1、2018 年“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽（原全國大學(xué)生工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽）連續(xù)過程設(shè)計開發(fā)賽項決賽練習(xí)及決賽說明一、工藝流程說明2018 年反應(yīng)器對象增加了循環(huán)物料的回收工藝，特針對這部分工藝做進(jìn)一步說明：1、閃蒸罐罐頂部的閥門PV1102 為抽真空閥，它的作用是在閃蒸罐未閃蒸前，提前通過真空泵P104 與此閥門，將閃蒸罐內(nèi)的壓力降低到大氣壓下，然后就可以關(guān)閉。2、閃蒸罐頂部額閥門PV1101 是用來回收閃蒸產(chǎn)生的A 物料，當(dāng)閃蒸罐開始閃蒸時，通過調(diào)節(jié)P104 與此閥門，將閃蒸產(chǎn)生的以A 物料為主的氣相引入到冷凝器（此時冷凝器的冷卻水應(yīng)該打開），然后變成液相進(jìn)入到冷凝罐，待冷凝罐建立液位后，通

2、過循環(huán)泵打到混合罐內(nèi)。3、因為 PV1102 與 PV1101 的作用與投用時間完全不同，因此不要同時打開這兩個閥門。4、整個系統(tǒng)有一定的設(shè)計工藝與穩(wěn)態(tài)要求，開車時，切記閥門開度大起大落，如一開始就把所有閥門開到最大，應(yīng)當(dāng)緩緩調(diào)節(jié)，慢慢提高負(fù)荷。5、綜上，這部分的開車流程建議如下：（ 1）在開車開始階段，提前通過真空泵P104 與閥門 PV1102 ，將閃蒸罐內(nèi)的壓力降低到大氣壓下，然后就可以關(guān)閉。（ 2）反應(yīng)器進(jìn)料，慢慢反應(yīng)，溫度上升，上升到一定溫度（或反應(yīng)器液位到一定高度），將反應(yīng)器底部物料打入閃蒸罐，此時，可能還未閃蒸，隨著溫度的升高，開始閃蒸（表現(xiàn)為閃蒸罐的壓力開始增大）。（ 3）當(dāng)閃

3、蒸罐開始閃蒸時，通過調(diào)節(jié) P104 與閥門 PV1101 ，將閃蒸產(chǎn)生的以 A 物料為主的氣相引入到冷凝器（此時冷凝器的冷卻水應(yīng)該打開） ，然后變成液相進(jìn)入到冷凝罐，待冷凝罐建立液位后，通過循環(huán)泵打到混合罐內(nèi)。（ 4）一旦出現(xiàn)冷凝罐壓力太大（往往是因為進(jìn)入的物料沒有冷凝或者冷凝不夠，呈現(xiàn)氣相），可以通過打開冷凝罐排氣閥排氣，回到常壓后，再關(guān)閉。二、工藝參數(shù)說明物料物性：物料分子量 M g/mol密度 kg/m3沸點(diǎn) t A3672065B24840150C72980112D96910155E60880135F1081100167H2O181000100參考工藝參數(shù)如下，參數(shù)僅為參考，具體要求以

4、現(xiàn)場公布的賽題要求為準(zhǔn)。A （進(jìn)入混合罐的總流量含循環(huán)管線流量）、B 、 C 進(jìn)料比約為：9:3:1反應(yīng)器溫度范圍80-110 度反應(yīng)器液位范圍20% - 80%閃蒸罐壓力范圍30 101 KPa閃蒸罐底部出口物料產(chǎn)量濃度要求80%以上閃蒸罐底部產(chǎn)物流量 1kg/ 以上混合罐液位范圍20%-80%閃蒸罐液位范圍20%-80%冷凝罐液位范圍20%-80%三、決賽評分環(huán)節(jié)（ 1）接線環(huán)節(jié)。5 分。（ 2） WINCC 畫面考核。 5 分。（ 3）方案調(diào)試實施（由計算機(jī)自動評分：第一階段開車30 分，第二階段擾動 40 分）。與初賽相比，自動評分規(guī)則將考察：達(dá)到要求的產(chǎn)物D 的累積量、穩(wěn)態(tài)要求（控制

5、回路指標(biāo)）、反應(yīng)器冷卻水消耗量、物料循環(huán)利用量、穩(wěn)定與安全指標(biāo)等等。具體以現(xiàn)場公布的賽題為準(zhǔn)。（ 4）方案答辯。20 分。（高職組不設(shè)答辯） 。決賽的擾動可能包括但不限于：某變量（溫度、壓力、液位、流量等）的設(shè)定值變化；反應(yīng)器、冷凝器、閃蒸罐、真空泵等設(shè)備出現(xiàn)故障；閥門故障；儀表故障（偏高、偏低、波動等等）；提升或降低生產(chǎn)負(fù)荷；冷卻水水溫變化（升高或降低） ；反應(yīng)器夾套換熱效率降低；催化劑中斷；進(jìn)料流量波動等等。具體以現(xiàn)場公布的賽題為準(zhǔn)。四、硬件組態(tài)常見問題硬件組態(tài)問題：1. Profibus 總線組態(tài)的與實際設(shè)備不符。錯誤示例：例如實際設(shè)備使用的是plc的dp 口，而硬件組態(tài)組的是mpi/d

