聚氯乙烯生产监控系统设计监控部分(附件)
本文主要介绍了采用悬浮聚合法的聚氯乙烯生产监控系统，该系统包括登录界面、主界面、工艺界面、参数设置界面、历史数据记录界面和报警界面。登录界面是初始界面是本监控系统的初始界面。主界面是由工艺界面按钮、数据记录界面按钮与报警界面按钮等部分组成，点击这些按钮就可以跳转到相应的界面。工艺界面则是整个悬浮聚合法生产聚氯乙烯的生产过程，包括进料环节、聚合环节、汽提环节、回收环节、干燥环节、出料环节等。另外生产过程中的设备运行情况、参数值、液位高低等都可以在工艺界面上显示出来。参数设置界面包括了进料量设置、聚合釜温度和压力设置、汽提塔塔底和塔顶温度和压力设置、干燥温度设置等。数据记录则是记录生产过程中的各种参数。报警界面可以对设备的液位过高或者过低、聚合釜温度和压力过高或者过低等各种异常情况进行报警。该监控系统可以和PLC仿真器相连接，用PLC控制整个生产流程。关键词 聚氯乙烯生产，悬浮聚合法，监控系统，WINCC
目 录
1 引言 1
1.1 聚氯乙烯简介 1
1.2 聚氯乙烯生产与控制方式 1
1.3 设计内容与实现步骤 2
2 生产方案选择与监控软件选择 3
2.1 悬浮聚合法工艺流程 3
2.2 主要生产设备介绍 4
2.3 控制模块设计 6
2.4 监控开发软件选择 9
3 WINCC监控系统设计 10
3.1 登录界面设计 10
3.2 主界面设计 11
3.3 工艺界面设计 12
3.4 参数设置界面设计 20
3.5 数据记录界面设计 21
3.6 报警界面设计 21
4 系统连接与调试 23
4.1 WINCC与PLC的通讯连接 23
4.2 系统仿真调试 26
结论 31
致谢 32
参考文献33
附录 外部变量表 34
1 引言
1．1 聚氯乙烯简介
聚氯乙烯，英文简称为PVC。在工业 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
上一般采用两种方法生产聚氯乙烯,这两种方法都是由氯乙烯（VCM）作为原料。第一种方法是在一系列引发剂的作用下经过聚合反应得到聚合产物，这些引发剂可以是过氧化物或者是偶氮化合物等。第二种是在光和热作为反应的条件，氯乙烯（VCM）单体经过自由集聚合，而得到聚合产物。聚氯乙烯(PVC)呈现形态是没有特定形态，颜色为白色。工业上生产出来的的聚氯乙烯(PVC)的分子量一般都集中在五万到十一万之间。这样的聚氯乙烯（PVC）最大的特点是分散性，当温度越高分子量也越多。聚氯乙烯(PVC)本身是没有固定的熔点，它们在80℃到85℃时硬度开始变软[11]，在130℃时呈现粘弹状态，在160℃到180℃时呈现为粘流状态。工业上生产的聚氯乙烯（PVC）有出色的机械性能、优秀的介电性能、抗张强度大约在60MPA、冲击强度5到10KJ/M2[11]。
聚氯乙烯（PVC）是仅次于聚乙烯第二大通用型塑料，被广泛的运用到服饰、装潢、管道、板材、门窗等各个方面。
1．2 聚氯乙烯生产和控制方法
1.2.1 聚氯乙烯的生产方式
以下是目前聚氯乙烯（PVC）的主要生产方法。
1）悬浮聚合法
悬浮聚合法生产的聚氯乙烯（PVC）约占聚氯乙烯（PVC）总产量的80%，是目前运用最广泛的生产方式[6]。首先把纯水、液化的氯乙烯（VCM）单体、分散剂加入到反应釜中，之后在釜中添加引发剂和其他的助剂。当聚合釜内的温度上升到一定程度后氯乙烯（VCM）单体发生自由基聚合反应生成聚氯乙烯（PVC）颗粒。聚合釜中的搅拌器继续搅拌使生成的聚氯乙烯（PVC）颗粒均匀分布在水中。聚合后只需经过简单的分离、 洗涤 、干燥等工序，即得树脂产品。此方法生产出来的产品比较纯净、质地均匀。缺点是不能连续进行生产、生产能力不强。
2）乳液聚合法
