Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

Кафедра автоматизации, телекоммуникации и метрологии

Отчет по производственной практике на тему:

Производство ацетона ПАО "Уфаоргсинтез"

Выполнил: ст. гр. БАТ-18-01 А.В. Ибрагимова

Проверил: доцент к.т.н Х.Г. Нагуманов

Уфа 2021

1. Технологический раздел

органический ацетон химический

Метод получения фенола и ацетона по праву занимает одно из первых мест среди оригинальных химических процессов, появившихся в мировой промышленности органического синтеза.

Своеобразие метода, заключается в том, что впервые в крупном промышленном масштабе стали производить и перерабатывать гидроперекись изопропилбензола.

Метод совместного получения фенола и ацетона через гидроперекись изопропилбензола (кумола), известный также под названием «кумольный метод», впервые был открыт, разработан и реализован в промышленном масштабе в СССР. Данный метод гораздо экономичнее всех ранее известных методов (как по удельным капитальным затратам, так и по эксплуатационным расходам), вследствие чего нашел широкое применение в наиболее развитых странах мира.

Реакция окисления изопропилбензола кислородом воздуха в гидроперекись и разложение ее на фенол и ацетон были открыты в 1942 году Р.Ю. Удрисом в лаборатории, которой руководил профессор П.Г. Сергеев. В течении последующих пяти лет был разработан технологический процесс и выполнен проект промышленной установки, построенной и пущенной в эксплуатацию в 1949 году.[2]

1.1 Общие свойства и применения продуктов «Производства фенола и ацетона»

Фенол и его применение

Фенол С6Н5ОН был впервые обнаружен в каменноугольной смоле Ф. Рунге в 1834 году. Состав фенола установив в 1842 году О. Лоран. Фенол в чистом виде представляет собой бесцветную кристаллическую массу, иногда отделенные хрупкие кристаллы в форме длинных призматических игл. На свету при длительном хранении часто принимает розовато красную окраску. Обладает специфическим запахом. При попадании на кожу вызывает побеление пораженных мест и ожоги.

Фенол смешивается с любым соотношением с большинством органических растворителей. Растворимость его в воде ограничена.

Фенол является одним из важнейших многотоннажных продуктов органического синтеза. Наибольшее количество фенола используется в производстве фенольных пластиков, синтетических волокон. Фенол используется в производстве 2, 4 - Дихлорфенокси уксусной кислоты, эпоксидных и поликорбонатных полимеров на основе дифинилолпропана, алкилфенола (применяется в производстве пленкообразующих для лаков), салициловая кислота, дезинфицирующих средств и фармацевтических препаратов. В нефтеперерабатывающей промышленности фенол используется для селективной очистке масел.

Ацетон и его применение

Ацетон широко применяется как растворитель (особенно для нитро- и ацетилцеллюлозы) и как исходный продукт в производстве кетена, йодоформа, изопрена, эфиров метакриловой кислоты и т.д. Он является сырьем для синтеза целого ряда соединений, в том числе растворителей более сложного строения, таких, как диацетоновый спирт, окись мезетила, метилизобутилкетон, метилизобутилкарбинол. Из ацетона (через ацетонциангидрид) получают метилметакрилат, применяемый в производстве органического стекла, изофорон, уксусный ангедрид, дифенилолпропан и другие продукты. Как растворитель ацетон также применяется в производстве автомобильных, авиационных, кабельных, кожевенных и других лаков и эмалей, кинопленок , фотореагентов, целлулоида, ацетатного шелка и т.д.[2]

1.2 Общая характеристика процесса

Производство фенола-ацетона складывается из следующих стадий:

1)окисление изопропилбензола (кумола) кислородом воздуха до гидроперекиси изопропилбензола (проводится в 6 параллельных технологических потоков);

2)Концентрирование гидроперекиси ИПБ (4 параллельных технологических потока);

3)Разложение гидроперекиси ИПБ на фенол и ацетон в присутствии кислотного катализатора (один технологический поток);

4)Выделение из реакционной массы разложения ГП ИПБ товарных продуктов - фенола и ацетона методом ректификации с последующей очисткой фенола на ионообменной смоле - катионите (один технологический поток).

