1、化工反应釜生产控制流程四车间 1#4#反应釜生产自动化控制流程总体可分为以下部分，3 个原料储罐和 1 个水罐的独立自动/手动进料进水控制、4 个反应釜按照配方自动/ 手动进料搅拌生产控制。从控制模式上划分，本系统分 为手动控制和自动控制两个模式，上位界面设置整个控制系统的手动/自动切换 按钮，手动模式下允许操作员通过鼠标对系统中的所有设备进行打开/关闭、启动 停止操作，此模式下操作员对 3 个原料储罐和 1 个水罐的一键自动进料控制按钮和 4 个反应釜自动生产按钮无效。自动模式下系统中所有设备的手动控制无效，此模式下操作员可对 3 个原料储罐和 1 个水罐的一键自动进料控制和 4 个反应釜自
2、动配方生产启动。自动生产过程中不允许切换到手动模式，当操作时输出禁止提醒。从控制区域上划分，本系统的控制包括 3 个原料储罐和 1 个水罐的独立自动/手动进料进水控制、4 个反应釜按照配方自动/手动进料搅拌生产控制。手动模式下所有设备均由操作员直接控制，本控制流程主要介绍自动生产模式下系统的控制逻辑。原料储罐进料控制鉴于原料储罐一键进料每个罐的控制逻辑相同，以下以 17#料储罐为例说明，其他同理。操作员可通过点击界面的“17#进料” 按钮开始进料。此时系统会自动检查17#料罐液位，当液位不在高高限时，系 统进入自动进 料控制逻辑，当液位大于等于高高限时系统自动停止进料。自动进料控制逻辑开始系统
3、会自动关闭 17#原料储罐出料阀和加压阀，检测 到出料阀和加压阀关到位信号后开启排空阀，当罐内压力排至小于 0.01bar 时，原料储罐进料阀自动打开， 检测到进料阀开到位时自动启动上料泵。原料被送至罐内。当罐内液位升至高限 报警设定值时，系 统开始自动报警，提示操作人员关 闭进料操作。若液位 继续 上升，到达 设定值高高限时，系统将自动关闭进料泵，检测 到泵停止信号后关进料阀，自动停止加料过程，并进行后台事件记录。当需要自 动进料时需重新点击“17# 进料”按钮开始进料。自动进料过程中也可以点击“停止进料” 终止自动进料 过程。原料进料控制级别高于生产过程控制。即在反应釜生 产过程中，操作人
4、 员可随 时根据需要进行原料储罐进料操作，而与系统处于自 动或手动无关。原料罐出料控制见反应釜配方生产部分。计量水罐进水控制鉴于计量水罐出水方式为泵出模式，计量的水罐的进水控制总体分为自动水位控制模式和手动进水模式。自动进水模式下，系统自动根据计量水罐称重重量与预设的计量水罐重量上下限进行自动进水与停止进水。当水罐重量低于预设重量下限时系统自动打开进水球阀进水，当水罐重量高于预设重量上限时系统自动关闭进水球阀停止进水。水罐重量上下限值在上位画面可进行更改设置。为减少控制波动，上下限重量比较控制中引入死区量，并在上位画面可更改设置。手动进水模式下，通过点击“进水按钮”和“停止进水 ”按钮实现水罐
5、的进水与停止进水。手动模式下，当点击“进水按钮” 时系统打开进水球阀，当点击“ 停止进水”按钮时 系统关闭进水球 阀。自动和手动进水模式下均有重量高限报警功能。计量水罐出水控制见反应釜配方生产部分。（建议水罐进水只设置自动进水按钮，手动控制通过点击进水球阀直接实现。 ）单个反应釜配方自动生产控制鉴于单个反应釜生产时每个反应釜的控制逻辑相同，以下以 14#反应釜进行所有 6 种物料生产为例说明，其他同理。反应釜配方自动生产控制流程如下：当 14#反应釜需要生产时，点击主画面下方的生产画面按钮打开生产画面。此画面下可以同时对 4 个反应釜进行生产操作。以 14#为例，开始进行生产准备操作 15 步
