Siemens PCS7过程控制系统在上海某化工股份公司S-PVC（聚氯乙烯）7m3中的应用
供稿：西门子（中国）有限公司
- 关键词：pid,流量计,工控,西门子培训
工程概述：
上海某化工股份有限公司是中国最大氯碱企业，综合实力列全国化工行业第三强，氯碱行业第一强。在激烈的投标竞争中,上海西门子工业自动化有限公司最终中标，负责主要在聚合厂房和干燥厂房建立自动化控制系统，以确保上海某化工股份有限公司年产3000T聚氯乙烯产品的设计规模。上海西门子工业自动化有限公司承接的工程范围包括: 硬件供货，项目管理，软件设计，系统集成，现场安装调试，客户培训等。
2001年4月11日，上海某化工总厂聚氯乙烯中试装置项目顺利竣工。上海西门子工业自动化有限公司采用了Siemens 公司最先进的PCS7过程控制系统作为全厂的自动化系统硬件平台，整个系统由1台417H(含德安，本安模块)，2台操作员工作站(其中一个可作为工程师站),以及PROFIBUS PA仪表组成。成功地运用了PCS7的强大功能，诸如批量处理，事件驱动，冗余，Profibus PA, 以及本安远程I/O模块等
工艺简介：
S-PVC（聚氯乙烯）7m3中试工程是上海某化工股份有限公司技术中心，国家级中央试验室中试装置，该装置承担不同牌号聚氯乙烯的配方试验。其工艺流程主要分为：化学品配制、聚合回收、汽提与干燥、产品输送和公用工程六大部分。其中化学品配制、聚合、回收构成了整个批量控制过程，S-PVC树脂的全过程反应在7m3聚合釜内进行。
控制对象：
聚氯乙烯的每个批量的生产过程有22道工序，这些工序的自动控制是由PCS7系统中的顺序控制（SFC）来完成，顺序控制程序有35个单元，每个工序对应一个或数个控制程序单元，而每个单元的详细控制步骤则根据不同的时序图来描述。
控制要点：
聚合厂房为防爆2区，聚合工序实行批量顺序控制，通过高精度动态温度控制，从而实现对聚氯乙烯主要质量指标－－聚合度的控制。批量控制中设置安全检查和紧急事故处理，干燥工场采用现场总线设备
聚合釜内的升温，聚合，后阶段的汽提回收是该批量过程中较复杂的过程控制，该过程中有较多的控制方式，PD、PID以及分层、比率等控制在诸多复杂回路控制中均占有较多的成份，利用CFC强大的功能块特性和SFC灵活的顺控满足了工艺控制过程中许多控制要求。
系统配置：
系统配置了两台操作站，其主要功能包括：
·过程数据显示和操作
·系统和过程报警
·实时和历史趋势显示和记录
·批量设定、操作和记录
·过程设备管理
·组态和调试
由于预装了系统软件，维护工程师可随时登录将操作站切换到工程师站状态，并可进行在线修改。
作为一个典型的批量生产过程，在一批产品的生产过程当中，若由于控制系统故障导致生产中断将造成极大的损失。我们选用了带有AS417H全冗余控制器，从而保证了20年的平均无故障时间。另外其集成的4MRAM，加上另又扩展的4MRAM，丰富的内存资源满足了批量控制对系统资源的较大却非稳定性的要求。同时系统所配置的S7-400组件和采用有源底板总线的ET200M都具有在线插拔功能。
系统采用4级网络系统：
·以太网――批量控制服务器和操作站的数据传输
·工业以太网――系统总线，操作站和控制器间的数据传输
·PROFIBUS-DP――系统I/O总线，控制器与I/O站间的数据传输
·PROFIBUS-PA――系统与PA智能仪表的数据传输
对危险区的信号隔离采用了STAHL的IS-1系列本质安全模块，本身自带冗余Profibus-DP接口，直接接入PCS7冗余I/O总线系统，又配有符合PCS7标准的驱动模块，即保证了整个方案的安全可靠，而系统又相对一致和更经济。
我们的方案中还包括29台PA智能仪表，在向操作站传输过程控制信号的同时又传送了大量的状态信息。利用PDM设备管理软件和所有通讯部件所集成的导向功能，所有仪表的参数设置和调试都可在中控室完成。从而在装置安装、调试以及后来的维护中，提供了极大的方便，大量降低了材料和人力成本。