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在线清洗系统控制设计

juphy5224  发表于 2008/9/23 21:44:31      623 查看 1 回复  [上一主题]  [下一主题]

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 在线清洗技术无需拆卸或重构,能够适度清洗有计划的工艺装备和互连的管道。在线清洗方法和设备的发展开始于50年代乳品厂的生产过程,在提高产品质量和延长产品货架寿命的同时,在线清洗的实施极大减少了人工干预和清洗加工设备的时间。

    在线清洗技术目前已经在许多食品、饮料、制药和生物技术工艺中得到应用,用以去除工艺灰尘,减少初始污染菌,消除过敏源,确保不同过程段与段之间的隔离。出于同样的原因,规模较大的化工行业已经广泛采用了在线清洗技术。


    基本概念


    在线清洗技术使用化学清洗方法去除工厂工艺设备中的产品灰尘。成功的在线清洗操作需要仔细控制这些清洗剂,利用时间、温度、化学剂浓度以及机械方法在可重复的基础上取得满意的性能。一个正常运作的清洗过程使用在线清洗装置,通常为滑动装置,设计完成清洗剂的制成和传送。滑动装置通常包括仪器仪表、可编程控制器、人机界面和必要的辅助设备以确保清洗过程适当的控制、监测和记载。它可以与资产管理程序交互。


 


    在线清洗分配系统
 
    即便最简单的在线清洗系统都必须具备基本的使用仪表和控制性能。更复杂的系统则根据清洗任务需要针对成倍的清洗和冲刷溶液来增加容器。


    在线清洗应用需要一个供给和返回系统将清洗溶液分送到不同的工艺设备清洗部分。这都需要对具有合适座式排气阀组或传送面板的分配系统进行规划时进行仔细的绘制,以确保不同部分和相邻工艺设备之间的隔离。


    第一个提供物理隔断的方法是借助一个传送面板或者手动摆动连接。这种相对简单、低成本的方法非常有效,但它需要人工操作建立一个清洗范围。第二个方法是用四个阀门组成双座式排气阀组确保任何通过闭锁泵泄漏的清洗液都将直接被倒入打开的排气阀,将其它工艺设备与清洗液隔离开来。这种方法可以全自动隔离控制和监测,但成本更高。


    最后一种方法是采用“混合防水”或者双座压缩式清洁阀,它将座式排气阀保护合并为单柱阀门封装。这种全自动系统不需要人工干预,但需要更高的安装与维护费用。


    在线清洗规划考虑


    一个典型的在线清洗规划是一系列按照控制系统工业顺序的步骤或阶段。通常,这些步骤或阶段起初被记录在矩阵或以图表形式来为用户以及系统集成商定义规划。这种矩阵图是提供快速了解规划要求的主要工具。额外的支持规划文件常常被详细记录在系统功能需求说明书和软件设计文档之中。


    除了上述的单位矩阵图,在线清洗方法必须加以开发,以使这一系统能够在该设施内对所有特殊的清洗回路变量有效的实施。在设计阶段对这些方法进行合理的规划与记录,可以给予系统集成商所需的软件灵活度以优化在线清洗程序和回路性能。对于每个在线清洗回路,关键的配方参数,比如冲洗容量、排放时间和流量都是不同的,有时候系统集成商试图固定这些参数以简化程序编制。这通常导致系统性能不佳。在线清洗设计者、终端用户和系统集成商之间的软件设计评论确保了对系统要求的共同理解和正确执行。在线清洗应用程序应该在安装和现场调试之前尽可能的进行仿真和测试。


    控制平台要求


    将在线清洗技术应用到工艺操作时,选择的控制系统对于成功的清洗应用起着重要的作用。控制系统将执行一个复杂的群体离散序列,并且该系统需要一个强大的逻辑解决指令集。此外,自动化系统必须能够快速合理的执行程序,同时对这些动态系统提供快速的PID控制回路调整。这个过程中许多时序功能相当短,一些操作只有一到两秒之间,一些控制平台根本无法这样迅速地作出反应。如果这些问题不在项目规划早期加以考虑,其结果只能是进行成本高昂的过程调试和优化。


    应用目前的在线清洗技术,始终要从过程控制工艺设计的观点出发,从制造工艺设计项目的一开始就慎重考虑。许多情况下,在线清洗设计方面被明显的低估,而且往往比制造过程本身更为复杂。从概念设计到投产试运行的合理规划可以确保可靠的、重复性好的在线清洗应用。

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