摘要：闡敘了OPTO 22系統在半連續聚酯裝置中的應用及開發情況，主要包括OPTO 22 系統的硬件配置，重要控制回路的應用及在實踐中對OPTO 22系統的開發。 關鍵詞：OPTO 22分布式控制系統；順序控制；連鎖控制；框圖編程 　　 由揚州惠通聚酯技術有限公司承建的泰國SUNFLAG 公司13,000 t/a 半連續聚酯裝置于2002年5月順利開車結束，該裝置采用一套美國OPTO 22公司的分布式控制系統，該系統采用ARCNET 工業標準網絡和多中央處理單元的硬件結構，配備了2 臺工業級計算機作為操作站（亦可同時作為工程師站使用），兩臺主控制器承擔數據交換與順序控制能，六臺中央處理單元分擔通訊功能及進行PID運算等低層處理，系統控制中模擬量和數字量各占一半，軟件亦采用OPTO 22公司的OPTO FACTORY 3.0E，集成了組態（OPTO CONTROL）、圖形（OPTO DISPLAY）、數據交換等工業控制系統必備的軟件。 　　 一、半連續聚酯工藝流程介紹（見圖 G-01） 本工藝是以PTA和EG為主要原料，采用直接酯化間歇縮聚的生產工藝。直接酯化法是將釜V-201內預先留有一定量的BHET的低聚體，先將一定摩爾比的PTA與EG漿液，以一定流量連續不斷地加入酯化釜V-201，反應是在清晰點下進行。酯化反應結束后，將物料移入縮聚釜V-401中進行縮聚反應。 　　 二、關鍵工序的控制 　　 1．漿料的配制控制 　　 由于漿料來自該公司的CP（連續聚酯）線，不受本裝置控制，而且與本工藝的摩爾比（mol）不一樣，這就存在了一個矛盾，加上該裝置有間歇生產的特點（酯化到縮聚需要導料），漿料的控制與EG（乙二醇）的添加必須銜接好，這樣在實際控制中，設定EG的計量與漿料的總量為一PID控制回路，漿料的速度由CP控制（因CP線需要根據生產調整參數），漿料的流向由控制系統根據總量控制，相關控制采用順序與聯鎖結合，漿料的制備與EG的制備完全實現了全自動。 　　 2．酯化內溫TI-201與柱頂溫TI-202的控制 　　 在聚酯的生產過程中，酯化內溫TI-201與柱頂溫TI-202的控制一直是比較難處理的，加上一些輔助工藝的先天不足，許多廠家往往采用人盯的辦法，但就是達不到理想效果，這次在該裝置充分利用OPTO 22 系統的優點，將順序控制、聯鎖控制和復雜回路算法完美的結合在一起，程序會根據當前的狀態（一些重要的參數諸如內溫、水接收量、液位等）得知酯化反應到第幾步，然后執行最新的控制方案，這樣既使工藝參數趨向穩定，又提高了產品的質量。下圖G-02是執行新程序前的該工序的歷史趨勢圖（示意圖），G-03是執行新程序后的該工序的歷史趨勢圖，從兩圖中可以明顯發現采用復雜控制的效果。 3．物料移釜的控制 　　 物料移釜的控制主要包含三大部分： 　　 ①判斷酯化與縮聚的進程； 　　 ②壓力的控制； 　　 ③物料閥的控制順序及重要細節。 　　 既然移釜采用自動物料閥，我個人認為必須把它用好，而不是僅僅降低工人的勞動強度，應該充分利用自動化的優點。通過采用全自動導料控制，節約了氮氣的用量，節省了反應時間，避免了誤操作。在該進程中，先判斷工藝的操作狀況，而后作出判斷下一步的執行動作，此閥門的開啟與關閉均累計時間，并能保證物料管內的物料排盡，從而大大減少切片里的小黑點，壓力的控制保證了生產上的安全，同時也確保物料能夠充分的移釜，對生產控制起穩定作用。 　　 4．縮聚系統的控制 　　 以前縮聚的控制有很多人為因素，每批次的反應時間不一致，真空帶料嚴重，而且冷凝器部位也出現堵料現象，我認為除了在設備上做些文章外，控制的重要性也不能忽視。這次泰國工程中采取了全自動控制，程序過程如下：縮聚開始進行時，先常壓一定時間，而后進入低真空程控子程序PC401，在此過程中，同時進行溫度TI-401的控制，保證溫度能夠滿足工藝要求，本程序采用四次自動換檔控制縮聚的進行，換檔會根據溫度、功率、真空等參數進行計算尋找換檔的時機，通過監測100多批的切片質量指標，可以得出此程控是十分可行的。 　　 5．主工藝總程序的控制 　　 通過多次實踐以及進口裝置采用常規儀表進行控制的經驗，結合OPTO 22控制系統的特點，該主控制如下圖G-04： 在圖G-04中，小圖框表示步驟，實際控制時該處會顯示顏色，“STEP”表示具體步驟數字顯示，“M”表示MAN，“A”表示AUTO，該圖表示第一酯化反應分為11步，第一酯化反應分為10步，縮聚反應分為15步，當程序執行到某步時，該處會顯示綠色，在“M”狀態時，步驟控制可參照現實人為修改，并且在其中自動和手動控制可以同時進行，完全符合工藝操作的要求，關鍵步驟相應有針對多種狀況的不同的聯鎖控制。 　　 三、OPTO 22控制系統的特點 　　 1．可靠性高 　　 該OPTO 22系統中的SNAP元件都提供4000V光電隔離，主控制器的MTBF（hour）（平均無故障時間比率）是65,500，完全能夠滿足現在的工業現場。 　　 2．可維護性高 　　 該OPTO 22系統中的模件全部都是5V直流供電，系統采用模塊化的設計，模塊和接線端子是分開的，更換模塊方便，數字點模塊都有LED狀態指示，動作和故障都能直觀檢測到，控制器本身有診斷功能，故障信息存在固定的寄存器中。系統組態采用OPTOCONTROL軟件，使用流程圖的方式進行編程，控制指令采用現成的英文指令，這種組態方式不但易懂，而且容易修改，更方便了用戶維護。 　　 3．智能化 　　 對于SNAP I/O系統，它得所有I/O點都可以完成智能化的功能，這是它與PLC和DCS的主要區別。對數字點來說，可以進行計數、狀態求和、脈沖輸出、時間比例輸出、看門狗等等；對模擬點來說，可以進行PID運算、數字濾波、累計、求和、看門狗等等；單元處理器上還具備事件響應功能、中斷控制功能。 　　 4．實用性強 　　 對于一套現場控制系統，詳細的控制方案是十分必要的，但是組態的方便更是首要。一套OPTO 22系統可以同時運行32個實用程序，所有程序都是并行處理，所有的回路調節都不占用主機資源，并且如果有好的局部控制方案，可以編制成子程序，并且該程序可以移植到其它組態中，而不需加以更改，這對于工程技術人員來說是十分重要的，可以將多余的時間用于其他方面。 　　 四、結束語 　　 以上僅僅是我個人關于OPTO 22系統在泰國工程的半連續聚酯中的應用簡述，該系統具有操作簡便、維護方便等特點，再加上與隔離柵及可靠的電源配套使用情況下，完全能夠適合類似場合，該控制方案是長期的經驗積累而成，也能夠衍生為多場合使用，而且我認為此套方案在公用工程不太穩定的情況下更能發揮作用。