油生产线.PCS7在该项目的成功使用，必将为PCS7在食品深加工领域的应用产生深远影响.
二、 控制系统构成
DCS
•1 sets of AS417H,1 sets of ES,2 sets of OS Client
Actual I/O
•AI:160 •AO:130 •DI:200 •DO:160 Total:650
控制网络图:(红圈部分为玉米油精制工段控制网络图)
三、 控制系统完成的功能
SIMATIC PCS7是西门子公司结合最先进的计算机软、硬件技术，在西门子公司S5，S7系列可编程控制器及TELEPERM系列集散系统的基础上，面向所有过程控制应用场合的先进过程控制系统。
SIMATIC PCS7过程控制系统具备了以下几个方面的特点：
高度的可靠性和稳定性,高速度，大容量的控制器,客户/服务器的结构,集中的，从上到下的组态方式,能灵活、可靠地嫁接于老系统,集中的，友好的人机界面,含有配方功能的批量处理包,开放的结构，可以同管理级进行通讯,同现场总线技术溶为一体.
SIMATIC PCS7采用优秀的上位机软件WinCC作为操作和监控的人机界面，利用开放的现场总线和工业以太网实现现场信息采集和系统通讯，采用S7自动化系统作为现场控制单元实现过程控制，以灵活多样的分布式I/O接收现场传感检测信号。
SIMATIC PCS7的通讯系统采用的是工业以太网和PROFIBUS现场总线。工业以太网 用于系统站之间的数据通讯，PROFIBUS用于现场控制及检测采集单元的数据交换。
SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言。现场设备库提供大量的常用的现场设备信息及功能块，可
大大简化组态工作，缩短工程周期。
四、 项目的工艺及控制方案
工艺顺序:玉米毛油－－脱胶—中和—冲洗—漂白—过滤—结晶—软塔脱臭－－成品精制油
附:典型工艺操作画面流程图及控制难点.
1.漂白中和操作画面流程图
控制难点:
* 漂白,中和计算算法复杂,工程单位转换繁琐.
LYE_AMOUNT:=(OIL_FLOW*(FFA/100+H3PO4_DOSED/10)*(NAOH_EXCESS_DOSED/100+1))/(FFA_MOLE_WEIGHT/1000*LYE_NORMALITY);
P3307SP:=(LYE_AMOUNT/MAXSTrokeLengthAmount)*65535;
DESIRE_FLOW_RATE_OF_PUMP:=OIL_FLOW*(H3PO4_DOSED/100)*1000/1692;
P3305SP:=(DESIRE_FLOW_RATE_OF_PUMP/MAX_flow_rate_of_pump)*65535;
FIC33201SP:=((LYE_AMOUNT*LYE_NORMALITY/Process_LYE_NORMALITY)-LYE_AMOUNT)*(1000/FIC33201Range);
* 更据FT33301(粗油)实际流量动态计算漂白土的一剤白土量,从而控制相
关进料阀及电机的交替开关时间.
2.过滤操作画面流程图
控制难点:
* 过滤顺控程序控制:结合PCS7-CFC,SCL功能,根据工艺要求,实现顺控生产过程中
任意中断,跳转,重复执行功能.
3.软塔脱臭
控制难点: 对软塔进料阀的连锁,时间控制,出料阀的调节,连锁控制要求较高.
五 项目中的难点:
1. 各工段顺序控制,油品配方复杂算法控制
2. 各工段泵,阀的时间联锁控制关系.
3. 各工段泵,阀的严格安全控制要求.
不过,SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言SCL。SCL是一种类PASCAL的高级语言，它采用IEC－1131的标准。利用SCL可以很方便地编制用户功能块。用SCL生成的功能块可在CFC中被多次调用。用户可以把过程的数学模型和优化控制策略用SCL编成功能块，直接下载到控制器中运行。这样，可以把过程的优化控制放在控制器中，全面实现对工艺过程的优化控制。如能熟练使用连续控制、顺序控制及高级编程语言SCL就可大大简化组态工作，缩短工程周期。许多工艺控制上的难点就会迎刃而解.
六 结束语
系统的投入时间:2004/8/20
运行情况:运行良好.
七 应用体会
项目进行当中，使用西门子自动化产品的体会:
1. 具有过程控制系统的所有特性和功能,过程控制简单而安全、方便信息网络和现场总线及仪表的集成，设计模块化，系统的扩展性强.
2. 现场总线技术,大量节省了电缆的费用，也相应节省了施工调试以及系统投运后的维护时间和费用.
3. SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言。现场设备库提供大量的常用的现场设备信息及功能块，可大大简化组态工作, 缩短工程周期.
4. SIMATIC PCS7具有ODBC、DDE、OPC、OLE等标准接口，并且应用以太网、PROFIBUS现场总线等开放网络，从而具有很强的开放性，可以很容易地连接上位机管理系统和其它厂厂商的控制系统。
5. 整套食品深加工生产工艺设备由阿法拉法公司提供,相关自动控制系统阿法拉法公司多选用其它公司DCS产品,组态复杂,需三个月左右,而用SIEMENS-PCS7组态非常方便,只需一个月左右,且调试修改也较其它公司DCS控制系统方便的多.
西门子全集成自动化控制系统PCS7具有过程控制系统的所有特性和功能，过程控制简单而安全、方便信息网络和现场总线及仪表的集成，设计模块化，系统的扩展性强，是玉米油精制生产过程中理想的集成运行平台 .
