奥利司他氢化釜DCS自控系统设计

1、. 奥利司他氢化反应工艺DCS自控系统设计奥利司他是一种新型处方减肥药，奥利司他主要通过抑制胰脂肪酶，减少脂肪在肠道中的吸收而产生作用。它可以阻止对饮食中脂肪的吸收，大约可以使30%的饮食脂肪不被吸收。不仅能帮助患者减轻体重，也有助于维持体重。奥利司他的生产流程为原料发酵 庚烷溶剂回收 乙腈浓缩 结晶 氢化 再结晶。 氢化工艺生产过程要采用氢气等较为危险的物质，生产过程较为危险，属于国家重点监管的工艺。因此我公司设计上马了一套DCS自动控制系统，同时也将提取，结晶等工序参数也接进系统。利用DCS可靠性高，反应迅速，能实现自我调节的特点去监控氢化生产过程，从而确保氢化生产的安全。本DCS系统采用

2、和利时自动化有限公司生产的HOLLiAS MACS-K系列DCS控制系统，和利时公司是我国最大的自动化公司，有着强大的研发生产能力。HOLLiAS MACS-K是和利时公司面向过程自动化应用的大型分布式控制系统，采用全冗余、多重隔离等可靠性设计技术，并吸收了安全系统的设计理念，从而保证系统的长期稳定运行。HOLLiAS MACS-K基于工业以太网和PROFIBUS-DP现场总线构架，集成基于HART标准协议的AMS对现场智能设备进行统一管理，并且可以轻松集成SIS、PLC、MES、ERP等系统，使现场智能仪表设备、控制系统、企业资源管理系统之间的信息无缝传送，实现工厂智能化、管控一体化。 同时

3、，本系统集成火电、化工等各行业的先进控制算法平台，为工厂自动控制和企业管理提供深入全面的解决方案，从而实现生产、设备和安全三大目标的最佳协调，帮助用户实现最小的全生命周期维护成本、最大的设备投资回报。HOLLiAS MACS-K系列在以下几方面充分体现了国际上DCS系统的最新发展特点：开放化：DCS已经不是一个封闭的系统。MACS-K系列可以方便的通过组态直接无缝集成第三方系统和设备，无需更改系统程序。支持国际上常用的现场总线，可以方便添加第三方设备，如智能仪表、PLC和变频器。提供OPC/DDE/ODBC等软件标准接口，可与第三方的应用程序之间直接进行数据交换。信息化：DCS已经超越一个传统

4、控制系统的定位。MACS-K系列有机集成了工厂与过程管理来大幅度提升企业的生产效率。智能化：DCS各子部件都已智能化。MACS-K系列的各部件之间通过全数字信息进行协调控制。每个I/O都配备CPU芯片，实现I/O通道级故障诊断。各个部件都可以实现自诊断，自动报警。小型化：DCS的小型化是大势所趋。MACS-K系列采用低功耗设计，大大推进了系统的小型化。主控制器典型功耗为6W左右，I/O模块典型自身功耗为2W左右，体积大幅度缩小，可靠性进一步提高。高可靠：DCS的设计理念向安全系统靠拢。MACS-K系列广泛采用了在安全保护系统中才使用的技术和器件。以下为KM控制系统架构图 如图所示，系统网络架构

5、从上至下由管理网 （MNET） 系统网、（SNET）、控制网（CNET）三层构成。管理网为可选网络层，用于和厂级生产管理系统如MES、第三方管理软件等进行通讯，并可通过INTERNET实现安全的信息发布，实现数据的高级管理和共享。 系统网连接工程师站、操作员站、历史站和控制站等系统节点，支持P-TO-P对等网）、C/S（客户机/服务器）、P-TO-P和C/S（混合）三种网络结构，可快速构建星形、环型或总线形拓扑结构的高速冗余网络，符合IEEE802.3 及IEEE802.3u 标准，100/1000Mbps 自适应。控制网用于控制站的主控制器与各I/O模块及智能设备的连接，支持星形和总线形结构

6、，符合IEC61158（国标：JB/T10308.3-2001，欧标：EN50170），本系统共有工程师站一台，操作员站一台，历史站两台，控制站一台，同时配备防火墙和OPC服务器，控制站包括8通道模拟量输入模块2块，模拟量输出模块1块，数字量输入模块2块，数字量输出模块2块。CPU运算模块2块，互为冗余。同时因为现场仪表以及阀门均采用的是本安防爆级别。所以各输入输出模块均配置了相应的安全珊。AI模拟量输入安全栅16个，AO模拟量输出安全珊4个，DI数字量输入安全珊16个，数字量输出安全珊10个，从而整个生产过程安全性能大为提高。下面具体介绍各个反应过程的监控设计 以下为庚烷回收以及乙腈浓缩过程