乳液聚合法是最早被工业上用来生产聚氯乙烯（PVC）的方法。在乳液聚合法中，除了和悬浮聚合法一样的原料之外，还得另外添加表面活性剂来当做反应的乳化剂[8]。
乳化剂主要作用是让氯乙烯（VCM）单体呈现乳液状态，分布在水里，再添加过硫酸钾和过硫酸铵等一些溶于水的引发剂。乳液聚合法的过程和悬浮聚合法不同，所得到的产物也不一样。乳液聚合法所得到的产物的形态为乳胶状，可以直接被工业上直接使用或者生产成其他产品，也可以通过喷雾干燥成粉末状态的聚氯乙烯（PVC）成品。乳液聚合法的聚合时间相对来说较少，控制方法相对较容易，得到的成品分子量高，且原料被聚合的比较平衡。但是此法的配料复杂度高于其他的方法，且产品纯度不高。
3）本体聚合法
本体聚合法和前两种生产方法相比之下，此方法的聚合装置比较特殊[8]，聚合装置分为两段。前段是立式预聚合釜，后段是带框式搅拌器的卧式聚合釜。聚合的过程分为两个时期。前期是氯乙烯（VCM）单体和引发剂先在前段设备中进行初步聚合，此阶段的时间为一小时，初步聚合阶段生成的产物为种子粒子。之后流入后段设备中，加入与初步聚合时等量的氯乙烯（VCM）单体，进入后期反应阶段，等到后期反应完成后将聚合的产物经过粉碎、筛选就可以得到成品。对于没有完全反应的产品则进行回收利用。此方法来生产聚氯乙烯（PVC）过程相比之前的俩种方法较为简单，此法生产出来的产品质量高，成本相对便宜，但是不足之处是对反应过程的控制较为困难。
1.2.2 聚氯乙烯（PVC）生产的控制方式
目前聚氯乙烯（PVC）生产主要有三种方式。
1）手动操作
由于是操作人员手动进行加料，并且利用仪表来采集生产过程的温度、压力、时间、浓度等数据。由于是操作人员人为采集数据所以容易产生较大的偏差，所以产品的质量很难得到保证，且容易出现故障，发生危险。
2）半自动控制
聚氯乙烯（PVC）生产在这种控制模式下，生产数据是依靠传感器和变送器的采集，并且在显示屏上显示来自各个传感器的参数、设备的运行状态、器件的开关状态等。工作人员在根据这些数值对生产过程进行监控。
3）全自动控制
这种控制方式是通过计算机编程和现场总线来实施对生产过程的检测和控制。用PLC来作为控制单元，通过计算机使生产过程中的数据进入下位机，使现场设备按照编译的算法进行运转，并且可以在控制室进行监控。所有的数据的监控和参数的控制都可以远程查看，都是通过现场总线进行。
目 录
1 引言 1
1.1 聚氯乙烯简介 1
1.2 聚氯乙烯生产与控制方式 1
1.3 设计内容与实现步骤 2
2 生产方案选择与监控软件选择 3
2.1 悬浮聚合法工艺流程 3
2.2 主要生产设备介绍 4
2.3 控制模块设计 6
2.4 监控开发软件选择 9
3 WINCC监控系统设计 10
3.1 登录界面设计 10
3.2 主界面设计 11
3.3 工艺界面设计 12
3.4 参数设置界面设计 20
3.5 数据记录界面设计 21
3.6 报警界面设计 21
4 系统连接与调试 23
4.1 WINCC与PLC的通讯连接 23
4.2 系统仿真调试 26
结论 31
致谢 32
参考文献33
附录 外部变量表 34
1 引言
1．1 聚氯乙烯简介
聚氯乙烯，英文简称为PVC。在工业 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
上一般采用两种方法生产聚氯乙烯,这两种方法都是由氯乙烯（VCM）作为原料。第一种方法是在一系列引发剂的作用下经过聚合反应得到聚合产物，这些引发剂可以是过氧化物或者是偶氮化合物等。第二种是在光和热作为反应的条件，氯乙烯（VCM）单体经过自由集聚合，而得到聚合产物。聚氯乙烯(PVC)呈现形态是没有特定形态，颜色为白色。工业上生产出来的的聚氯乙烯(PVC)的分子量一般都集中在五万到十一万之间。这样的聚氯乙烯（PVC）最大的特点是分散性，当温度越高分子量也越多。聚氯乙烯(PVC)本身是没有固定的熔点，它们在80℃到85℃时硬度开始变软[11]，在130℃时呈现粘弹状态，在160℃到180℃时呈现为粘流状态。工业上生产的聚氯乙烯（PVC）有出色的机械性能、优秀的介电性能、抗张强度大约在60MPA、冲击强度5到10KJ/M2[11]。
