Анализ технических характеристик установки выделения фракции ароматических углеводородов С6-С8

Рис. 3.4.3 Подсоединения датчика

Газовый хроматограф GC1000 Mark II

4. Разработка проектной документации

4.1 Разработка структурной схемы комплекса технических средств

Структурную схему системы управления установки выделения фракции ароматических углеводородов С6-С8.

можно разбить на несколько уровней:

1. уровень датчиков и исполнительных механизмов;

2. уровень контроллеров и УСО;

3. уровень ЭВМ;

4. уровень MES;

5. уровень ERP.

Первый уровень системы включает набор датчиков и исполнительных устройств, встраиваемых в конструктивные узлы технологического оборудования и предназначенных для сбора первичной информации и реализации исполнительных воздействий. Этот уровень называется уровнем ввода-вывода.

Второй уровень служит для непосредственного автоматического управления технологическими процессами с помощью различных УСО и ПК. Этот уровень получил название - непосредственное управление.

Второй уровень характеризуется следующими показателями:

· предельно высокой реактивностью режимов реального времени;

· предельной надежностью;

· возможностью встраивания в основное оборудование;

· функциональной полнотой модулей УСО;

· возможностью автономной работы при отказах комплексов управления верхних уровней;

· возможностью функционирования в цеховых условиях.

В промышленные контроллеры загружаются программы и данные из ЭВМ третьего уровня, уставки, обеспечивающие координацию и управления агрегатом по критериям оптимальности управления технологическим процессом в целом, выполняется вывод на третий уровень управления служебной, диагностической и оперативной информации.

Третий уровень, называемый SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition - сбор данных и диспетчерское управление), предназначен для отображения (или визуализации) данных в производственном процессе и оперативного комплексного управления различными агрегатами, в том числе и с участием диспетчерского персонала.

Третий уровень управления обеспечивает:

· диспетчерское наблюдение за технологическим процессом по его графическому на экране в реальном масштабе времени;

· расчет и выбор законов управления, настроек и уставок, соответствующих заданным показателям качества управления и текущим параметрам объекта управления;

· хранение и дистанционную загрузку управляющих программ в ПК;

· оперативное сопровождение моделей объектов управления типа “технологический процесс”, корректировку моделей по результатам обработки информации от первого уровня;

· синхронизацию и устойчивую работу систем типа “агрегат” для группового управления технологическим оборудованием;

· ведение единой базы данных технологического процесса;

· контроль работоспособности оборудования второго уровня, реконфигурацию комплекса для выбранного режима работы;

· связь с четвертым уровнем.

Отвечая этим требованиям, ЭВМ на третьем уровне управления должны иметь достаточно высокую производительность как при решении задач в реальном масштабе времени, так и при обработке графической информации, обеспечивая работу в реальном времени с базами данных среднего объема и с расширенным набором интеллектуальных видеотерминалов. Третий уровень управления реализуется на базе специализированных промышленных УВК. Машины третьего уровня должны объединяться в однородную локальную сеть предприятия с выходом на четвертый уровень.

Четвертый уровень MES - средства управления производством - выполняет упорядоченную обработку информации о ходе изготовления продукции в различных цехах, обеспечивает управление качеством, а также является источником необходимой информации в реальном времени для верхнего уровня управления предприятием.

Пятый уровень, верхний уровень управления определяется как MRP (Manufacturing Resource Planning) и ERP (Enterprise Resource Planning) - планирование ресурсов предприятия. Задачи, решаемые на этом уровне задачи планирования и диспетчирования на уровне предприятия в целом, автоматизации обработки информации в основных и вспомогательных административно-хозяйственных подразделениях предприятия: бухгалтерский учет, материально-техническое снабжение. Обычно для решения задач данного уровня выбирают универсальные ЭВМ, а также многопроцессорные системы повышенной производительности.

Структурная схема автоматизации установки выделения фракции ароматических углеводородов С6-С8 Приложении 4.

4.2 Разработка диаграммы контуров управления

Регулирование расхода флегмы в колонну K-336 с коррекцией по температуре верха колонны.

Сигнал от датчика перепада давления EJX 110A поступает на плату ввода котроллера через активный входной барьер искробезопасности HiD 2026, контроллер проводит корректировку по значению температуры, полученной от термометра сопротивления, сигнал с которого поступает на плату ввода контроллера через активный входной барьер искробезопасности HiD 2026.

Произведя корректировку расхода по значению температуры, процессор контроллера посылает сигнал на модуль вывода аналогового сигнала контроллера, откуда он через выходной барьер искробезопасности HiD 2038 поступает на регулирующий орган, состоящий из приборов компании «Samson»: электропневматического позиционера 3767, пневматического привода 3277 и пневматического регулирующего клапана 251-1. Клапан размещен на линии подачи флегмы на орошение колонны K-336.

