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本文评述使工艺现代化所需的这些步骤,重点放在发展连续工艺中用的控制系统的设计标准上。并且需要能实现连续工艺的控制系统的某些程序步骤。
本文为计算机专业论文,主要对实现连续工艺控制系统的某些程序步骤研究。
对于不熟悉批工艺或这里所提及的工程的人,简单地概述本工程的各步可能是合适的。当Iin工程领导人接到使其中之一的批工艺现代化或成本改进的任务时,他提出该工程的下列类型的目的任务并评论了完成这些目的任务所需的各步。
1.执行安全规定
2.降低操作成本
3.提高质量水平
4.消除污染和OSHA状态
5.每个单元操作都需投资合理
对于常规工艺,这些目的任务是易于具体实现的。用现用的使用多年的设备是易完成的。这些设备是用40年代的基本原理,用手工而非自动控制设备操作并需占地大。在这种占地上星罗棋布地布有许多小工房,在内进行单一的单元操作并用很多的各种类似的设备来作这种单元操作。
为说明常规推进剂的工艺,图1中示出无烟药制造的单元操作。
有40多年历史的这种工艺满意地供给了炮弹的发射药,变化仅仅很小。在3-8-7基地上它需约600人。例如生产设备的数量和所需的装置如下:
(a)一个工房有12个驱水压力机
(b)四个工房里装有12个混合机
(c)三个工房里装有18个预雏型锻模
工房和装置一览表的情况方式同上。然而,Badger的这种工艺直到1975年还使用着,而且尽管其使用期限之久,全世界的现役工厂里都仍在使用它。
观察这种设备可以看出,它陈旧得只能由在老式工艺学校仍在专门研究的老手工艺家用同型装配相同装置或专门车间的生产品的方法来得到它的替换零件。而且,与基本原理所制定的手工有关的成本已使推进剂的价格上升到不允许的水平上,加之大量的人们要求操作老式工艺,这种明显的情况是不适于现今所主张的时代发展中的雇佣和训练的要求的。
对于这些领域的问题,工移的领导确已解决。,现代火箭导弹制造工厂或其他现代工业验证了的装置已给常规工艺设计现代化和试验提供取代不算时间和成本的设备的方法。这些设备被扩大即在容量上扩大了六倍或十倍,这大大减少生产率Eli3`C求的每个单元操作的各设备的数目。此外,新的安全的内线距离及推进剂分类的重新确定使各工房的安排充分紧凑,工房的基本成水降低,并通过材料处理技术能使基本成本使用合理。
到目前为止工程领导为完成其任务所进行的设计已很顺利。已有了新的经验收的设备。已有了能有效设计现代装配线的生产技术,已有了地皮,并制定了能校正上述各项目标规定的有关安全和环境的细则。
即便现在,如何将工艺结合成紧密的方式的确定还是一项日常工作。
一采用的方法是详细设计设备的每部分,确定所需的材料速率和流率,绘出每个设备的控制装置和确定他控制每个单元所需的主要工艺仪表。
由这些具体的仪表上,工程领导可以估算模拟器,阀门,启动和连接输入端的数量,及所需的数字和模拟的输出。有了这些数字,就容易分析用最少的人力操作不同的单元工艺,提供操作的必要的瞬时速率和流率控制,工艺变量的测量和这些变量成功用于连续工艺的操作被校正后重测量时,计算机工艺控制系统是否是成本合理的方法。
但是,现在工程领导作出了要求仔细分析所有指标的决定。他不得不提出两个完成任务能力最小和他感到完成任务不舒适的具体方面。其一是他需汇编设计和实现控制系统所需的工艺数据。其二是他需选择购买、装配和审核该控制系统的方法。
他很快感到在确定控制系统之前,必须有发展定性和定量的工艺说明,工艺设备及设备连接装置规格。没有工艺文件,要决定控制方式(手工的,自动的,DDC等)是能采纳的、经济的或从使用观点设计是合理的是不可能的。
在批操作中设计这些特定的单元操作时,一个单元的生产完成后,在进行下一个单元操作前要审查质量。换言之,一个推进剂工程师很了解很小差距的一个控制参数或变量。
