双效外循环真空浓缩器

7.1. 系统概述

本项目中共有控制点约50点，自动控制系统采用高效、稳定的控制器，高速、安全的工业控制网络，精确的传感器和执行器，结合功能强大的工业控制应用软件。整个系统设计合理，技术可靠。控制系统实时监测系统内各种参数及设备运行状态，对控制回路进行自动控制，使设备协调、稳定地运行。控制系统可提高产品的产量、质量、稳定性，节约能源；同时降低人工干预，减少操作人员，并简化操作人员的培训、上岗周期，节约生产成本。

系统中控制参数具有良好的开放性。系统图形界面生动、直观，易于监 视，操作简单，人机界面友好；具有图形组态、趋势曲线、报警记录、数据处 理、报表输出等功能，对于生产的过程分析具有重要作用。

现场检测设备及执行设备均选用进口、合资产品及国内产品，工艺设备、管道上的仪表、执行器选用具有多个厂家、至少十年以上成功使用经验的产品。

7.2. 系统总体配置

系统设服务器1台操作员站、1台现场操作员站。操作员站采用 DELL 商用计算机。控制系统采用德国西门子公司 SIMATIC DCS，以及西门子组态软件。

7.3. 系统特点

（1）技术

控制系统选用德国西门子公司 DCS 系统，该产品是西门子公司近年主推的 产品，采用成熟、的技术，已经成熟地应用到国内外许多领域。

（2）操作简单

集中手动操作为在操作站上进行单台设备的操作，集中程控操作为自动控制方式操作，在主控室的上位机能够对全设备的运行进行监测和控制。

（3）易于维护

控制系统采用模块化结构，当某个模块故障时，可以方便地用新模块进行替换，整个系统的硬件维护简单易行。甲方工程师经过培训后，可以对软件进行定期维护和工艺参数的调整。

（4）系统功能强大

系统控制和数据处理系统接受过程变量的输入信号，按照组态数据的要求，对输入信号进行处理，进行显示、计算，传送输 出信号至执行单元。

在 I/O 信号处理方面，系统对模拟量提供线性化、补偿、累积、开方和报警功能；系统对开关量提供报警和状态变化的检测。

系统能够完成调节控制，联锁逻辑，软手动操作，由标准算法或用户程序 组合而成的自动顺序。

调节控制功能包括各种 PID 算法、标准计算、基本的控制功能等。

联锁控制功能包括用于调节控制的布尔逻辑和用于开关控制的梯形逻辑。顺序控制功能可以执行启停顺序、批量处理或任何预先定义的程序步骤。

（5）通讯能力

通讯系统能完成整个控制系统各站之间信息交换，将控制站采集的过程信号送往操作站显示、存储，将操作站的控制指令送往控制站，将控制站的输出信号送往各终端设备。

（6）多种工作模式相结合

系统具有自动、中控手动、设备维护、现场手动等多种工作方式，可对应不同的工况条件。

（7）定制的功能及画面

系统中既有中药生产控制统一风格的操作画面、图框，也有为本项目定制的特殊功能的画面，界面风格既有统一风格，又有要求，严谨、灵活、生动、方便、安全相结合。

7.4.控制系统方案

系统设置1个主控站，主控站CPU通过Profibus与控制站连接，PROFIBUS 现场总线是成功的开放现场总线，IEC61158/EN50175国际标准。PROFIBUS定义串行现场总线系统的技术和功能特性，通过PROFIBUS可以将较低层的分布式自动化设备联网到中高层的性能范围。设计用于在自动化系统和分布式I/O站以及现场设备之间进行通讯，特点是：高抗干扰度，全面开放，修复。

7.5. 控制系统介绍

7.5.1. 系统概述

控制系统建立新的过程自动化标准，具有的开放式平台，它为过程控制提供和低成本的面向未来的解决方案。控制系统的现代化设计和柔性结构使得包括规划、工程实施、调试、培训、运行和维护，也包括将来使用周期内的工厂设计成本能够大幅降低和经济运行。控制过程控制系统与SIMATIC技术结合，可以非常方便地满足对性能、可靠性、便捷性及安全运行的要求。控制作为全集成自动化过程控制系统，提供了数据存储、通讯和组态三者的统一 性功能。因此，控制系统是实现生产企业全集成自动化的标准平台，这种平台支持将所有生产过程集成到整个企业环境中。作为现代过程控制系统，控制系统组成一个统一和协调的完整系统，范围从工程实施一直到运行保证。

7.5.2. 硬件标准化

控制系统采用相同的标准 SIMATIC 部件。优点是：
●低硬件成本
●经过考验的质量和稳定性
●系统部件简单，可快速地确定和选择
●当扩展系统时，备件供货时间短
●在世界各地都能获得所需要的部件