6、p口。正確操作：實際設(shè)備接的是dp 口，組態(tài)就組dp；實際設(shè)備接的是mpi/dp口，組態(tài)就組mpi/dp口。2. 組態(tài)的 pm125 地址與實際不符。錯誤示例：例如實際設(shè)備上設(shè)置的pm125 地址是 07，而硬件組態(tài)組的地址是10。正確操作：實際設(shè)備的pm125 地址是多少，硬件組態(tài)的地址就設(shè)為多少。3. 組態(tài)的 cpu 與實際 cpu 不符。錯誤示例：例如實際設(shè)備為412-5 的 cpu，而硬件組態(tài)組的是412-3 的 cpu。正確操作：實際設(shè)備的cpu 型號是多少，硬件組態(tài)就組同一型號的cpu。4. pm125 內(nèi)模塊添加的順序有誤。正確操作：組態(tài)pm125 內(nèi)部數(shù)據(jù)模塊時，應(yīng)按照如下順序

7、添加，DIAIDOAO 。5. 使用cp模塊實現(xiàn)通訊時（將網(wǎng)線連接在調(diào)試計算機(jī)和CP模塊之間），硬件組態(tài)未組態(tài)CP模塊或組態(tài)的型號與實際設(shè)備不一致。正確操作：按照使用的實際CP模塊組態(tài)CP 模塊即可。網(wǎng)卡設(shè)置問題：通訊方式的選擇應(yīng)與硬件組態(tài)一致6. 當(dāng)使用 IP 通訊時，應(yīng)選擇TCP/IPRealtek PCIe 通訊方式，并將調(diào)試計算機(jī)的IP 地址設(shè)為同一網(wǎng)段的IP。使用 IP 通訊還有一點(diǎn)要注意的是，PLC 的 cpu 模塊上有網(wǎng)口，CP 模塊上也有網(wǎng)口，連接網(wǎng)線時應(yīng)與硬件組態(tài)的設(shè)置一致。（硬件組態(tài)組的是CPU上的PN/IO ，則實際的網(wǎng)線要與CPU的網(wǎng)口相連； 若組的是CP 模塊上的PN

8、/IO ，則實際的網(wǎng)線要與 CP 模塊上的網(wǎng)口相連） 。7. 當(dāng)使用 MAC 地址通訊時，應(yīng)選擇網(wǎng)線的 ISO Realtek通訊方式。使用 MAC 通訊時，網(wǎng)線連接在 CP 與調(diào)試計算機(jī)之間。PM125 通訊塊影響通訊問題：可能原因：（ 1） pm125 通訊塊編寫有誤。（ 2） pm125 通訊塊未在 CFC 中進(jìn)行調(diào)用。（ 3） pm125 通訊塊調(diào)用后未下載 CFC 。8. 按下 SMPT-1000 仿真軟件運(yùn)行按鈕，發(fā)現(xiàn) PM125 左下角 TX 燈與 RX 燈都不閃爍，列出可能的故障原因以及如何處理，至少列出三種。RX 燈不閃爍， TX 燈肯定也不閃爍；而 RX 燈只與仿真對象這一

9、側(cè)有關(guān)，所以先解除RX 燈的故障， 可能的原因有：（ 1） PROFIBUSDP 通訊軟件未運(yùn)行或異常退出了；（ 2） PROFIBUSDP 通訊軟件設(shè)置不正確：串口號、模塊類型等；（波特率不對，RX 燈也會閃）（ 3）工控機(jī)背面串口連接松動，導(dǎo)致信號中斷；（ 4） PM125 被誤操作后顯示“ AD ”或“ CF”字樣，不顯示數(shù)字地址，因而未處于工作狀態(tài)；（ 5） PM125 下方接線端子松動；處理：原因（ 4），在 PM125 上有個黑色圓形按鈕，通過連續(xù)按或長按可讓PM125 顯示在“ AD ”、“ CF”和地址之間跳變。9. PCS7 軟件操作：進(jìn)行硬件組態(tài)下載時，彈出對話框顯示無法與

10、模塊建立連接，請寫出你的處理步驟。出現(xiàn)這種問題大部分是因為 PG/PC 接口設(shè)置問題，處理步驟如下：（ 1）查看“ PG/PC”接口設(shè)置的是否是TCP/IP 或者 ISO 方式中的一種。（ 2）如果是先用“Edit ethernet ”掃描一下看能否找到相連的CPU 或者 CP 節(jié)點(diǎn)。若能，則檢查硬件組態(tài)里設(shè)置的是 IP 還是 MAC ，是否與PG/PC 接口的一致。若不能，檢查一下網(wǎng)絡(luò)連接是否正常、更換一下CPU 或者 CP 上的網(wǎng)口等。（ 3）如果不是，設(shè)置的PG/PC 接口是“ PC Internal(Local) ”，則需要先進(jìn)行PCStation 的下載；或者將PG/PC 接口改為