Назначение узла:

Узел получения товарного ацетона предназначен для нейтрализации и обводнения реакционной массы разложения (РМР) гидроперекиси изопpопилбензола, выделения ацетона из РМР и получения товарного ацетона.[1]

1.3 Физико-химические основы технологического процесса

1.3.1 Характеристика сырья и продуктов (полупродуктов)

Сырье - кислая реакционная масса разложения гидроперекиси изопропилбензола следующего состава:

- содержание ацетона 25-45 % масс;

- содержание фенола 35-60 % масс;

- содержание серной кислоты 0,025-0,1 % масс.

Готовый продукт - ацетон должен соответствовать:

Таблица 1.1- Нормируемые показатели товарного ацетона

Показатели	Высший сорт	1 сорт	2 сорт
1. Внешний вид	Бесцветная прозрачная жидкость
2. Массовая доля ацетона, % , не менее	99,75	99,5	99,0
3. Плотность, г/см3	0,789-0,791	0,789-0,791	0,789-0,792
4. Массовая доля воды, %, не более	0,2	0,5	0,8
5. Массовая доля метилового спирта,%, не более	0,05	0,05	не нормируется
6. Массовая доля кислот в пере-счете на уксусную кислоту, %, не более	0,001	0,002	0,003
7. Устойчивость к окислению перманганатом калия, час.	4	2	0,75

Углеводородная фракция (побочный продукт):

- содержание фенола не более 10 % масс;

- содержание ацетона не более 5 % масс.

Едкий натр (реагент) :

- содержание едкого натра (NaОН) в растворе 10% масс.

1.3.2 Нормируемые показатели качеств

Таблица 1.2- Нормируемые показатели качества

№№ п/п	Наименование аппарата, показатели режима	Ед. изм	Допустимые пределы технологических параметров
1	Давление в кубе колонн (К-70,80,80а) PIR5,11,17,94,105	кгс/см2	0,69, не более
2	Температура верха (К-70) TIR29 куба (К-70) TIRCА3,12 куба (К-80) TIRCА18	оС оС оС	76-83 135, не более 100, не более
3	рН 18-20% солевого раствора при "сульфатной нейтрализации" в емкости (Е-65/1)	ед.	2,6-2,8
4	Содержание влаги в РМР после емкости (Е-65/2) [насос (Н-69)]	% масс.	10-14
5	рН РМР после емкости (Е-65/2) [насос (Н-69)]	ед.	3,0-4,5
6	Давление в нагнетании насоса (Н-87а) РSА 608	кгс/см2	3,7, не менее
7	Давление в нагнетании насоса (Н-87) РSА 614	кгс/см2	5,2, не менее

1.4 Описание схемы технологического процесса, регламент установки

Из отделения получения гидроперекиси ИПБ (101) поступает реакционная масса разложения, содержащая до 0,1% серной кислоты.

1.4.1 Подготовка реакционной массы разложения

Подготовка включает в себя:

- нейтрализация серной кислоты;

- обводнение реакционной массы разложения;

- отстой и расслоение углеводородов от водно-солевого слоя.

Для уменьшения коррозии оборудования проводят нейтрализацию серной кислоты, присутствующей в РМР.

Нейтрализации серной кислоты свежей щелочью или кубовой жидкостью колонн (К-80а/1,2):

РМР через расширитель поступает в емкость (Е-65/3) и из нее в емкость (Е-65/1 или Е-65/2) или, минуя емкость (Е-65/3), непосредственно в емкость (Е-65/1 или Е-65/2).

Для нейтрализации серной кислоты в расширитель на линии поступления РМР подается раствор 10% едкого натра из отделения 602 или щелочная вода - кубовая жидкость колонны (К-80а/1,2) от насоса (Н-88).

H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O

В расширитель, перед подачей щелочи (щелочной воды), по ходу движения РМР подается фенольная вода от насоса (Н-127) для обводнения РМР и поддержания содержания влаги в РМР в пределах 10 - 14% масс. Опережающая подача воды выполнена для предотвращения забивки расширителя солью Na2SO4, образующейся при нейтрализации серной кислоты щелочью.

