3.1 Алгоритмы управления синтезом катализатора
В программной области ALGOR расположены программные модули, определяющие логику управления технологическими аппаратами. Логику управления составляют программы двух типов:
Управление азотными режимами работы аппаратов. Программы этого типа следующие:
N3_Azot_M311
N3_Azot_P301
N3_Azot_E303
Контроль технологических параметров и блокировка соответствующего технологического оборудования (насосов, клапанов, мешалок и т.д.). Программы этого типа следующие:
N3_Contr_E306_E303
N3_Contr_M311
N3_Contr_P301-P402
3.1.1 Алгоритмы азотных режимов
Часть технологических аппаратов работают при определенных значениях давления азота, которые достигаются логикой включения клапанов подачи азота к аппарату. Как говорилось ранее, всего существует три азотных режима работы:
под азотным дыханием;
передавливание;
сдувка.
В программных модулях управления азотными режимами работы аппаратов реализованы задачи управления азотными режимами. В таблице 13 приведены программы работы с азотными режимами и соответствующие им параметры давления. В таблице обозначения контролируемого сигнала соответствуют таблице Перечень входных сигналов и данных. Значения уставок, диапазоны изменения и единицы измерения по всем параметрам одинаковы и также приведены в таблице 1.
В таблице 13 приведен перечень входных сигналов, используемых программными модулями для реализации азотных режимов. По каждому сигналу приведено наименование параметра, тег и адрес на плате ввода-вывода.
Результатом работы алгоритмов являются сигналы включения и отключения клапанов на линиях подачи азота.
Все выходные параметры алгоритма булевского типа, потенциальные. То есть логическая единица существует, пока выполняется условие его возникновения. Все клапаны представляют собой механизм с возвратной пружиной. Клапан открывается и находится в открытом положении, пока существует потенциальный логический сигнал. При исчезновении этого сигнала клапан закрывается.
Таблица 13 - Массив входных и выходных данных
Программный модуль |
Наименование входного параметра |
Обозначение входного сигнала (тег) |
Корзина/ плата/ вход |
Выходные параметры |
Корзина/ плата/ выход |
|
N3_Azot_M311-315 |
Давление в газовой фазе емкости М-311, гептан |
PIRSA 311 |
2/1/03 |
D311 |
5/4/16 |
|
А311 |
5/4/17 |
|||||
С311 |
5/4/18 |
|||||
N3_Azot_M311-315 |
Давление в газовой фазе емкости М-313, ДБЭ |
PIRSA 313 |
2/1/07 |
D313 |
5/4/23 |
|
А313 |
5/4/24 |
|||||
С313 |
5/4/25 |
|||||
N3_Azot_M311-315 |
Давление в газовой фазе емкости М-314, МОС |
PIRCSA314 |
2/2/01 |
D314 |
5/4/28 |
|
A314 |
5/4/29 |
|||||
С314 |
5/4/30 |
|||||
N3_Azot_M311-315 |
Давление в газовой фазе емкости М-312, Хлорбензол |
PIRSA312 |
2/1/05 |
D312 |
5/4/20 |
|
А312 |
5/4/21 |
|||||
С312 |
5/4/22 |
|||||
N3_Azot_M311-315 |
Давление в газовой фазе емкости М-315, ТЭС |
PIRCSA 315 |
2/2/03 |
D315 |
5/4/32 |
|
A315 |
5/5/01 |
|||||
С315 |
5/5/02 |
|||||
N3_Azot_P301_302 |
Давление в газовой фазе реактора Р-302 |
PIRSA 302 |
1/6/07 |
D302 |
5/3/21 |
|
А302 |
5/3/22 |
|||||
С302 |
5/3/23 |
|||||
N3_Azot_P301_302 |
Давление в газовой фазе реактора Р-301 |
PIRSA 301 |
1/6/01 |
D301 |
5/3/16 |
|
А301 |
5/3/17 |
|||||
С301 |
5/3/18 |
|||||
N3_Azot_P301_302 |
Давление в газовой фазе реактора Р-402 |
PIRSA 402 |
3/1/06 |
D402 |
5/7/30 |
|
А402 |
5/7/31 |
|||||
С402 |
5/7/32 |
|||||
N3_Azot_E303 |
Давление в газовой емкости Е-305 (гомогенизатор) |
PIRSA 305 |
1/8/02 |
D305 |
5/4/04 |
|
А305 |
5/4/05 |
|||||
С305 |
5/4/06 |
|||||
N3_Azot_E303 |
Давление в газовой емкости Е-306 (возвратный ДБЭ) |
PIRSA 306 |
1/8/05 |
D306 |
5/4/08 |
|
А306 |
5/4/09 |
|||||
С306 |
5/4/10 |
|||||
N3_Azot_E303 |
Давление в газовой фазе емкости Е-303 (сборник промывок) |
PIRSA 303 |
1/7/04 |
D303 |
5/3/25 |
|
А303 |
5/3/26 |
|||||
С303 |
5/3/27 |
|||||