11、ISO 方式即可。10. PCS7 硬件組態(tài)下載完成后， CPU 上報“ EXTF ”故障燈，且“ BUS1F ”故障燈閃爍，請寫出可能的故障原因以及如何處理，至少列出三種?！?BUS1F ”故障燈閃爍表明是總線故障，在初賽時， 肯定是和PM125 的通訊故障， 此時觀察PM125 ，左上角 “ PBF”紅燈肯定亮起?？赡艿脑颍海?1） PM125 的 PROFIBUSDP 地址組態(tài)不正確；（ 2） PM125 組態(tài)的 DP 網(wǎng)絡(luò)與實際的不一致；（ 3） PM125 的 DP 插頭松動或者 CPU 一側(cè)的插頭松動；排除上述故障后， “BUS1F ”故障燈熄滅， “ EXTF ”故障燈也應(yīng)熄滅

12、。若“ EXTF ”故障燈仍未熄滅，只要 CPU“ RUN ”指示燈為綠色仍可正常運(yùn)行。11. PCS7 硬件組態(tài)下載后， CPU 未報故障燈， 但是在硬件組態(tài)界面內(nèi)進(jìn)行通訊測試時未收到數(shù)據(jù)，列出可能的原因，至少列出三種。CPU 未報故障燈，表明硬件組態(tài)正確，而通訊測試時未收到數(shù)據(jù)，可能的原因：（ 1）最主要的是看PM125 的 RX 燈是否閃爍，若不閃，則原因見第三題。（ 2）若 RX 燈閃爍，看看被控對象發(fā)出的數(shù)據(jù)是否有不為0 的數(shù)據(jù)；若全為0，則會造成未收到數(shù)據(jù)的假象。（ 3） PROFIBUS DP 配置軟件的波特率設(shè)置也可能不正確。（ 4） PM125 的輸入輸出 IO 組態(tài)有問題。

13、12. PCS7 硬件組態(tài)下載后， CPU 未報故障燈，且在硬件組態(tài)界面內(nèi)進(jìn)行通訊測試時可收到數(shù)據(jù)，但發(fā)出的數(shù)據(jù)，SMPT-1000 軟件卻未收到，列出可能的原因，至少列出三種。CPU 未報故障燈，且測試時能收到數(shù)據(jù)，說明硬件、PROFIBUSDP 設(shè)置肯定是沒有問題的，但PCS7 發(fā)出的數(shù)據(jù)，SMPT-1000 軟件卻未收到，可能的原因：（ 1）首先看下PM125 的 TX 燈是否閃爍，若閃爍，則可能是PROFIBUS DP 軟件收到了，但SMPT-1000 軟件由于閥門通訊方式的設(shè)置不正確，所以沒收到。（ 2）若TX燈不閃爍，可能PCS7 的通訊程序編寫有誤；（ 3）若TX燈不閃爍，可能P

14、CS7 的通訊程序編寫后，未成功調(diào)用（放到CFC里調(diào)用）。對于原因（2）和（3），可在硬件組態(tài)里監(jiān)測一下DI和DO模塊，看I0.00.7是否會跳變；看Q0.0是否會跳變，Q0.00.7所對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)值是否為發(fā)送字節(jié)個數(shù)。五、常見問題匯總：1、為什么練習(xí)或比賽時，SMPT1000 啟后，我的SFC 還未啟動，就有一些閥門開度傳過去了？此問題是由于之前練習(xí)的數(shù)據(jù)還存留在CPU 中導(dǎo)致的。具體原因與解決辦法參見群里共享的文件2018 年“西門子杯”中國智能制造挑戰(zhàn)賽（原全國大學(xué)生工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽）連續(xù)過程設(shè)計開發(fā)賽項初賽初始環(huán)境設(shè)置說明。2、對于反應(yīng)器對象，為什么有時候溫度上升很快，有時候溫度上升很慢？溫度上升的快慢與許多因素有關(guān)，一般來講，出現(xiàn)此問題很大可能是與進(jìn)料的比例相關(guān)，請大家參考官方給出的進(jìn)料 9:3:1 （質(zhì)量流量）的比例，在此范圍附近進(jìn)行優(yōu)化。3、在進(jìn)行SFC 開車操作時應(yīng)注意什么？比賽要求全自動開車，但建議大家每一步的操作（比如對于閥門的打開）與下一步有一定的延遲（比如1-2 秒），不要放在一個操作模塊里進(jìn)行。實際生產(chǎn)中，每一步的開車動作都是需要一定的時間與過程的。4、比賽開始后，隊員還能否進(jìn)行操作？一旦