奧利司他氫化釜DCS自控系統(tǒng)設計

1、.奧利司他氫化反應工藝DCS自控系統(tǒng)設計奧利司他是一種新型處方減肥藥， 奧利司他主要通過抑制胰脂肪酶， 減少脂肪在腸道中的吸收而產生作用。它可以阻止對飲食中脂肪的吸收，大約可以使30%的飲食脂肪不被吸收。不僅能幫助患者減輕體重，也有助于維持體重。奧利司他的生產流程為原料發(fā)酵庚烷溶劑回收乙腈濃縮結晶氫化再結晶。 氫化工藝生產過程要采用氫氣等較為危險的物質，生產過程較為危險，屬于國家重點監(jiān)管的工藝。因此我公司設計上馬了一套DCS自動控制系統(tǒng)，同時也將提取，結晶等工序參數(shù)也接進系統(tǒng)。 利用 DCS可靠性高，反應迅速，能實現(xiàn)自我調節(jié)的特點去監(jiān)控氫化生產過程， 從而確保氫化生產的安全。本 DCS系統(tǒng)采用

2、和利時自動化有限公司生產的 HOLLiAS MACS-K系列 DCS控制系統(tǒng)，和利時公司是我國最大的自動化公司，有著強大的研發(fā)生產能力。 HOLLiAS MACS-K是和利時公司面向過程自動化應用的大型分布式控制系統(tǒng)，采用全冗余、多重隔離等可靠性設計技術， 并吸收了安全系統(tǒng)的設計理念， 從而保證系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。HOLLiAS MACS-K基于工業(yè)以太網和PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線構架，集成基于HART標準協(xié)議的 AMS對現(xiàn)場智能設備進行統(tǒng)一管理， 并且可以輕松集成 SIS、PLC、MES、 ERP等系統(tǒng)，使現(xiàn)場智能儀表設備、控制系統(tǒng)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)之間的信息無縫傳送，實現(xiàn)工廠智能化、

3、管控一體化。同時，本系統(tǒng)集成火電、化工等各行業(yè)的先進控制算法平臺，為工廠自動控制和企業(yè)管理提供深入全面的解決方案， 從而實現(xiàn)生產、 設備和安全三大目標的最佳協(xié)調，幫助用戶實現(xiàn)最小的全生命周期維護成本、最大的設備投資回報。HOLLiAS MACS-K系列在以下幾方面充分體現(xiàn)了國際上 DCS系統(tǒng)的最新發(fā)展特點：開放化： DCS已經不是一個封閉的系統(tǒng)。 MACS-K系列可以方便的通過組態(tài)直接無縫集成第三方系統(tǒng)和設備， 無需更改系統(tǒng)程序。支持國際上常用的現(xiàn)場總線，可以方便添加第三方設備，如智能儀表、 PLC和變頻器。提供 OPC/DDE/ODBC等軟件標準接口，可與第三方的應用程序之間直接進行數(shù)據(jù)交換

4、。信息化： DCS已經超越一個傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的定位。 MACS-K系列有機集成了工廠與過程管理來大幅度提升企業(yè)的生產效率。智能化： DCS各子部件都已智能化。 MACS-K系列的各部件之間通過全數(shù)字信息進行協(xié)調控制。 每個 I/O 都配備 CPU芯片，實現(xiàn) I/O 通道級故障診斷。 各個部件都可以實現(xiàn)自診斷，自動報警。小型化： DCS的小型化是大勢所趨。 MACS-K系列采用低功耗設計，大大推進了系統(tǒng)的小型化。主控制器典型功耗為 6W左右， I/O 模塊典型自身功耗為 2W左右，體積大幅度縮小，可靠性進一步提高。高可靠： DCS的設計理念向安全系統(tǒng)靠攏。 MACS-K系列廣泛采用了在安全保護系統(tǒng)