Регулирование давления в гидрозатворе Г-2.

Сигнал от датчика давления EJX440A поступает на плату аналогового ввода котроллера через активный входной барьер искробезопасности HiD 2026. Процессор контроллера посылает сигнал на модуль вывода аналогового сигнала контроллера, откуда он через выходной барьер искробезопасности HiD 2038 поступает на регулирующий орган, состоящий из приборов компании «Samson»: электропневматического позиционера 3767, пневматического привода 3277 и пневматического регулирующего клапана 251-1. Клапан установлен на линии подачи азота в емкость E-351.

Регулирование температуры куба колонны K-336.

Сигнал от датчика давления EJX410A поступает на плату аналогового ввода котроллера через активный входной барьер искробезопасности HiD 2026. Процессор контроллера посылает сигнал на модуль вывода аналогового сигнала контроллера, откуда он через выходной барьер искробезопасности HiD 2038 поступает на регулирующий орган, состоящий из приборов компании «Samson»: электропневматического позиционера 3767, пневматического привода 3277 и пневматического регулирующего клапана 251-1. Клапан установлен на линии отвода кубового продукта из колонны K-336 через теплообменник T-662II.

Регулирование уровня в емкости E-351.

Сигнал от датчика гидростатического давления EJX110A поступает на плату аналогового ввода котроллера через активный входной барьер искробезопасности HiD 2026. Процессор контроллера посылает сигнал на модуль вывода аналогового сигнала контроллера, откуда он через выходной барьер искробезопасности HiD 2038 поступает на регулирующий орган, состоящий из приборов компании «Samson»: электропневматического позиционера 3767, пневматического привода 3277 и пневматического регулирующего клапана 251-1. Клапан установлен на линии отвода продукта из емкости E-351.

Срабатывание отсечного клапана при завышении температуры в колонне K-336.

Сигнал от термометра сопротивления RM поступает на модуль ввода сигналов в систему ПАЗ через входной барьер искробезопасности, в случае превышения значения параметра, ПАЗ вырабатывает дискретный сигнал, который через модуль вывода дискретных сигналов, поступает на выходной дискретный барьер искробезопасности, затем на отсечной клапан Модель 3351 компании «Samson», установленный на подачи теполоносителя в кипятильник Т-337.

Срабатывание отсечного клапана при завышении давления в колонне K-336.

Сигнал от термометра сопротивления RH поступает на модуль ввода сигналов в систему ПАЗ через входной барьер искробезопасности, в случае превышения значения параметра, ПАЗ вырабатывает дискретный сигнал, который через модуль вывода дискретных сигналов, поступает на выходной дискретный барьер искробезопасности, затем на отсечной клапан Модель 3351 компании «Samson» на линии отвода кубового продукта из колонны K-336 на выходе теплообменника T-622II.

Блокировки, предусмотренные при завышении температуры в емкости E-304 и при завышении давления в гидрозатворе Г-2 работают по аналогичному принципу, описанному выше.

Диагрмма контуров управления приводится в приложении 2.

Заключение

В данной курсовой работе был проведен анализ технических характеристик установки выделения фракции ароматических углеводородов С6-С8, а также требований, предъявляемых к системе управления и техническим средствам автоматизации, были выбраны технические средства автоматизации таких фирм как Samson, Yokogawa, Elcon, предназначенные для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическим процессом.

Учитывая особенности объекта управления, свойства продуктов и материалов, применяемых в производстве, были выбраны принципы измерения технических средств автоматизации. Для измерения температуры были выбраны термометр сопротивления, для давления - деформационные приборы, для расхода и для измерения уровня датчики перепада давления. Также был проведен расчет метрологических характеристик измерительных каналов, который показал, что отклонения от требуемой точности измерения нет.

Для обеспечения высокого качества управления была предложена распределённая система управления Centum CS 3000.

Для обеспечения безопасного ведения технологического процесса была предложена система противоаварийной защиты ProSafe.

По выбранным техническим средствам были построены диаграммы контуров регулирования, была оформлена спецификация и разработана структурная схема комплекса технических средств.

Список использованной литературы

1. Автоматическое управление в химической промышленности: Учеб. для вузов. Под ред. Дудникова Е.Г. - М.: Химия, 1987. - 368 с.

2. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств: Учеб. для вузов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1983. - 424с.

3. Лапшенков Г.И., Полоцкий Л.М. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учеб. для вузов - М.: Химия, 1988. - 288 с.

4. Номенклатурный каталог «Samson»: Франкфурт, 1996. - 120 с.

5. Номенклатурный каталог «Yokogawa».

6. Номенклатурный каталог «Elcon».

Размещено на Allbest.ru