7、流程图以下为结晶过程流程图庚烷回收罐，乙腈浓缩罐，结晶罐各有一个温度计，信号均接入DCS，以便于操作人员随时监控反应釜温度，掌握反应过程，温度计的型号均为WZPB-243/N-B-5HN，量程为-50-150度，4-20MA信号，直流24V电源，温度计探头直径5mm，带现场显示，采用本安防爆，仪表防爆等级为ExiaIICT6，生产厂家为西安仪表有限责任公司。以下为氢化工艺PID图 TTPT11氢化釜 PT22FT热水进冷水进热水出冷水出放空氢气进氢气调节节M该系统有一个温度变送器，两个压力变送器，一个流量计，PT1代压力变送器，TT代表温度变送器。分别用于测量反应釜内的的温度和压力。温度变送器

8、与压力变送器分别与热水进出口阀。冷水进出口阀。放空阀。氢气进口阀。反应釜电机连锁。当温度报警时，关闭热水进出口阀，打开冷水进出口阀。打开放空阀。关闭氢气阀。停止反应釜电机。这时候反应釜内温度和压力降低。保障了生产安全。当压力报警时，关闭热水进出口阀，打开冷水进出口阀。打开放空阀。关闭氢气阀。停止反应釜电机。这时候反应釜内温度和压力降低。保障了生产安全。PT2代表压力变送器，FT代表流量计，分别测量氢气管道内氢气的压力和流量，同时用流量计去连锁控制氢气管道上的调节阀，从而实现氢气流量的闭环调节，保证氢气流量的稳定。压力变送器PT1的型号为PDS473，信号为4-20MA，量程为-0.1-0.3M

9、PA,本安防爆要求，防爆等级为ExiaIICT6，生产厂家是川仪股份有限公司。压力变送器PT2的型号为PDS473，信号为4-20MA，量程为-0.1-1.5MPA,本安防爆要求，防爆等级为ExiaIICT6，生产厂家是川仪股份有限公司。温度变送器的型号为WZGPK，信号为4-20MA，量程为0-100，本安防爆要求，防爆等级为ExiaIICT6，生产厂家是川仪股份有限公司。流量计的型号为YYF-HBI-015FD2N0SU1,信号为4-20MA，量程为0-7Nm3/h,本安防爆要求，防爆等级为ExiaIICT6，生产厂家是浙江迪元仪表有限公司。同时考虑到氢气管道是有压力的，当在开启阀门时，压

10、力大流速快。与阀门还有仪表产生摩擦，产生高热而燃烧，要是密封的话会产生爆炸的，所有用于该工况的产品都必须进行脱油、脱脂处理。所以压力变送器PT2，流量计FT，氢气进气调节阀，氢气进气切断阀与氢气接触部分材料均采用了脱脂处理。氢气管道上调节阀采用的是气动薄膜调节阀，调节阀型号为PZMB-4，阀体材料为CF8M，阀芯材料为CF8M，阀门通径为DN20，气源压力为0.25MPA,为气开阀，接受4-20MA信号调节，防爆等级为ExiaIICT6。氢气进气阀门采用的是气动活塞式O型切断球阀，型号为ZSHO-40KS，阀体材料为CF8M，阀芯材料为CF8M，阀门通径为DN25，气源压力4公斤,为气开阀,阀

11、身带配套本安电磁阀和本安接近开关反馈，防爆等级为ExiaIICT6。四个冷热水阀门以及尾气阀门均采用的是气动活塞式O型切断球阀，型号为ZSHO-25BD，阀体材料为CF8M，阀信材料为CF8M，阀门通径为DN25，气源压力4公斤。阀身带配套本安电磁阀和本安接近开关反馈，防爆等级为ExiaIICT6，两个热水阀门为气开阀，两个冷水阀门为气关阀，放空阀为气关阀。阀门生产厂家是浙江三方控制阀股份有限公司。氢化反应中，阀门气开气关的选择尤为重要。阀门气开气关选择主要从控制系统或者气源出现问题的角度考虑，当系统信号断掉或者气源断掉时，为了保证氢化釜的安全，需要关闭氢气进气调节阀，氢气进气切断阀，热水进出

12、阀，打开尾气阀，冷水进出阀，停止反应釜电机，从而降低反应釜内的温度和压力，保证反应釜的安全。所以氢气进气调节阀，氢气进气切断阀，热水进出阀为气开阀，尾气阀，冷水进出阀为气关阀。 以下是氢化控制流程图以下为再结晶过程流程图再结晶罐各有一个温度计，信号接入DCS，温度计的型号为WZPB-243/N-B-5HN，量程为-50-150度，4-20MA信号，直流24V电源，温度计探头直径5mm，带现场显示，仪表防爆等级为ExiaIICT6，生产厂家为西安仪表有限责任公司。 以下为反应过程阀门趋势图 趋势图中阀门的开关状态显示在上面，以便于我们随时查看反应过程中各个阀门的开关状态，掌握整个反应过程。以下为氢气压力