6、，生产准备 1 步：设置配方 点击此按钮可对本次生产的配方进行设置， （当本次生产的配方已有时可跳过本步，直接 进入 2 步）。 设置配方如下图所示：设置完成后输入配方名“14#釜测试配方” ，点 击“配方添加 ”按钮存储配方。配方设置完成。2 步、点击“ 读取配方”系统自动列出已存储的所有配方，选择“14#釜测试配方”。按 钮脚本自动将所选配方下发到 PLC 中的配方数 组。3 步、点击“ 设置批次”输入本次的产品批次，用于生产记录与数据查询。4 步、点击“ 设置系数”输入实际生产量重量与配方重量的倍数，默认为 1.5 步、点击“ 配方校验”读取 PLC 中配方数组中的所有数据到上位，用于校
7、验 PLC 中的配方与上位 设 定一致。生产操作当生产准备 15 步完成后便可开始生产操作。点击“自动生 产” 按钮开始生 产，此 时需满足 2 个条件应釜重量小于 50kg 3 个料罐均无正在进料标志否则自动弹出提示窗口。当条件均满足时，复位与 14#反应釜相关阀门。 进入自动生产 1 步：加压程序。上升沿首次触发复位 17#送料泵、进料阀关、排空阀关、出料阀关，延时 3 秒 and17#送料泵停、进料阀关、排空阀关条件启 动加压阀开。压力提升至 1.8kg，关闭加 压阀，当 压力低于 1.5kg 打开加压阀。将生 产过程中压力维持在 1.51.8kg。17#组份进料：当步序等于 1，压力大
8、于 1.5kg 时开始加配方中的 1 号组分 17#料，首先锁死 14#反应釜的其他进料阀门，其次打开 17#料罐出料阀、14#反应釜 17#料进料阀、17#料调阀开 10%，延时 2 秒后 17#料调阀开 100%。此时开启 14#反应釜搅拌机。17#进料重量实时在生产状态栏 17#料组分实际重量栏里显示。当实际重量小于工艺重量 50kg 时，17#料调阀开度设置 40%，当实际重量小于工艺重量 10kg 时，17#料调阀开度设置 17%，当实际重量大于等于工艺重量时，17#料调阀开度设置 0%，并关闭 17#料罐出料阀和 14#反应釜 17#料进料阀。同时输出 17#料进料完成标志，进入搅
9、拌间隔程序，当搅拌满足配方设定 1min 时，步序 1 完成，步序加 1 进入 151#物料进料逻辑。151#组份进料：当步序等于 2，压力大于 1.5kg 时开始加配方中的 2 号组分 151#料，首先锁死 14#反应釜的其他进料阀门，其次打开 151#料罐出料阀、14#反应釜 151#料进料阀、151#料调阀开 10%，延时 2 秒后 151#料调阀开 100%。151#进料重量实时在生产状态栏 151#料组分实际重量栏里显示。当实际重量小于工艺重量 50kg 时，151#料调阀开度设置 40%，当实际重量小于工艺重量 10kg 时，151#料调阀开度设置 17%，当实际重量大于等于工艺重
10、量时，151#料调阀开度设置 0%，并关闭 151#料罐出料阀和 14#反应釜 151#料进料阀。同时输出 151#料进料完成标志，进入搅拌间隔程序，当搅拌满足配方 设定 2min 时，步序 2 完成，步序加 1 进入 155#物料进料逻辑。155#组份进料：当步序等于 3，压力大于 1.5kg 时开始加配方中的 3 号组分 155#料，首先锁死 14#反应釜的其他进料阀门，其次打开 155#料罐出料阀、14#反应釜 155#料进料阀、155#料调阀开 10%，延时 2 秒后 155#料调阀开 100%。155#进料重量实时在生产状态栏 155#料组分实际重量栏里显示。当实际重量小于工艺重量
