基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF技術(shù)在二級(jí)種子罐控制系統(tǒng)的應(yīng)用

時(shí)間：2012-08-04 11:43:26    第一對(duì)焦：基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線FF技術(shù)

　　一．概述

　　東北制藥總廠生產(chǎn)的Vc一直是我國(guó)重要的出口創(chuàng)匯產(chǎn)品，產(chǎn)品銷往美、歐。多年來(lái)為國(guó)家創(chuàng)造了巨額外匯，為遼寧的經(jīng)濟(jì)騰飛做出了貢獻(xiàn)，但96年起，市場(chǎng)發(fā)生了突然變化，以羅氏為首的西方大公司聯(lián)手控制市場(chǎng)，大幅降低銷價(jià)，降幅近70%。我國(guó)維生素C產(chǎn)業(yè)發(fā)展嚴(yán)重受阻，企業(yè)的生存受到威脅。為擺脫困境，重振企業(yè)，東北制藥總廠采用Vc二步發(fā)酵轉(zhuǎn)化技術(shù)對(duì)生產(chǎn)工藝加以改進(jìn)，使VC的總收率由51%提高至60%，成本下降41%，產(chǎn)量增至11500噸，有力地提高了產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。該新工藝保留了原工藝的主要特色，但在發(fā)酵過程中需依介質(zhì)的氫離子濃度和溶氧量調(diào)節(jié)菌種的生理狀態(tài)、數(shù)量及比例。操作難度加大，對(duì)工作人員的自身素質(zhì)和責(zé)任心要求很高。為充分發(fā)揮該新工藝的效率，在生產(chǎn)中急需采用先進(jìn)的控制策略和控制技術(shù)，來(lái)保證新的工藝過程能平穩(wěn)高效地運(yùn)行。為此，我們采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)對(duì)二級(jí)種子罐的控制系統(tǒng)進(jìn)行試點(diǎn)改造，實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、流量和PH值等參數(shù)的自動(dòng)檢測(cè)和優(yōu)化控制，該系統(tǒng)改造成功后，可推廣應(yīng)用到其它的種子罐和發(fā)酵罐，從而提高整個(gè)VC生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力?！　?br/>　　對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行選型設(shè)計(jì)時(shí)，鑒于本項(xiàng)目需要對(duì)溫度、壓力、流量和PH值等參數(shù)進(jìn)行精確的自動(dòng)檢測(cè)和優(yōu)化控制，有一定的復(fù)雜性，常規(guī)的儀表難以勝任，而采用基于工業(yè)PC的PC-Based系統(tǒng)，其安全可靠性難以保障，DCS系統(tǒng)卻因其價(jià)格昂貴，不利于應(yīng)用在中小型系統(tǒng)上，PLC系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、速度快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但其每一個(gè)檢測(cè)或控制點(diǎn)都需要一對(duì)信號(hào)線接入相應(yīng)PLC控制模塊，系統(tǒng)布線較多，安裝及維護(hù)成本較高，而選擇基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線（FoundationFieldbus，簡(jiǎn)稱FF）系統(tǒng)，則能較好的解決上述問題。

　　FF現(xiàn)場(chǎng)總線是儀表及過程控制領(lǐng)域向數(shù)字化通訊的轉(zhuǎn)變，與其他的通訊協(xié)議不同之處在于：FF現(xiàn)場(chǎng)總線旨在提供整個(gè)過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用解決方案，而不僅僅是數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)字化，是一種全數(shù)字化、串行、雙向的通訊系統(tǒng)，將各種現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（傳感器、執(zhí)行器、控制器等）連接在一起，通過使用“功能塊（FunctionBlock）”實(shí)現(xiàn)控制策略。

　　功能塊的這種一致的、面向“塊”的設(shè)計(jì)使得來(lái)自不同生產(chǎn)廠商的設(shè)備可以無(wú)縫的集成在一起，共同完成分布式控制功能，控制功能的分布（分布到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中）可以減少I/O設(shè)備、控制設(shè)備的數(shù)量（例如，卡件、機(jī)柜、電源等）。FF現(xiàn)場(chǎng)總線允許在一條雙絞線上連接若干設(shè)備，這條雙絞線就是現(xiàn)場(chǎng)總線。這種連接方式減少了連線的數(shù)量，使得使用的線纜、安全柵、安裝盒數(shù)量大大減少，易于安裝和維護(hù)，使施工費(fèi)用、電纜費(fèi)用、調(diào)試和維修成本節(jié)省40%之多。FF現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)增加了數(shù)據(jù)的分辨率，減少失真（沒有A/D或D/A轉(zhuǎn)換），這樣就使控制更加可靠。帶微處理器的FF現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備所提供的自測(cè)試功能和通信功能大大減少了現(xiàn)場(chǎng)停車時(shí)間，增加生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全性，一旦監(jiān)測(cè)到異常情況，或者需要進(jìn)行于預(yù)防性維護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)操作元及管理人員就可以被及時(shí)通知。所有這些FF現(xiàn)場(chǎng)總線所帶來(lái)的好處歸結(jié)起來(lái)，為我們提供了一種更高性能、更少損失的控制系統(tǒng)。反應(yīng)容器自動(dòng)控制系統(tǒng)選型時(shí)，F(xiàn)F現(xiàn)場(chǎng)總線作為高檔系統(tǒng)配置，不失為一種優(yōu)秀的解決方案。

　　DCS/PLC于FCS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較：

　　DCS是基于模擬儀表的控制系統(tǒng)?，F(xiàn)場(chǎng)控制站與儀表間通過一對(duì)一的方式，實(shí)現(xiàn)單向的模擬信號(hào)傳輸，易造成大量的導(dǎo)線消耗和繁重的維護(hù)量。