7.5.3. 信息网络集成

西门子长期关注与操作管理层进行数据交换的国际工业标准，例如以太网、TCP/IP OPC，因而允许控制过程控制系统很容易地连到公司级信息网络中。因此在公司范围内可以保证各种应用能随时随地访问过程数据。

7.5.4. 现场系统集成

控制特别适用于把现场系统集成到过程控制系统，工厂是否配备传统的或智能的现场设备，或具有现代的基于总线的现场设备，对于控制系统来说都是 无关紧要的。
●易扩展性、灵活性和开放性
●实现分布和集中的 I/O
●扩展运行和监视范围，从单用户起动系统起，直至有客户机/服务器的分布式多用户系统
●通过附加各种软件和硬件来专门扩展操作员站的功能由于有良好的缩放性和各种扩展可能性，能与工厂的功能和要求相匹配，使成本显著降低。控制系统的开放性扩展到所有层次，这些包括应用程序的编程和数据传输接口，也包括图形、文本和数据的导入和导出、应用程序中的导入和导出。

7.5.5. 图形设计器

用于系统设备可视化和操作的图形都是由图形设计器设计的。 操作员站控制软件提供您丰富的资源，图形对象包括：
●标准化和图型化的对象
●按钮、检查框和滑块
●应用窗口和显示窗口
●OLE 对象、ActiveX 控件
●I/O 域、文本列表
●棒状图、状态显示和组显示
●客户化的用户对象 图形组件的外观由组态工程师动态控制，图型的动态控制参数，如几何形状、颜色和样式可通过操作员站变量的改变或程序直接控制。

7.5.6. 开放的结构

操作员站控制软件吸收了当代在操作和监控系统中的软件技术，是富有创新和开拓，并代表今后发展趋势的产品系列。操作员站控制软件采用的 Microsoft 技术如 OCX 或 ActiveX，OLE 和 COM（DCOM）以及应用 ANSI-C 标准编程语言将数据库和脚本生成进行集成。除了集成外，操作员站控制软件的结构保证的开放性。之所以能做到这一点是由于操作员站控制软件的模块化结构和到每一个模块的编程接口的协议。

7.5.7. 控制器

在许多自动化领域中，要求容错和高可靠性的自动化系统的应用越来越多。特别是在制药领域。高可靠性的 SIMATIC 工控产品能充分满足这些要求。它能连续运行，即使控制器的某些部件由于一个或几个故障而失效也不受影响。执行扩展的自检。包括如下内容：

●CPU 模板理器/ASIC存储器。
●检测到的每一个故障都给出报告。
●起动自检；当再起动时，每个子单元完整地执行所有的测试功能。
●周期运行时的自检： 全部自测试被分配到几个周期中进行。每个周期只执行自检中的一部分，以减轻控制器的负担。

7.5.8控制方案具体说明

物料沿蒸发器轴线进入一效及二效加热器，形成负压后通蒸汽对一效加热器进行加热浓缩，通过加热器下循环管处检测比重，达到标准后出膏或输送至浓缩液储罐。

蒸发器下部装有温度传感器，通过远传信号控制蒸汽调节阀，调节蒸汽进量；蒸发器内物料低于低液位传感器或高于高液位传感器时将会报警，手动调节物料进料阀，保持蒸发器内物料液位在高低液位之间，并最终达到平衡（蒸发器内物料液位稳定），形成连续进、出料后维持进料阀不变。或低液位时气动进料阀开启，高液位时气动进料阀关闭，形成间断进/出料。

收集罐液位到高液位，检测到信号后，排液气动阀和排气阀开启，同时排液离心泵启动，将罐内冷凝液排出。收集罐液位到低液位开关后，关闭排液离心泵，然后排液气动阀和排气阀自动关闭。

对整机进行控制按工艺要求及带控制点的工艺流程图进行报价。具体控制点包括以下（但并非全部，或有增减）

●进料控制：自动开关进料；
●一效加热器：自动蒸汽开关，角座阀或蒸汽比例调节控制（与一效蒸发器温度对应）；
●一效蒸发器：真空度、温度、液位（高、低）、泡沫与物理消泡
●二效蒸发器：真空度、温度、液位（高、低）、泡沫与物理消泡
●间歇浓缩：二效物料自动并料到一效进行后期浓缩，通过密度检测自动出料、清洗和关机
●连续浓缩：一效至二效流量控制、出料可配转子泵、质量及流量传感（控制出料比重与流量）
●冷凝液：自动排液，可与出液泵联动控制；
●所有加热、蒸发器，汽液分离器及冷凝器的CIP（热水、碱液、纯化水）清洗控制；
●循环水、冷冻水控制，自动开机与自动关机控制。
●所有现场配触摸屏，可控制多台。