Нейтрализованная и обводненная РМР самотеком сливается в емкость (Е-65/1), где происходит отстаивание раствора солей, образующихся в результате нейтрализации, от углеводородов. Раствор солей с низа емкости (Е-65/1) насосом (Н-67/2) или, при необходимости, насосом (Н-67/1) откачивается в отделение 602. РМР с верха емкости (Е-65/1) самотеком сливается в емкость (Е-65/2) для дополнительного отстоя.

В емкость (Е-65/2) имеется возможность приема конденсата из дополнительного конденсатора (Т-83а) колонн (К-80а) выделения товарного ацетона.

Отстоявшийся водно-солевой слой из емкости (Е-65/2) откачивается насосом (Н-67/1) (при необходимости насосом (Н-67/2)) в расширитель, установленный на линии поступления РМР из отделения получения гидроперекиси ИПБ (101) для более полного использования щелочи. Нейтрализованная РМР из емкости (Е-65/2) откачивается насосом (Н-69) на питание в колонну (К-70/1,2).

При отключении на ремонт емкости (Е-65/1) прием РМР можно вести в емкость (Е-65/2), в этом случае нижний солевой слой откачивается насосом (Н-67/1) в линию нагнетания насоса (Н-67/2) и далее в отделение 602.

С целью исключения кристаллизации солей температура во всех аппаратах и трубопроводах узла нейтрализации РМР должна поддерживаться 40-50 оС путем регулирования температуры на сливе РМР из холодильника (Т-62/4) узла разложения ГП ИПБ отделения 101.

1.4.2 Разделение РМР на ацетоновый и фенольный потоки

Колонна (К-70) предназначена для разделения РМР на ацетоновую и фенольную фракции. Колонна работает под атмосферным давлением.

Обводненная и нейтрализованная РМР с верха емкости (Е-65/2) насосом (Н-69) подается на питание колонны (К-70).

Разделение фенола и ацетона затруднено из-за химического сродства молекул, также затруднено отделение изопропилбензола и альфаметилстирола от фенола из-за высоких температур кипения. Для увеличения летучести ацетона, а также для создания положительных азеотропных смесей (ИПБ + вода) и (альфаметилстирол + вода), способствующих лучшей отгонке ИПБ и альфаметилстирола от фенола, в РМР подается вода в количестве 10-14% масс.

Однако избыток воды в питании колонны (К-70) (более 14% масс.) приводит к увеличению содержания воды в кубе колонны (К-70), что приводит к увеличению расхода пара в кипятильник (Т-71), увеличению содержания фенола в дистилляте колонны (К-70) и далее в углеводородной фракции.

Для подогрева кубовой жидкости колонны (К-70) до 135 оС в кипятильник (Т-71) подается пар с давлением 16 кгс/см2.

Паровой конденсат из кипятильников (Т-71/1,2) поступает в общий коллектор конденсата давлением 16 кгс/см2 и далее в сепаратор (Е-130) парового конденсата.

Пары ацетоновой фракции с верха колонны (К-70) поступают последовательно в конденсаторы (Т-72, 73), охлаждаемые соответственно промышленной и захоложенной водой.

Конденсат после конденсаторов (Т-72, 73) сливается в емкость (Е-76), а несконденсировавшиеся пары выбрасываются в атмосферу через воздушку

Ацетоновая фракция из емкости (Е-76) насосом (Н-77) подается на флегму в колонну (К-70), а также через подогреватель (Т-79), обогреваемый паровым конденсатом от кипятильников (Т-81а/1,2), подается на питание колонны (К-80).

Кубовая жидкость колонны (К-70) - фенольная фракция подается на всас насоса (Н-122) узла выделения товарного фенола.

1.4.3 Получение товарного ацетона

1.4.3.1 Получение ацетона-сырца

Колонна (К-80) предназначена для получения ацетона-сырца методом азеотропной ректификации. Колонна работает под атмосферным давлением.

Нагрев кубовой жидкости колонны (К-80) до 100оС осуществляется паром 6 кгс/см2 в кипятильнике (Т-81).

Паровой конденсат после кипятильника (Т-81) подается в емкость (Е-136) отделения 101 узла выделения товарного фенола.