11、50kg 时，155#料调阀开度设置 40%，当实际重量小于工艺重量 10kg 时，155#料调阀开度设置 17%，当实际重量大于等于工艺重量时，155#料调阀开度设置 0%，并关闭 155#料罐出料阀和 14#反应釜 155#料进料阀。同时输出 155#料进料完成标志，进入搅拌间隔程序，当搅拌满足配方 设定 3min 时，步序 3 完成，步序加 1 进入散剂物料进料逻辑。散剂组份进料：当步序等于 4，锁死 14#反应釜的其他进料阀门， 输出散剂料放置确认标志（触发上位弹出散剂料放置确认画面），当上位确认后，并且地秤重量大于 20kg时，复位清洗水球阀、打开 14#反应釜散剂料进料阀 、散 剂
12、料调阀开度 20%，当反馈满足时启动散剂料泵，散剂料泵已启动并且进料实际重量小于工艺重量 100kg 时，调阀开度设置100%。散剂料重量实时在生产状态栏散剂料组分实际重量栏里显示。当实际重量小于工艺重量 50kg 时，散剂料调阀开度设置 40%，当实际重量小于工艺重量 10kg 时，散剂料调阀开度设置 17%，当实际重量大于等于工艺重量时，停止散剂料泵， 泵停止反馈为条件 关闭反应釜散剂料进料阀、散剂 料调阀开度设置 0%。同时输出散剂料进料完成标志，进入搅拌间隔程序，当搅拌 满足配方设定 4min 时，步序 4 完成，步序加 1 进入水进料逻辑。水组份进料：当步序等于 5，锁死 14#反应
13、釜的其他进料阀门，复位清洗水球阀、 调阀，打开 14#反应釜水进料阀、水 调阀开度 20%，当反 馈满 足时启动水泵，水泵已启动并且进料实际重量小于工艺重量 100kg 时，调阀开度设置100%。进水重量 实时在生产状态栏水料组分实际重量栏里显示。当实际重量小于工艺重量 50kg 时，散剂料调阀开度设置 40%，当实际重量小于工艺重量 10kg 时，散剂料调阀开度设置 17%，当实际重量大于等于工艺重量时，停止水泵， 泵停止反馈为条件 关闭反应釜水进料阀、水调阀开度设 置 0%。同 时输出水进料完成 标志， 进入搅拌间隔程序，当搅拌满足配方设定 5min 时，步序 5 完成，步序加 1 进入清
14、洗水进料逻辑。清洗水组份进料：当步序等于 6，锁死 14#反应釜的其他进料阀门，散剂料调阀 0%、水 调阀 0%、水泵停止。条件满足时打开 14#反应釜散剂进料阀、清洗水调阀开度 20%，当反馈满足时启动散剂泵。散剂泵已启动并且进料实际重量小于工艺重量 100kg 时，散剂调阀开度设置 100%。进清洗水重量实时在生产状态栏清洗水料组分实际重量栏里显示。当实际重量小于工艺重量 50kg 时，清洗水调阀开度设置 40%，当实际重量小于工艺重量 10kg 时，清洗水调阀开度设置 17%，当实际重量大于等于工艺重量时，停止清洗水水泵，泵停止反馈为条件 关闭反应釜散剂进料阀、清洗水 调阀开度设置 0%
15、。同时输出清洗水进料完成标志，进入搅拌间隔程序，当搅拌 满足配方设定 10min 时，步序 5 完成，步序加 1 进入步序 6。当检测到非以上 6 种物料时当前步序直接+1，直到步序 10 完成，输出 14#反应釜生产完成标志。上位 弹出生产完成提示框。生产过程中如果遇到异常情况需要停止生产，可以点击生产操作栏里的“ 生产中断”按钮 中断生产，与此反应釜相关的所有阀门 关闭。反应釜自动生产中原料储罐进料工况控制以 17#料进料为例。反应釜生产过程中可随时给任一个原料储罐进料，当点击“17# 原料进料”按钮时，输 出 17#进料标志并关 闭 17#料储罐出料阀、反应釜进料阀、 调节阀。然后进入原
