無菌重結晶罐溫度AI自動控制系統

分類：解決方案日期：2009-08-11 08:40:48 來源：廠商

關鍵詞：程序控溫開關量遠程控制電機

概述：
中國加入WTO以后，各行各業都需要向國際接軌，在制藥行業中也面臨按國際標準來規范作業流程生產工藝的問題,因此生產的關鍵設備就成了一個非常重要的生產瓶頸。而目前國內的許多制藥廠所采用的重結晶工藝非常落后，達不到無菌要求結晶純度不夠，根本不能滿足現代生產的需要，急需采用較先進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重結晶罐自動控制系統。

一、FDP原料車間結晶罐工藝要求

FDP原料車間的結晶工藝的關鍵設備是二臺重結晶罐，在結晶過程有比較嚴格的工藝要求：
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．冷卻時間控制
4．重結晶罐內溫度顯示
根據上述的工藝要求，我們在原設備進行了優化實驗，經過多次驗證和對程序的優化，能夠達到工藝要求。系統采用較先進的自動控制方式。

二、結晶罐溫度控制系統設計方案

為達到上述生產工藝要求，系統采用各控制點分別采用單點高精度控制器進行單獨控制，各參數點分別采用單獨的數據采集設備進行單獨采集，將所有數據傳送至中心計算機進行集中顯示、分析和處理。系統結構如圖所示：

運行在32位Windows NT網絡平臺上，可掛接局域網或廣域網，并和程控網、工廠數據庫等連接，從工程師站及現場控制站提供資料存取、歷史數據采集、報警事件處理及為工廠數據庫提供資料存取服務。

三、系統硬件

系統硬件主要包括AI程序調節器、工業控制計算機、電動執行器，傳感器等

圖1：無菌、無人重結晶室、三方控制系統流程圖

圖2：電器控制回路原理圖

四、儀表選型及參數和自整定

1．重結晶罐的程序升溫控制0～50.00 C°。傳感器PT100要求顯示2位小數，輸出4～20mA信號給調節閥，間接控制冷卻水罐的溫度（±0.1C°），正負偏差報警，正作用調節。
選：增強型30段程序控制人工智能調節器AI-808PAXL2L2S4
輸入：PTI00鉑電阻顯示二位小數，采用自定義輸入規格Sn=10根據法執: 計算A01=1×1＋0×8＋1×16＋3×64＝209,A02=8333 A03=3209 A04=6418 d00 d01等參數,采用表格輸出值就是顯示值如下：將表格內參數輸入儀表。

輸出：控制電子調節閥選X模塊；設置參數O p t =4輸出4～20mA電流
正負偏差報警：選L2 、L2模塊；設置參數AOP=0035正偏差則由AL1輸出；負偏差則由AU1輸出
通訊：選S4通訊模塊；注：配置多個模塊時信號之間要電氣相互隔離。
注：參數表可根據實際工藝要求修改

手動自整定：由于自整定執行時采用位式調節。此系統采用的執行器是調節閥，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
請將第一段溫度C 01 =改成常用溫度5度
第一步：按啟動運行(run)
第二步：按手動/自動切換A/M鍵切手動
第三步：先用手動方式進行調節閥門，等手動調節基本穩定后，再在手動狀態下啟動自整定，按A/M鍵2秒鐘出現“At”字樣，此時儀表輸出值限制在當前手動值±10％的范圍，而不是OPL及OPH定義的范圍，從而避免了生產現場不允許閥門大幅度變化的現象。經2～3次振蕩后，顯示器停止閃動“At”字樣即可。此時自整定參數M5、P、t自動計算出控制參數。
此外，當被控物理量反應快速時，手動自整定方式能獲得更準確的自整定效果。
自定結束后恢復工藝程序，即可投入運行。
2．系統溫度采集0～50.0℃,傳感器PT100鉑電阻三線制，1位小數，上下限報警。三線制輸入選J0模塊。
選：4路顯示報警儀AI-704MAJ0J0J0L2L2S
注：參數表可根據實際工藝要求修改

3．遠程電機三方控制啟停。
計算機遠程控制電機啟動/停止要模擬手動按鈕操作方式，要達到此要求，是為了保護電機熱過載后，電機自保持失效
選：4路開關量輸出模塊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）
在軟件組態時
啟動電機：下傳L5常開繼電器觸點閉合命令，1秒鐘后下傳繼電器觸點釋放命令
停止電機：下傳L4常閉繼電器觸點斷開命令，1秒鐘后下傳繼電器觸點恢復常閉命令

五、系統軟件功能

實時數據顯示：現場智能儀表的各種數據通過現場總線上傳至上位計算機，在上位機中被測對象的數值將在流程圖以及單儀表窗口內以數值、曲線、棒圖等形式體現。
歷史數據顯示：系統運行過程中的各種數據被采集后存入歷史數據庫中，用戶可以隨意的從歷史庫中調出任一組數據進行分析。歷史數據還可以以趨勢曲線的形式進行顯示，用戶可以通過歷史曲線了解某些物理量在一段時間內的變化趨勢。
圖形顯示：根據系統運行的需要，可隨時從上位機中調出反應實際工藝的流程圖，從而以更為直觀的方式把握系統的運行狀態。
數據報表打印：該軟件根據用戶要求提供了多種數據報表，包括普通日報表、月報表、年報表、累計流量報表等，可隨時打印輸出。
數據輸入及參數修改：系統運行時，用戶可在上位機上輸入控制信息，這些信息通過現場總線傳輸到現場智能儀表中，控制現場儀表的運行，也可以在現場對智能儀表直接進行調整。
報警處理：當現場儀表的測量值偏離正常值時，現場儀表就向上位機傳送報警信息，上位機在接收到報警信號后將自動在屏幕上給出報警提示，并更新報警列表。
人機接口：對現場智能儀表的管理和監控由控制室中的上位機完成，操作人員通過計算機發出監控指令，完成對現場儀表的控制和調節。同時，還可通過計算機顯示器獲取工業現場的測量數據和狀態信息。也可以在現場對智能儀表直接進行控制和調節。故障時可以采用手動控制，保證工藝的完整。

結束：

系統經過二年安全運行達到原設計要求，已廣泛推廣應用。

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