Пары ацетона-сырца с верха колонны (К-80) конденсируются в последовательно работающих конденсаторах (Т-82, 83), охлаждаемых соответственно промышленной и захоложенной водой. Несконденсировавшиеся пары из конденсатора (Т-83) выбрасываются в атмосферу. Ацетон-сырец из конденсаторов (Т-82, 83) сливается в емкость (Е-86), откуда насосом (Н-87) подается на флегму колонны (К-80) и на питание колонн (К-80а).

Кубовая жидкость колонны (К-80) сливается во флорентийский сосуд (Е-125) для отстоя и расслоения на фракции углеводородную и фенольной воды. Далее через гидрозатвор, предназначенный для поддержания постоянного уровня в сосуде (Е-125), фенольная вода перетекает в сборник (Е-119а), откуда насосом (Н-127) подается на обводнение РМР в расширитель на линии слива РМР в емкость (Е-65/1).

Избыток фенольной воды откачивается в отделение 602 для переработки. Имеется возможность подачи фенольной воды из флорентийского сосуда (Е-125) непосредственно на всас насоса (Н-127), минуя емкость (Е-119а). Верхний углеводородный слой из флорентийского сосуда (Е-125) перетекает в сборник (Е-129) и из него насосом (Н-131) откачивается в отделение 602 совместно с фенольной водой от насоса (Н-127) и солевым раствором от насоса (Н-67/2).

1.4.3.2 Получение товарного ацетона

Колонны (К-80а/1,2) предназначены для получения товарного ацетона.

При содержании ацетона в смеси ацетона с водой более 98,5% масс. отделение ацетона от воды затруднено. Для улучшения разделения ацетона и воды ректификацию проводят под вакуумом путем подключения к колоннам (К-80а/1,2) ПЭУ-84.

Нагрев кубовой жидкости колонн (К-80а/1,2) до 100 оС осуществляется в кипятильниках (Т-81а/1,2) паром 6 кгс/см2 и кипятильнике (Т-81а/3) - циркулирующим диэтиленгликолем узла получения товарного фенола. Конденсат из кипятильников (Т-81а/1,2) отводится на обогрев подогревателя (Т-79) и далее в отделение 101 в подогреватель (Т-4а).

Пары с верха колонн (К-80а/1,2) конденсируются в параллельно работающих конденсаторах (Т-82а/1-3), охлаждаемых промышленной водой, затем не сконденсировавшиеся пары ацетона поступают в конденсатор (Т-82а/4), охлаждаемый захоложенной водой, далее несконденсировавшиеся пары поступают в конденсатор (Т-83а), охлаждаемый захоложенной водой. Конденсат после конденсатора (Т-83а) сливается в емкость (Е-65/2), несконденсировавшиеся пары отсасываются ПЭУ-84 и далее поступают в конденсатор (Т-83б), после которого сконденсировавшаяся часть сливается на всас насоса (Н-127) или в сборник (Е-129), а несконденсировавшаяся часть выбрасываются в атмосферу.

Товарный ацетон из конденсаторов (Т-82а) сливается в емкрость (Е-86а), откуда насосом (Н-87а) частично подается на флегму в колонны (К-80а), а избыток откачивается в отделение 621 товарного производства. Предусмотрены возможность подачи ацетона от насоса (Н-87) и насоса (Н-87а) в емкость (Е-89). Имеется возможность освобождения кубов колонн (К-80а/1,2) насосом (Н-88) в емкость (Е-89). Откачка ацетона из емкости (Е-89) производится насосом (Н-87) на питание колонн (К-80а).

Ацетон в питании колонны (К-80а) содержит органические кислоты, а также альдегиды. Завышенное содержание в ацетоне кислоты ведет к завышению кислотности ацетона, завышение содержания альдегидов в ацетоне ведет к уменьшению времени его устойчивости к окислению марганцовокислым калием.

Для нейтрализации органических кислот и для поликонденсации альдегидов, при которой они превращаются в полимеры, непосредственно в колонны (К-80а) подается раствор 10% едкого натра из отделения 602.