N3_Azot_E303 |
Давление в газовой фазе емкости Е-304/1 (возврат промывок) |
PIRSA 304/1 |
1/7/06 |
D304-1 |
5/3/28 |
|
А304-1 |
5/3/29 |
|||||
С304-1 |
5/3/30 |
|||||
N3_Azot_E303 |
Давление в газовой фазе емкости Е-304/2 (возврат промывок, активация) |
PIRSA 304/2 |
1/7/08 |
D304-2 |
5/3/31 |
|
А304-2 |
5/3/32 |
|||||
С304-2 |
5/4/01 |
|||||
N3_Azot_E303 |
Давление в газовой фазе емкости Е-307 (маточные растворы) |
PIRSA307 |
1/8/07 |
D307 |
5/4/12 |
|
А307 |
5/4/13 |
|||||
С307 |
5/4/14 |
|||||
Другая группа выходных параметров - это переменные поименованного набора. Поименованный набор содержится в проекте под именем Azot.
Поименованный набор содержит список сообщений, который может возникать при работе в различных азотных режимах аппаратов. Для всех аппаратов этот список одинаков и активизируется в зависимости от значения переменной поименованного набора. Список переменных поименованного набора приведен в таблице 14. Для одного аппарата приведены сообщения в зависимости от значения переменной поименованного набора. Для других переменных сообщения такие же и поэтому не приведены. Кроме того, в таблице приведены программы, формирующие эти переменные.
Таблица 14 - Переменные поименованного набора Azot (выходные данные)
Программный модуль |
Наименование переменной |
Возможные значения переменной и сообщения |
N3_Azot_М311-315 |
NS_М311 |
0 |
1 - Давление сброшено |
||
2 - Внимание! Посторонний продукт |
||
3 - Давление в режиме дыхания менее 0.05 кгс/см2 |
||
4 - Необходим сброс давления в режиме дыхания |
||
5 - Повышение давления более 3 кгс/см2 |
||
N3_Azot_М311-315 |
NS_M312 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_М311-315 |
NS_M313 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_М311-315 |
NS_M314 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_М311-315 |
NS_M315 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_P301_302 |
NS_P301 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_P301_302 |
NS_P302 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_P301_302 |
NS_P402 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_E303 |
NS_E303 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_E303 |
NS_E307 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_E303 |
NS_E306 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_E303 |
NS_E304-1 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_E303 |
NS_E304-2 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
N3_Azot_E303 |
NS_E305 |
0, 1, 2, 3, 4, 5 |
Алгоритм реализации азотных режимов аппаратов основан на проверке заданного оператором режима работы аппарата и текущего значения давления в газовой фазе. По каждому аппарату с дисплейной станции можно задать три азотных режима: дыхания, сдувки и передавливания азотом 3 кгс/см2. Активизация нужного режима осуществляется нажатием соответствующей кнопки на экране дисплейной станции. Кнопки режима могут иметь два логических значения: 1 - режим активен и 0 - неактивен. Состояние кнопки опрашивается переменной программы N3_ Azot*. При активизации одного из режимов программа открывает соответствующий отсечной клапан и закрывает два других (в соответствии с таблицей 13).
Переменные режимов, устанавливаемые оператором с дисплейной станции, однотипны для всех аппаратов и включают позиционное обозначение аппарата. Например, для реактора Р-301 переменные имеют вид: RD_Р301. RA_Р301, RS_P301 для режимов дыхания, передавливания азотом и сдувки соответственно. Кроме того, существует логическая переменная R_P301, которая активизируется при нажатии на любую из кнопок для задания режима аппарата. Эта переменная активна все время работы с аппаратом, т.е. пока открыт клапан на одной из азотных линий. Возврат этой кнопки в исходное состояние (оператором) приводит к закрытию всех трех отсечных клапанов на линии подачи азота.