关键词：
全集成自动化控制系统PCS7, 玉米油精制, 玉米毛油－－脱胶—中和—冲洗—漂白—过滤—结晶—软塔脱臭－－成品精制油
Abstract :
This paper introduces siemens total integration automation control system that has all the speciallity and function in the process control field, the process control is simple and safety, it is convenient for the information network, fieldbus and instrument to intergration, it is the perfect intergratin,running flat roof in the process of the corn-oil production
Key Words:
total integration automation control system PCS7, corn-oil product, Bleaching
Neutralisation, Filtration, Crystalisation, Soft Column calculation
一、 项目简介
1.吉林精制玉米油生产线年产精制玉米油10万吨，是我国目前最大的精制玉米油生产线.PCS7在该项目的成功使用，必将为PCS7在食品深加工领域的应用产生深远影响.
二、 控制系统构成
DCS
•1 sets of AS417H,1 sets of ES,2 sets of OS Client
Actual I/O
•AI:160 •AO:130 •DI:200 •DO:160 Total:650
控制网络图:(红圈部分为玉米油精制工段控制网络图)
三、 控制系统完成的功能
SIMATIC PCS7是西门子公司结合最先进的计算机软、硬件技术，在西门子公司S5，S7系列可编程控制器及TELEPERM系列集散系统的基础上，面向所有过程控制应用场合的先进过程控制系统。
SIMATIC PCS7过程控制系统具备了以下几个方面的特点：
高度的可靠性和稳定性,高速度，大容量的控制器,客户/服务器的结构,集中的，从上到下的组态方式,能灵活、可靠地嫁接于老系统,集中的，友好的人机界面,含有配方功能的批量处理包,开放的结构，可以同管理级进行通讯,同现场总线技术溶为一体.
SIMATIC PCS7采用优秀的上位机软件WinCC作为操作和监控的人机界面，利用开放的现场总线和工业以太网实现现场信息采集和系统通讯，采用S7自动化系统作为现场控制单元实现过程控制，以灵活多样的分布式I/O接收现场传感检测信号。
SIMATIC PCS7的通讯系统采用的是工业以太网和PROFIBUS现场总线。工业以太网 用于系统站之间的数据通讯，PROFIBUS用于现场控制及检测采集单元的数据交换。
SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言。现场设备库提供大量的常用的现场设备信息及功能块，可
大大简化组态工作，缩短工程周期。
四、 项目的工艺及控制方案
工艺顺序:玉米毛油－－脱胶—中和—冲洗—漂白—过滤—结晶—软塔脱臭－－成品精制油
附:典型工艺操作画面流程图及控制难点.
1.漂白中和操作画面流程图
控制难点:
* 漂白,中和计算算法复杂,工程单位转换繁琐.
LYE_AMOUNT:=(OIL_FLOW*(FFA/100+H3PO4_DOSED/10)*(NAOH_EXCESS_DOSED/100+1))/(FFA_MOLE_WEIGHT/1000*LYE_NORMALITY);
P3307SP:=(LYE_AMOUNT/MAXSTrokeLengthAmount)*65535;
DESIRE_FLOW_RATE_OF_PUMP:=OIL_FLOW*(H3PO4_DOSED/100)*1000/1692;
P3305SP:=(DESIRE_FLOW_RATE_OF_PUMP/MAX_flow_rate_of_pump)*65535;
FIC33201SP:=((LYE_AMOUNT*LYE_NORMALITY/Process_LYE_NORMALITY)-LYE_AMOUNT)*(1000/FIC33201Range);
* 更据FT33301(粗油)实际流量动态计算漂白土的一剤白土量,从而控制相
关进料阀及电机的交替开关时间.
2.过滤操作画面流程图
控制难点:
* 过滤顺控程序控制:结合PCS7-CFC,SCL功能,根据工艺要求,实现顺控生产过程中
任意中断,跳转,重复执行功能.
3.软塔脱臭
控制难点: 对软塔进料阀的连锁,时间控制,出料阀的调节,连锁控制要求较高.
五 项目中的难点:
1. 各工段顺序控制,油品配方复杂算法控制
2. 各工段泵,阀的时间联锁控制关系.
3. 各工段泵,阀的严格安全控制要求.
不过,SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言SCL。SCL是一种类PASCAL的高级语言，它采用IEC－1131的标准。利用SCL可以很方便地编制用户功能块。用SCL生成的功能块可在CFC中被多次调用。用户可以把过程的数学模型和优化控制策略用SCL编成功能块，直接下载到控制器中运行。这样，可以把过程的优化控制放在控制器中，全面实现对工艺过程的优化控制。如能熟练使用连续控制、顺序控制及高级编程语言SCL就可大大简化组态工作，缩短工程周期。许多工艺控制上的难点就会迎刃而解.
六 结束语
系统的投入时间:2004/8/20
运行情况:运行良好.
七 应用体会
项目进行当中，使用西门子自动化产品的体会:
1. 具有过程控制系统的所有特性和功能,过程控制简单而安全、方便信息网络和现场总线及仪表的集成，设计模块化，系统的扩展性强.
2. 现场总线技术,大量节省了电缆的费用，也相应节省了施工调试以及系统投运后的维护时间和费用.
3. SIMATIC PCS7采用符合IEC－1131－3国际标准的编程软件和现场设备库，提供连续控制、顺序控制及高级编程语言。现场设备库提供大量的常用的现场设备信息及功能块，可大大简化组态工作, 缩短工程周期.
4. SIMATIC PCS7具有ODBC、DDE、OPC、OLE等标准接口，并且应用以太网、PROFIBUS现场总线等开放网络，从而具有很强的开放性，可以很容易地连接上位机管理系统和其它厂厂商的控制系统。
5. 整套食品深加工生产工艺设备由阿法拉法公司提供,相关自动控制系统阿法拉法公司多选用其它公司DCS产品,组态复杂,需三个月左右,而用SIEMENS-PCS7组态非常方便,只需一个月左右,且调试修改也较其它公司DCS控制系统方便的多.
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