Для более полного контакта с щелочью осуществляется циркуляция кубовой жидкости колонны (К-80а) насосом (Н-88) выше ввода питания в колонны (К-80а).[1]

1.5 Описание процессов нормального пуска/останова

1.5.1 После ремонта

Перед пуском необходимо:

Внешним осмотром убедиться в исправности всех аппаратов, трубопроводов, запорной арматуры.

Проверить состояние КИПиА, систем СиБ, для чего:

- убедиться в работоспособности КИП - по наличию и изменению показаний приборов, работоспособности исполнительных устройств, при наличии замечаний вызвать персонал службы КИП для их устранения;

- убедиться в исправности схемы проверки световой и звуковой сигнализации с помощью кнопок проверки;

- проверить соответствие уставок сигнализации и блокировок согласно технологическому регламенту;

- убедиться в исправности сигнализации автоматической установки пенотушения в насосной;

- визуально проверить исправность СВК.

Снять ранее установленные заглушки, закрыть всю арматуру, кроме вентилей у манометров, которые должны быть открыты.

Предупредить мастера участка КИП о подготовке приборов и включать их в работу по мере необходимости.

Проверить давление воздуха КИП.

Принять на узел промышленную воду, для чего:

предупредить начальника смены участка водоснабжения, открыть вентиль № 5 на спускнике на линии обратной воды из конденсатора (Т-82);

Принять воду в конденсаторы (Т-72,82а), для чего:

- открыть вентили № 5 на спускниках на линиях обратной воды из перечисленных аппаратов;

- открыть вентили № 7 на линиях прямой воды в эти аппараты;

- при появлении воды в спускниках вентили № 5 закрыть и открыть вентиль № 8 на линиях обратной воды из аппаратов.

Принять на узел захоложенную воду, для чего:

- предупредить начальника смены объекта 106-605 и открыть вентиль № 1 на спускниках на линиях обратной захоложенной воды из конденсаторов (Т-83, 73, 82а/4, 83а, 83б);

- открыть вентили № 4 на линии прямой захоложенной воды в конденсатор (Т-83, 73, 82а/4, 83а, 83б);

- при появлении в спускниках №2 захоложенной воды закрыть вентили № 1;

- открыть вентили № 3 на линиях обратной захоложенной воды после конденсаторов. Принять в отделение пар 12 кгс/см2, 21 кгс/см2 согласно инструкции 101-103-Т-18 по приему пара, сбору и откачке конденсата.

Принять в отделение ингаз, для чего предупредить начальника смены объекта 106-605 и открыть вентиль на вводе ингаза в объект.

Набрать уровень парового конденсата в сосуде (Е-125) или в сборнике (Е-129) от ПЭУ-75, 84 для чего предупредить о приеме аппаратчика узла выделения товарного фенола и открыть вентили № 181, 181а, 181б, 182, 184, 199, 348 на линии слива конденсата с ПЭУ-75 в сосуд (Е-125) или дополнительно открыв вентили № 351, 205 в емкость (Е-129).

1.5.2 Пуск узла нейтрализации реакционной массы разложения

По требованию аппаратчика узла разложения гидроперекиси ИПБ отделения 101 принять реакционную массу разложения в емкость (Е-65/3 ) и далее в емкость (Е-65/1), для чего открыть вентили № 206, 45, 44 на линии приема РМР. При приеме РМР в емкость (Е-65/2) открыть вентиль № 46 на входе в емкость (Е-65/2), а вентиль № 44 закрыть.

Подать воду насосом (Н-127) на обводнение РМР, для чего открыть вентили, № 117, 116 до и после клапана регулятора расхода, № 104, 100 на линии от насоса в расширитель перед емкостью (Е-65) и включить в работу насос (Н-127) в работу.

Предупредить аппаратчика отделения 602 о приеме щелочи в отделение 103 и подать раствор щелочи в емкость (Е-65) на нейтрализацию кислоты в РМР, для чего открыть вентили № 244, 243 до и после фильтра на приеме щелочи, № 115, 112, 114, 103 до и после клапана регулятора расхода щелочи и у расширителя на линии приема РМР из отделения 101.

По требованию аппаратчика узла ректификации фенола принять дистиллят колонн (К-150, 150а) от конденсаторов (Т-152, 153, 154) и насоса (Н-157а) в емкость (Е-65/2), для чего открыть вентили № 338, 339 на линиях поступления.

