２０１３年第ｌ１期总第１３１期 ＳＩ Ｌ－Ｃ０Ｎ ＶＡＬＬＥＹ 画 基于ＰＣＳ７的溶剂回收控制系统 魏爽 （吉林化纤股份有限公司，吉林吉林１ ３２００１） 摘 要 相对于传统的粘胶纤维，新型溶剂法纤维具有杜绝源头污染和符合环保及可再生要求的优势，它是通过将 天然纤维素原料（浆粕）直接溶解在Ｎ一甲基吗啉一Ｎ一氧化物（简称ＮＭＭ０）和水的混合溶剂中，进行干湿法纺丝制得 的。其中，以溶剂回收环节最为关键。本文详细介绍了以ＰＣＳ７为基础的ＮＭＭＯ混合溶剂回收控制系统在工业上的应用。 关键词ＰＣＳ７；溶剂回收；ＮＭＭＯ 中图分类号：ＴＰ２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１—７５９７（２０１ ３）１１－０１ ３９—０２ １工艺概况 在本项目中，硬件采用西门子４ＯＯＣＰＵ。因现场仪表较分散， ＮＭＭＯ工艺是一种不经化学反应而生产纤维素纤维的新工 故采用ＰＲＯＦＩＢＵＳ ＤＰ总线对流量、液位、压力等进行通讯，节 艺，它利用ＮＭＭＯ中的叔胺氧化物对纤维素的溶解特性，将纤 约了大量电缆。ＰＲＯＦＩＢＵＳ提供三种通信协议类型：ＤＰ、ＦＭＳ 维素浆粕溶解，得到粘度适宜的纺丝液，然后经干喷湿纺得到 和ＰＡ。其中ＤＰ是一种经过优化的高速通信连接，专为自动控 纤维素纤维，经过凝固浴洗除纤维素中的溶剂，同时凝固液、 制系统和分散Ｉ／Ｏ设备之间的通信设计，用于分布式控制系统 清洗液巾的ＮＭＭＯ通过氧化法纯化回收凝固浴液，使用氧化剂 的高速数据传输。软件上，采用西门子的ＰＣＳ７’Ｖ６．０版，上位 Ｈ２０２氧化凝固浴中由ＮＭＭＯ分解来的产Ｎ一甲基吗啉，并把其 机操作设有两台工控机，工程师站与操作员站分开，并且丁程 氧化为ＮＭＭＯ，同时使溶液纯化脱色。ＮＭＭＯ溶剂在生产中约 师站设有密码保护。ＰＣＳ７拥有针对任何型号设备的灵活性，和 有９９．５％可回收再循环使用。 使用ＴＣＷＩＰ通讯的特点，组网和编程非常方便。 ２溶剂回收控制系统的设计 统计各点数后，为本套系统选定模块类型如表１所示。 表１使用模块类型 整个新型溶剂法纤维生产系统实现了工艺过程分散控制、 集中管理。完成各被控测点和设备运行状态的实时数据采集、 序号 名称 模块型号 预处理、报警、存储、优化、控制等功能。溶剂回收控制系统 ｌ 底板 ６Ｅ５７ ４００——１ＪＡ０１——０ＡＡ０ 是整个新型溶剂法系统的重要组成部分。基于ＰＣＳ７的溶剂回收 ２ 电源 ６ＥＳ７ ４０７——ＯＫＡ０２——０ＡＡ０ 控制系统实现生产过程中的全自动化，解决作为溶剂的ＮＭＭＯ ３ ＣＰＵ ６ＥＳ７ ４ｌ６—３ＸＲ０５一ＯＡＢ０ 的回收问题。 ４ 模拟量输入模块 ６ＥＳ７ ３３１——７ＫＦ０２——０ＡＢ０ 工艺流程如下： ５ 模拟量输出模块 ６ＥＳ７ ３３２—５ＨＤ０１—０ＡＢ０ 溶解＋———————————］ 数字量输入模块 ６ＥＳ７ ３２ １—１ＢＨ０２—０ＡＡＯ 蒸发 纯— 避查 凝固浴 ｆ ６７ 数字量输出模块 ６ＥＳ７ ３２２—１ＢＨＯ １－ＯＡＡＯ 纺丝 ９ ＩＭ１５３ ６ＥＳ７ １５３—１ＡＡ０３—０ＸＡｌ ——— 纯化——— ｆ１５ ＣＰ１６１３网卡 ６ＧＫ１ １６ｌ一３ＡＡ０１ 图１回收工艺流程 １７ ＰＲＯＦＩＢＵＳ通讯电缆 ６ＸＶｌ８３０—０ＥＨ１０ 本套工艺流程将回收分为纯化和蒸发提纯两部分，其中的 ３系统信息处理 设计难点在于，纯化过程中，温度对氧化反应的快慢和反应程 人机交互界面能方便丁作人员和Ｔ作系统之间的交互和 度影响很大，所以对于温度的要求很严格；Ｈ，Ｏ，的残余量会影 信息反馈，即输入参数之后能观察和监视系统运行的状态。就 响ＮＭＭＯ的稳定性，如果Ｈ，Ｏ，的残余量过多，会导致降解， ＰＣＳ７系统而言，是基于两门子ＷｉｎＣＣ ＨＭＩ系统的数据库，它 并且Ｈ，Ｏ，的加入量对反应进行的快慢和反应程度也有较大影响， 包含了两个方面的内容：组态数据库和运行实时信息数据库。 所以，对于Ｈ，Ｏ，的加入量的控制也极其严格。为了使回收率有 组态环境可以由１一作人员控制并生成各种画面，便于视屏监控。 效提高，本套系统中还在蒸发提纯过程，设计了回流部分。 实时运行部分根据组态环境的控制策略，采集数据、控制输出， 编程软件采用ＰＣＳ７系统软件，该软件集成了ＳＴＥＰ７与 显示正常和非常态情况。实时监控界面如图２所示。 ＷｉｎＣＣ的所有功能，用ＳＴＥＰ７编制程序后在ＷｉｎＣＣ中可以直接 操作员可对整套回收控制系统的各项仪表数据进行实时的 找到参数标记，方便了读取ＣＰＵ的数据；系统通过ＷｉｎＣＣ的信 息处理，以冈义并茂的人机界面形式，显示系统对各个工艺设 在线监视，并且可以通过参数设定报警值，当实时参数出现异 备的控制过程，显示各个工艺设备的运行状态和各种生产、工 常时，相应的监测点可通过颜色的变化提醒操作员注意，也可 艺信息，以及人为参与控制、调整有关生产和工艺参数的操作 配合设备进行声音报警。 内容。可以说西门子ＷｉｎＣＣ的操作员站（Ｏｐｅｒａｔｏｒ Ｓｔａｔｉｏｎ，ＯＳ） ４结论 是ＰＣＳ７系统通用的监控单元。它具有多种界面语言、结构清晰、 随着产业工业的不断发展，传统的ＤＣＳ系统已经不能满足 符合人机工程学要求等特点。 当前过程控制系统的设计要求和标准，在这种形势下，西门子