5、中才使用的技術和器件。.以下為 KM控制系統(tǒng)架構圖如圖所示，系統(tǒng)網絡架構從上至下由管理網（ MNET） 系統(tǒng)網、（ SNET）、控制網（ CNET）三層構成。管理網為可選網絡層，用于和廠級生產管理系統(tǒng)如MES、第三方管理軟件等進行通訊，并可通過INTERNET實現(xiàn)安全的信息發(fā)布，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高級管理和共享。系統(tǒng)網連接工程師站、 操作員站、歷史站和控制站等系統(tǒng)節(jié)點， 支持 P-TO-P 對等網）、 C/S（客戶機 / 服務器）、 P-TO-P 和 C/S（混合）三種網絡結構，可快速構建星形、環(huán)型或總線形拓撲結構的高速冗余網絡，符合 IEEE802.3 及 IEEE802.3u 標準， 100/10

6、00Mbps 自適應?？刂凭W用于控制站的主控制器與各 I/O 模塊及智能設備的連接， 支持星形和總線形結構，符合 IEC61158（國標： JB/T10308.3-2001 ，歐標： EN50170），本系統(tǒng)共有工程師站一臺，操作員站一臺，歷史站兩臺，控制站一臺，同時配備防火墻和 OPC服務器，控制站包括 8 通道模擬量輸入模塊2 塊，模擬量輸出模塊 1 塊，數(shù)字量輸入模塊2 塊，數(shù)字量輸出模塊2 塊。 CPU運算模塊 2 塊，互為冗余。同時因為現(xiàn)場儀表以及閥門均采用的是本安防爆級別。所以各輸入輸出模塊均配置了相應的安全珊。 AI 模擬量輸入安全柵16 個，AO模擬量輸出安全珊4 個，DI 數(shù)

7、字量輸入安全珊16 個，數(shù)字量輸出安全珊10 個，從而整個生產過程安全性能大為提高。.下面具體介紹各個反應過程的監(jiān)控設計以下為庚烷回收以及乙腈濃縮過程流程圖以下為結晶過程流程圖庚 烷回收罐，乙腈濃縮罐，結晶罐各有一個溫度計，信號均接入 DCS，以便于操作 人員 隨時 監(jiān)控 反應 釜 溫度 ，掌握反 應過 程， 溫度 計的 型號 均為WZPB-243/N-B-5HN，量程為 -50-150 度， 4-20MA 信號，直流 24V 電源，溫度計探頭直徑 5mm，帶現(xiàn)場顯示， 采用本安防爆， 儀表防爆等級為 ExiaIICT6 ，生產廠家為西安儀表有限責任公司。.以下為氫化工藝PID 圖放空PT2F

8、TM氫氣進氫氣調節(jié)熱水進熱水出冷水進冷水出氫化釜TTPT1該系統(tǒng)有一個溫度變送器，兩個壓力變送器，一個流量計， PT1 代壓力變送器， TT 代表溫度變送器。分別用于測量反應釜內的的溫度和壓力。溫度變送器與壓力變送器分別與熱水進出口閥。冷水進出口閥。放空閥。氫氣進口閥。反應釜電機連鎖。當溫度報警時，關閉熱水進出口閥，打開冷水進出口閥。打開放空閥。關閉氫氣閥。停止反應釜電機。這時候反應釜內溫度和壓力降低。保障了生產安全。當壓力報警時，關閉熱水進出口閥， 打開冷水進出口閥。 打開放空閥。關閉氫氣閥。 停止反應釜電機。 這時候反應釜內溫度和壓力降低。 保障了生產安全。PT2代表壓力變送器， FT 代