По требованию старшего аппаратчика отделения 602 принять в емкость (Е-65/2) фенол-ацетоновую фракцию, для чего открыть вентиль № 51 или в емкость (Е-65/3), для чего открыть вентиль № 49.

Организовать циркуляцию нижнего водно-солевого слоя из емкости (Е-65/2) в линию приема РМР, для чего открыть вентили № 47, 99, 30 на всас насоса (Н-67/1) от емкости (Е-65/2), вентиль № 102 на подаче от насоса в расширитель и пустить в работу насос (Н-67/1).

При необходимости организовать циркуляцию нижнего водно-солевого слоя из емкости (Е-65/2) в расширитель насосом (Н-67/2), для чего:

- открыть вентили №№ 47, 365, 366, 26 на линии всаса насоса (Н-67/2) из емкости (Е-65/2);

- остановить насос (Н-67/1) согласно инструкции 101-103-Т-13.

- открыть вентили №№ 102, 361, 362 на линии в расширитель, закрыть вентиль № 364 на линии в емкость (Е-65/1);

- пустить насос (Н-67/2) в работу.

Организовать циркуляцию солевого раствора емкости (Е-65/1) насосом (Н-67/2), для чего открыть вентили № 41, 26 на всас насоса (Н-67/2) от емкости (Е-65/1), вентиль №364 на подаче в емкость (Е-65/1) и пустить в работу насос (Н-67/2) согласно инструкции 101-103-Т-13.

Включить в работу плотномер на линии циркуляции насоса (Н-67/2), для чего открыть вентили № 36, 37 на подаче от насоса (Н-67/2) через плотномер.

1.5.3 Пуск колонны (К-80а)

Предупредить аппаратчика отделения 602 о приеме щелочи в колонны (К-80а) и открыть вентили № 243, 244 до и после фильтра, вентили № 239, 240 до и после клапана регулятора расхода щелочи и у колонны № 235, открыть вентили № 253, 254, 284, 285, 298, 311 на линии отбора кубовой жидкости из колонн (К-80а) и принять раствор щелочи в количестве примерно 1000 л.

Открыть запорную арматуру №№ 383, 384, 385 на линиях сливов с конденсаторов (Т-82а/1,2,3,4) в емкость (Е-86а).

Открыть вентили № 313 на линии подачи кубовой жидкости в колонны (К-80а) от насоса (Н-88) и пустить в работу насос (Н-88) согласно инструкции 101-103-Т-13 по обслуживанию насосов.

После пуска насоса (Н-88) вентилем № 289 на линии циркуляции кубовой жидкости колонны (К-80а) установить заданный расход циркулирующего потока.

Подать смесь щелочного раствора с ацетоном из емкости (Е-89) в колонну (К-80а) по линии питания, для чего открыть вентили № 320, 222 на линии всаса насоса (Н-87), открыть вентили № 233, 234 до и после клапанов регуляторов расхода питания в колонны (К-80а/1,2), открыть вентили № 230, 231, 309 на линиях подачи питания в колонны (К-80а/1,2) и вентиль № 227 на шунте клапана регулятора уровня в емкости (апп.86) и пустить насос (Н-87) согласно инструкции 101-103-Т-13 по обслуживанию насосов. Набрать уровень в колонне 30-40% по шкале прибора остановить насос (Н-87) согласно инструкции 101-103-Т-13 по обслуживанию насосов, закрыть вентили №320, 222 на преме ацетона из емкости (Е-89).

Подать пар 6 кгс/см2 и паровой конденсат в кипятильники (Т-.81а/1,2), для чего открыть вентиль № 186 на подаче конденсата в подогреватель (Т-79) для подогрева питания колонны (К-80) и № 184 на выходе конденсата из подогревателя (Т-79) или вентиль № 185 на шунте помимо подогревателя (Т-79). Включить в работу клапаны: регулятора уровня в колонне (К-80а/1) и температуры в колонне (К-80а/2), для чего:

- открыть вентили № 21 на дренаже конденсата в атмосферу;

- медленно, не допуская гидроударов, открыть вентиль № 16 на шунте клапана-регуляторов на линии подачи пара в кипятильники (Т-81а);

- после прогрева кипятильника открыть вентиль №290 на выходе конденсата из кипятильников, закрыть вентиль №21.