聚氯乙烯（PVC）是仅次于聚乙烯第二大通用型塑料，被广泛的运用到服饰、装潢、管道、板材、门窗等各个方面。
1．2 聚氯乙烯生产和控制方法
1.2.1 聚氯乙烯的生产方式
以下是目前聚氯乙烯（PVC）的主要生产方法。
1）悬浮聚合法
悬浮聚合法生产的聚氯乙烯（PVC）约占聚氯乙烯（PVC）总产量的80%，是目前运用最广泛的生产方式[6]。首先把纯水、液化的氯乙烯（VCM）单体、分散剂加入到反应釜中，之后在釜中添加引发剂和其他的助剂。当聚合釜内的温度上升到一定程度后氯乙烯（VCM）单体发生自由基聚合反应生成聚氯乙烯（PVC）颗粒。聚合釜中的搅拌器继续搅拌使生成的聚氯乙烯（PVC）颗粒均匀分布在水中。聚合后只需经过简单的分离、 洗涤 、干燥等工序，即得树脂产品。此方法生产出来的产品比较纯净、质地均匀。缺点是不能连续进行生产、生产能力不强。
2）乳液聚合法
乳液聚合法是最早被工业上用来生产聚氯乙烯（PVC）的方法。在乳液聚合法中，除了和悬浮聚合法一样的原料之外，还得另外添加表面活性剂来当做反应的乳化剂[8]。
乳化剂主要作用是让氯乙烯（VCM）单体呈现乳液状态，分布在水里，再添加过硫酸钾和过硫酸铵等一些溶于水的引发剂。乳液聚合法的过程和悬浮聚合法不同，所得到的产物也不一样。乳液聚合法所得到的产物的形态为乳胶状，可以直接被工业上直接使用或者生产成其他产品，也可以通过喷雾干燥成粉末状态的聚氯乙烯（PVC）成品。乳液聚合法的聚合时间相对来说较少，控制方法相对较容易，得到的成品分子量高，且原料被聚合的比较平衡。但是此法的配料复杂度高于其他的方法，且产品纯度不高。
3）本体聚合法
本体聚合法和前两种生产方法相比之下，此方法的聚合装置比较特殊[8]，聚合装置分为两段。前段是立式预聚合釜，后段是带框式搅拌器的卧式聚合釜。聚合的过程分为两个时期。前期是氯乙烯（VCM）单体和引发剂先在前段设备中进行初步聚合，此阶段的时间为一小时，初步聚合阶段生成的产物为种子粒子。之后流入后段设备中，加入与初步聚合时等量的氯乙烯（VCM）单体，进入后期反应阶段，等到后期反应完成后将聚合的产物经过粉碎、筛选就可以得到成品。对于没有完全反应的产品则进行回收利用。此方法来生产聚氯乙烯（PVC）过程相比之前的俩种方法较为简单，此法生产出来的产品质量高，成本相对便宜，但是不足之处是对反应过程的控制较为困难。
1.2.2 聚氯乙烯（PVC）生产的控制方式
目前聚氯乙烯（PVC）生产主要有三种方式。
1）手动操作
由于是操作人员手动进行加料，并且利用仪表来采集生产过程的温度、压力、时间、浓度等数据。由于是操作人员人为采集数据所以容易产生较大的偏差，所以产品的质量很难得到保证，且容易出现故障，发生危险。
2）半自动控制
聚氯乙烯（PVC）生产在这种控制模式下，生产数据是依靠传感器和变送器的采集，并且在显示屏上显示来自各个传感器的参数、设备的运行状态、器件的开关状态等。工作人员在根据这些数值对生产过程进行监控。
3）全自动控制
这种控制方式是通过计算机编程和现场总线来实施对生产过程的检测和控制。用PLC来作为控制单元，通过计算机使生产过程中的数据进入下位机，使现场设备按照编译的算法进行运转，并且可以在控制室进行监控。所有的数据的监控和参数的控制都可以远程查看，都是通过现场总线进行。
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