他需及时测定质量,如不合格,他要将它作为返工品返工,或作为废料重加工,在质量合格前反复加工。
从工程工作的经验,文献中或从一些经营常识中,他认为为获得数据,选择下列方法是适合的。
1.建立中型生产工厂
2.政府/推进剂制造厂家的高射炮前的探测(Search Archieues)
3.访问推进剂工作人员
4.解释卖主的设备操作数据
5.对数据作系统分析。
首先而且是最有效的方法是建立一座中型生产工厂。该法的优点是通过各个制造部分的顺序单元制造推进剂能获得数据。这样,一个工序对下一个工序,以及再下一个工序的影响能予以测定,因此每个工序的质量参数及其与下一个土序的关系能予定量。缺点是建立一座中型工厂要化费大量基本资金和时间。估计获得有价值的数据之前至少要花4年的时间。在许多情况下,这个时间已延长至8年,甚至更长的时间。
如果工程领导人没有设置一座中型工厂的资金和时间的话,那么他还可另选他法。
一有关第二个方法的优点,主要推进剂的数据过去已发表过。缺点是探测所需的时间和一次所得的有意义的结果有限。
有关第三个方法,如果工程领导有运气并有特殊权利,那他将获得资料,但是仍然个人不能解释资料和解释如何将它们用到工艺中或工艺的新设备上。
第五个方法即我们最需推荐给你的方法是对巳得到的数据的系统的分析。换言之,如有中型工厂的数据的话,应该把它拿来,查找有推进剂数据的资料,访问生产人员,与卖主商确,并同他们一起总结工程师能用来确定必要的连接装置的控制。
如用Olin/Badger设计的半自动生产线,制备无烟药来作为装配数据的一个系统方法的一个例子,分析是从确定工艺开始的。
用设备的方块图时,工艺被分成主要几段生产线。
生产段又分成各个设备部分(图4)每个设备部分又进一步分为在这个设备工艺中要包括的工艺种类。图5中所示出的是热驱水机,其中硝化棉被制成淤浆,驱水和用酒精置换水分到不超过2%的含水量。通过评论设备的数据和工艺种类,就能绘出这一部分设备的控制的基本流程图(图6)。图7是放入控制系统图中的装配数据图的一个例子,使用了计算机辅助测定和控制( CAMAC)系统。
在市场上还可买到其他型号的一Foxboro有SPEC200的,Honeywell有“ContrY"的,以及许多其他有名的卖主有代替CAMAC的系统。
工艺保证,制备,预加工,加工和包装及贮存设备工序及其辅助设各的每个设备都被重复所述系统分析。该数据当全部组配完时,可实现工艺上起作用的基线。达到这一目的的核对表附于图8中。对于设计者实现控制系统方面能选的数量和类型,该表是很详尽的。资料将有产品种类,系统/分系统方块图,功能输入一输出控制系统表;生产量材料要求,人一机器接触要求,工艺流程图,主要控制系统图,设计用系统工程计划。
当工程领导对所有部分功能基线核对表完成分析后,他仍然有需回答的主要问题,即他将该资料实施于工艺控制系统中的最佳方法是什么。
过去,工艺控制系统是由基本的电气、电和电一机械控制装置组成的。它们是主要的模拟装置,但作为单个一个部件控制能力有限。虽然从一个卖主到另一个卖主所买的装置没有必要标准化,但主要卖主提供的都是类似的,在大多数情况下,在一个控制系统内可以通用。因此,用户可容易地挑选设计者或卖主,进行控制系统的设计,而不必担心只有一个来源的情况。此外,控制系统仅占生产设备中总资本要求的一个小的百分数。
由于工艺控制系统越来越改进,硬件变得不大标准化。到今天为止,由于有了计算机化的控制技术,在主要卖主间的硬件没有什么可互换性。选择一计算机化的控制系统的设计者或卖主问题变得更困难的是这些系统要求软件,如果是一个卖主的产品线上的,则要大改动才能在另一个卖主的产品线上操作。因此对整个工程的成本的影响可能是很大的。
