和利時(shí)MACS控制系統(tǒng)在VB12發(fā)酵中的應(yīng)用和改進(jìn)

VB12是VB12菌在發(fā)酵代謝過程中代謝產(chǎn)物，VB12發(fā)酵涉及VB12菌的生長(zhǎng)和繁殖等生命過程，是極其復(fù)雜的生物化學(xué)過程，主要由配料、消毒、種子、發(fā)酵、生化、霉菌等工序組成，是一個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)過程，要充分發(fā)揮VB12菌的生產(chǎn)能力，工藝調(diào)控是關(guān)鍵，而發(fā)酵控制是工藝調(diào)控的具體實(shí)施和體現(xiàn)，是發(fā)酵生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵操作單元。有效的調(diào)控發(fā)酵是提高發(fā)酵單位的重要因素。我廠發(fā)酵控制系統(tǒng)HONEYWELL9000系統(tǒng)自九四年上馬以來，已經(jīng)使用了十年，嚴(yán)重超役，接近癱瘓，且無補(bǔ)料系統(tǒng)越來越不能滿足生產(chǎn)的需要，制約著生產(chǎn)的發(fā)展，經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查和公司領(lǐng)導(dǎo)研究決定于二零零三年引進(jìn)北京和利時(shí)公司的MACS控制系統(tǒng)來對(duì)VB12發(fā)酵進(jìn)行控制和監(jiān)測(cè)。
二、軟硬件配置
本系統(tǒng)共有工程師站1臺(tái)，操作員站兩臺(tái)（均為DELLP42.0G/128M/
20G/CD)，預(yù)裝WINNTWORKSTATION4.0+PACK6和SmartPro2.0+SP01。本系統(tǒng)共有I/O控制站1套，I/O控制站由主控單元、智能I/O單元、電源單元和專用機(jī)柜四部分組成，完成現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集、工程單位元變換、通過系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到操作員站。操作員站是最重要的人機(jī)交互接口，由高檔微機(jī)、專用鍵盤、軌跡球組成進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)視和管理。SMARTPRO系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)由上到下分為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)層次，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制站與操作員站的互連，控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制站與智能I/O單元的通訊。本系統(tǒng)共實(shí)現(xiàn)大、中、小罐溫度，空氣流量，補(bǔ)料等120多個(gè)點(diǎn)的控制和監(jiān)測(cè)。
三、控制系統(tǒng)存在的不足及改進(jìn)
本系統(tǒng)自二零零三年七月份上馬以來，基本上運(yùn)行良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)了恒溫室溫度自控，一級(jí)種子罐溫度自控，發(fā)酵大罐溫度自控，重點(diǎn)實(shí)施了發(fā)酵大罐自動(dòng)滴加補(bǔ)料系統(tǒng)，并為發(fā)酵大罐配備了空氣流量、PH、DO溶解氧、發(fā)酵液體積等的測(cè)量與監(jiān)控。但在使用中我們也發(fā)現(xiàn)了一些設(shè)計(jì)缺陷和不足主要有以下幾點(diǎn)：
（一）交替補(bǔ)料的控制
原程序的思路是當(dāng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，物料閥全部關(guān)閉，防止料液漏入發(fā)酵罐內(nèi)。但在實(shí)際應(yīng)用中，交替補(bǔ)料罐的出料閥關(guān)閉后，無法保壓，管道壓力掉零，容易引起染菌，因此工藝要求當(dāng)發(fā)生報(bào)警時(shí)出料閥是打開的。
IFALARM_JT=TRUETHENDO_A3：=TRUE；
ELSEDO_A3：=RS_A2.Q1；
END_IF；
IFALARM_JT=TRUETHENDO_B3：=TRUE；
ELSEDO_B3：=RS_B2.Q1；
END_IF；
程序(程序中紅字的部分是改動(dòng)部分)巧妙的用了兩個(gè)判斷語(yǔ)句以最小的改動(dòng)完成工藝要求。另外，原程序?yàn)槲锪辖佑|上電極即關(guān)閉進(jìn)料閥，結(jié)束向交替補(bǔ)料罐壓料。但在發(fā)酵補(bǔ)糖中隨著原材料的質(zhì)量不同，會(huì)有不同程度的泡沫。該程序在泡沫多時(shí)容易引起上電極的誤觸發(fā)，發(fā)出錯(cuò)誤的滿罐信號(hào)，當(dāng)泡沫與上電極脫離時(shí)，就會(huì)開始又一輪進(jìn)料過程，這樣頻繁動(dòng)作對(duì)補(bǔ)料系統(tǒng)設(shè)備損傷較大。經(jīng)分析決定在監(jiān)控接口上加入一個(gè)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整的延時(shí)時(shí)間TDT，來修正泡沫引起的誤操作，程序如下：
（二）小罐的溫度控制
原設(shè)計(jì)直接用蒸汽給小罐加溫，但因?yàn)楸豢貙?duì)象太小，導(dǎo)致溫度變化太快，不穩(wěn)定，后改為先用蒸汽和冷水在混合器調(diào)成溫水，再用溫水來加溫小罐，這要求只要有一個(gè)小罐用溫水，蒸汽和冷水電磁閥就同時(shí)打開調(diào)溫水，程序作如下改動(dòng)：
在使用中我們又發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)電磁閥不會(huì)關(guān)閉，必須等一個(gè)周期完成后才會(huì)關(guān)閉，導(dǎo)致了對(duì)蒸汽和水的浪費(fèi)，還有調(diào)控的不及時(shí)，不準(zhǔn)確。經(jīng)過仔細(xì)分析程序，決定用定時(shí)器的觸發(fā)端的非值來控制定時(shí)器的反向端，又應(yīng)工藝人員的要求用發(fā)酵開關(guān)來作為控制的開關(guān)和溫度報(bào)警的開關(guān)，程序如下：
四、效益
該系統(tǒng)自2003年7月啟用至今，一切運(yùn)行正常，不僅節(jié)省了大量用于維修設(shè)備的人力、物力、財(cái)力，更重要的是保證了發(fā)酵單位的逐步提高，由于自動(dòng)化程度的提高，發(fā)酵參數(shù)的精確控制，水、電、汽，也有不同程度的節(jié)約，日積月累將是一個(gè)不小的數(shù)目。
本系統(tǒng)改進(jìn)前的2003年平均發(fā)酵單位是111.3克/立方米，系統(tǒng)完善后的2005年平均發(fā)酵單位是122.7克/立方米，折算成產(chǎn)量多生產(chǎn)了591.318公斤，每公斤VB12的市價(jià)是1.9萬元，這樣一年的效益是1123萬元。
五、體會(huì)
大家齊心協(xié)力就能把事情辦好，系統(tǒng)啟用的全過程都體現(xiàn)了這一點(diǎn)。大家積極地提出改進(jìn)意見，并把在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)的異常情況及時(shí)反映給相關(guān)人員，使系統(tǒng)的不足得以及時(shí)妥當(dāng)?shù)母纳?。使系統(tǒng)最大限度的發(fā)揮出它的效能。新設(shè)備新技術(shù)需要新的管理方案。隨著系統(tǒng)的進(jìn)一步應(yīng)用，一套新的操作規(guī)程也在逐步形成。新系統(tǒng)配新規(guī)程，再有大家的共同努力，相信一定能創(chuàng)造出更高的企業(yè)效益。