Так как по каждому аппарату управление азотными режимами достаточно однотипно, то логика управления клапанами организована в виде библиотечного модуля, вызываемого программой для конкретного аппарата. Библиотечный модуль с именем Azot находится в пользовательской библиотеке (user): Библиотека/ Шаблоны составных блоков/ user/ Azot. Программа библиотечного модуля приведена в Приложении 2, а фрагмент модуля для проверки режима дыхания представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 - Фрагмент библиотечного модуля (режим дыхания)
Кроме открытия и закрытия отсечных клапанов, модуль сопоставляет текущее давление в газовой фазе аппарата с уставками сигнализации для данного режима. По результатам сравнения формируются выходные сигналы сигнализации. Библиотечный модуль имеет входные и выходные параметры (формальные параметры). При вызове библиотечного модуля головной программой формальные параметры заменяются фактическими (реальными значениями). Список формальных параметров приведен в таблице 15.
Таблица 15 - Формальные параметры библиотечного модуля Azot
Обозначение переменной (тег) |
Наименование переменной |
Назначение переменной |
Тип переменной |
R_BL |
Режим работы с блоком |
входная |
логическая 1,0 |
R_D |
Режим дыхания |
входная |
логическая 1,0 |
R_AZ |
Режим азот 3 кгс/см2 |
входная |
логическая 1,0 |
R_SD |
Режим сдувки |
входная |
логическая 1,0 |
Р |
Давление в газовой фазе аппарата |
входная |
вещественная (0-100)% |
L_D |
Нижняя уставка сигнализации режима дыхания |
входная |
вещественная (0-100)% |
H_D |
Верхняя уставка сигнализации режима дыхания |
входная |
вещественная (0-100)% |
L_AZ |
Нижняя уставка сигнализации режима азот 3 кгс/см2 |
входная |
вещественная (0-100)% |
H_AZ |
Верхняя уставка сигнализации режима азот 3 кгс/см2 |
входная |
вещественная (0-100)% |
L_SD |
Нижняя уставка сигнализации режима сдувки |
входная |
вещественная (0-100)% |
H_SD |
Верхняя уставка сигнализации режима сдувки |
входная |
вещественная (0-100)% |
HAS_D |
Отсечной клапан на линии дыхания включить/отключить |
выходная |
логическая 1,0 |
P_0-05 |
Давление в режиме дыхания менее 0,05 кгс/см2 |
выходная |
логическая 1,0 |
P_Sbros |
Необходим сброс давления в режиме дыхания |
выходная |
логическая 1,0 |
HAS_AZ |
Отсечной клапан на линии азот 3 кгс/см2 включить/отключить |
выходная |
логическая 1,0 |
P_3 |
Повышение давления более 3 кгс/см2 |
выходная |
логическая 1,0 |
HSA_SD |
Отсечной клапан на линии сдувки включить/отключить |
выходная |
логическая 1,0 |
P_0 |
Давление сброшено |
выходная |
логическая 1,0 |
P_Product |
Внимание! Посторонний продукт |
выходная |
логическая 1,0 |
В вызывающей программе библиотечный модуль Azot используется для управления клапанами азотных линий каждого аппарата. При этом, формальные входные параметры заменяются фактическими для конкретного аппарата, выходные параметры модуля используются для организации дальнейшей логики управления.
На рисунке 3 представлен фрагмент программы для управления клапанами емкости М-311.
Рисунок 3 - Фрагмент программного модуля
Формирование параметров для поименованного набора ведется в функциональных блоках CALC и AСТ, используя переменную набора (для приведенного фрагмента переменная NS_М311). Функциональный блок ACT формирует значение переменной поименованного набора в зависимости от выходных параметров библиотечного модуля, в соответствии с текущим значением давления (таблицы 1 и 14) . В блоке CALC устанавливается нулевое значение переменной, при завершении работы с азотными режимами аппарата. На рисунке 4 приведены фрагменты формирования значений переменных поименованного набора.
Рисунок 4 - Фрагменты формирования переменных поименованного набора