9、表流量計， 分別測量氫氣管道內氫氣的壓力和流量，同時用流量計去連鎖控制氫氣管道上的調節(jié)閥， 從而實現(xiàn)氫氣流量的閉環(huán)調節(jié)，保證氫氣流量的穩(wěn)定。壓力變送器 PT1的型號為 PDS473，信號為 4-20MA，量程為 -0.1-0.3MPA, 本安防爆要求，防爆等級為 ExiaIICT6 ，生產廠家是川儀股份有限公司。壓力變送器 PT2的型號為 PDS473，信號為 4-20MA，量程為 -0.1-1.5MPA, 本安防爆要求，防爆等級為 ExiaIICT6 ，生產廠家是川儀股份有限公司。溫度變送器的型號為WZGPK，信號為 4-20MA，量程為 0-100 ，本安防爆要求， 防爆等級為 ExiaI

10、ICT6 ，生產廠家是川儀股份有限公司。流量計的型號為YYF-HBI-015FD2N0SU1,信號為4-20MA，量程為 0-7Nm3/h, 本安防爆要求，防爆等級為ExiaIICT6 ，生產廠家是浙江迪元儀表有限公司。 同時考慮到 氫氣管道是有壓力的， 當在開啟閥門時， 壓.力大流速快。 與閥門還有儀表產生摩擦， 產生高熱而燃燒， 要是密封的話會產生爆炸的，所有用于該工況的產品都必須進行脫油、 脫脂處理 。所以壓力變送器PT2，流量計 FT，氫氣進氣調節(jié)閥，氫氣進氣切斷閥與氫氣接觸部分材料均采用了脫脂處理。氫氣管道上調節(jié)閥采用的是氣動薄膜調節(jié)閥，調節(jié)閥型號為 PZMB-4，閥體材料為 CF8

11、M，閥芯材料為 CF8M，閥門通徑為 DN20，氣源壓力為 0.25MPA,為氣開閥，接受 4-20MA信號調節(jié)，防爆等級為 ExiaIICT6 。氫氣進氣閥門采用的是氣動活塞式 O型切斷球閥，型號為 ZSHO-40KS，閥體材料為 CF8M，閥芯材料為 CF8M，閥門通徑為 DN25，氣源壓力 4 公斤 , 為氣開閥 , 閥身帶配套本安電磁閥和本安接近開關反饋，防爆等級為 ExiaIICT6 。四個冷熱水閥門以及尾氣閥門均采用的是氣動活塞式 O型切斷球閥，型號為 ZSHO-25BD，閥體材料為 CF8M，閥信材料為CF8M，閥門通徑為 DN25，氣源壓力 4 公斤。閥身帶配套本安電磁閥和本安

12、接近開關反饋，防爆等級為 ExiaIICT6 ，兩個熱水閥門為氣開閥，兩個冷水閥門為氣關閥，放空閥為氣關閥。 閥門生產廠家是浙江三方控制閥股份有限公司。 氫化反應中，閥門氣開氣關的選擇尤為重要。 閥門氣開氣關選擇主要從控制系統(tǒng)或者氣源出現(xiàn)問題的角度考慮， 當系統(tǒng)信號斷掉或者氣源斷掉時， 為了保證氫化釜的安全，需要關閉氫氣進氣調節(jié)閥，氫氣進氣切斷閥，熱水進出閥，打開尾氣閥，冷水進出閥，停止反應釜電機， 從而降低反應釜內的溫度和壓力， 保證反應釜的安全。所以氫氣進氣調節(jié)閥，氫氣進氣切斷閥，熱水進出閥為氣開閥，尾氣閥，冷水進出閥為氣關閥。以下是氫化控制流程圖.以下為再結晶過程流程圖再 結 晶 罐 各 有 一 個 溫 度 計 ， 信 號 接 入 DCS， 溫 度 計 的 型 號 為WZPB-243/N-B-5HN，量程為 -50-150 度， 4-20MA 信號，直流 24V 電源，溫度計探頭直徑 5mm，帶現(xiàn)場顯示，儀表防爆等級為 ExiaIICT6 ，生產廠家為西安儀表有限責任公司。以下為反應過程閥門趨勢圖趨勢圖中閥門的開關狀態(tài)顯示在上面，以便于我們隨時查看反應過程中各個閥門的開關狀態(tài)，掌握整個反應過程