16、料罐进料控制逻辑。当 17#罐输出进料标志时，有使用 17#料生产的反应釜被暂停，当点击“停止进料时”复位进料标志反应釜继续生产。两个以上反应釜同时进一种原料的工况控制4 个反应釜生产组分通过互锁解决同时生产同种物料的进料问题，即当 14#反应釜正在进 17#物料，此 时 15#反应釜也运行到 17#物料的步序，此时 15#反应釜生产被暂停，直到 14#反 应釜进料结束并关闭 17#料罐出料阀、17#料反应釜进料阀、17#料调节阀、输出 17#料进料完成标志，此时 15#反应釜继续生产，打开17#料罐出料阀、17#料反应釜进料阀、 17#料调节阀、复位 17#料进料完成标志。生产过程中生产中断
17、工况控制4 个反应釜各设一个生产中断按钮，此按钮的作用用于中断相应反应釜的生过程。当反应釜处于正在生 产过程中，点 击此按钮时 ，相 应反应釜的所有进料阀门关闭， 原料储罐的阀门 ，散 剂、水阀门、 泵关闭、生产停止。生产中断的反应釜未完成原配方设定料量，可通过以下两种方式进行修正。1、通过质量控制中的“PH 修正”添加剩余物料。并搅拌，完成后续生产。2、记录中断生产的实际进料量，重新设置修正配方，然后加载修正配方添加剩余物料，完成后续生产。程序设计总体设计思想：1、程序架构简洁、清晰、规律2、编程语言易读懂，易维护3、积木式，模块化架构4、注释清晰完整5、与上位连接简单化、规律化结构：1、启
18、动初始化2、设置输入输出 DB 缓存区，易于设备块的批量处理 fc3、扫描步 1 加载所有模拟量处理子程序 FC(FB)。FC 模拟量设备子程序调用所有模拟量处理块 FB。（for 循环处理） 每个 DB 对应上位每个模拟量一个结构变量，模拟量只修改模拟量块号，不用修改偏移地址，有 规律可循。模拟结构变量信息：模拟量 PV 值模拟量断线报警22.81mA工程量下限工程量上限4、扫描步 2 加载 FC 设备 子程序，FC 设备子程序调用所有的设备块 FB。每个设备一个 DB。每个 DB 对应 上位每个设备一个结构变 量， 设备变更只需修改设备块号，不用修改偏移地址，有规律可循。设备结构变量信息：
19、IN:设备手动/自动设备手动控制设备反馈状态/设备外部故障/设备诊断控制OUT:设备输出控制设备故障输出5、扫描步 3 所有设备的操作整合到设备 DB，/可省略6、AI 断线报警 设备故障报警，在 OB33（500ms）调用，分区汇总。7、扫描步 4 储罐进料子程序 FB 17# 151# 155#，上位直接连接背景 DB 所需信息。8、扫描步 5 水罐控制子程序 FB，上位直接连接背景 DB 所需信息。9、扫描步 6 反应釜生产子程序 14# 15# 16# 17#，上位直接 连接背景 DB 所需信息。 AI 数据用组态王历史数据库存储，可报表、 趋势查询。 AI DI 加 报警提示，可查询
20、。 模拟量标签根据报警可颜色变化，点击可查看单点趋势、设置报警限值、故障查看。 生产数据用关系数据库存储。可报表查询。 手动模式时点击“ 加载 配方”“自动生产”提示当前状 态；自动模式时手动操作设备提示当前状态。 反应釜手动出料连锁生产中和生产完成保护。 生产步序因进料、其它反应釜正在生产同种料暂停时，步序闪烁。 组态王双机配方同步、数据同步。 组态王工程路径下设系统更新记录文件，方便记录、查询。 上位诊断显示几种常见的 CPU 故障 （单个模块故障 需有诊断功能；硬件组态不符IO 访问出错 掉站）核心框架FOR i=1 TO 15 BY 1 DO /步数If 组 分=17# THEN GOTO 17;EXIT；ELSIF 组分=151# THEN GOTO 151;EXIT；ELSIF 组分=155# THEN GOTO 155;EXIT；ELSIF 组分= 水# THEN GOTO 水;EXIT；ELSIF 组分= 散剂# THEN GOTO 散剂;EXIT；ELSIF 组分= 清洗# THEN GOTO 清洗;ENDIF;17:.151:.155:.水:.散剂:.清洗:.