- открыть вентили №№ 15, 17 на подаче пара 6 кгс/см2 и № 190 на подаче парового конденсата из сепаратора (Т-130) в кипятильники (Т-81а/1,2).

По требованию аппаратчика узла ректификации фенола подать ди-этиленгликоль в кипятильник (К-81а/3), для чего открыть вентили № 249, 250 на входе и выходе из кипятильника (Т-81а/3).

При появлении уровня в сборнике (Е-86а) 30 % по шкале прибора подать флегму в колонну (К-80а), для чего открыть вентили № 274, 263, 264 на линии флегмы, №386, 387 на линии всаса насоса (Н-87а) и пустить насос (Н-87а).

Для понижения давления в колонне (К-80а) включить в работу ПЭУ-84, для чего открыть вентили № 372, 373 до и после клапана регулятора и вентиль №370 на линии подачи пара 6 кгс/см2 в эжектор ПЭУ-84, клапаном отрегулировать необходимую глубину вакуума в колоннах (К-80а/1,2).

До получения анализов товарного ацетона, соответствующих ГОСТу, избыток ацетона из емкости (Е-86а) откачивать в емкость (Е-89), для чего открыть вентили № 275, 281, 283 на нагнетании насоса (Н-87а) и вентиль № 320 на сливе из емкости (Е-89).

При получении товарного ацетона, соответствующего требованиям ГОСТ начать откачку ацетона в товарное производство, для чего предупредить об откачке начальника смены товарного производства, закрыть вентили № 283, 320 на линии подачи ацетона в емкость (Е-89) и открыть вентили № 280 после клапана регулятора уровня в емкости (Е-86а).

Примечание. При отсутствии продукта в емкости (Е-89) пуск в работу колонн (К-80а/1,2) производится после пуска колонн (К-70, 80) и при наличии уровня в емкости (Е-86) не менее 30% по прибору.

1.5.4 Пуск колонны (К-70)

При заполнении емкости (Е-65/2) до 50 % по прибору начать подачу питания в колонну (К-70), для чего открыть вентили № 54, 55 на выходе РМР из емкости (Е-65/2), № 79, 73, 72, 81 на линии питания колонны (К-70) и пустить в работу насос (Н-69).

Пустить в работу сепаратор (Т-130) согласно инструкции 101-103-Т-18 по приему пара, сбору и откачке конденсата.

При достижении уровня в кубе колонны (К-70) 30-35 % по прибору подать пар в кипятильник (Т-71), для чего:

- открыть вентили № 21 на дренаже конденсата в атмосферу, № 18 до конденсационного горшка;

- медленно, не допуская гидроударов, открыть вентиль № 16 на шунте клапана-регулятора температуры в кубе колонны (К-70) на линии подачи пара в кипятильник (Т-71);

- после прогрева кипятильника открыть вентиль №20 после конденсационного горшка, закрыть вентиль №21.

При установлении расхода пара на кипятильник (Т-71) включить регулятор давления в коллекторе пара 21 кгс/см2.

При достижении режимной температуры куба колонны (К-70) включить в работу клапан-регулятор температуры куба, для чего открыть вентили № 15, 17 до и после клапана на линии подачи пара в кипятильник (Т-71) и закрыть вентиль № 16 на шунте клапана.

При достижении уровня 30 % шкалы прибора в емкости (Е-76) подать флегму в колонну (К-70), для чего открыть вентили № 140 на линии из емкости (Е-76) на всас насоса (Н-77) и № 138, 137 до и после клапана регулятора расхода флегмы и включить насос (Н-77).

При установлении режимной температуры в кубе колонны (К-70) и уровня в кубе колонны (К-70) не менее 60 % по шкале прибора начать отбор кубовой жидкости на узел выделения товарного фенола, для чего предупредить аппаратчика узла выделения товарного фенола о приеме кубовой жидкости колонны (К-70) и открыть вентили № 92, 94 (82) на линии слива кубовой жидкости на всас насоса (Н-122).

1.5.5 Пуск колонны (К-80а,в)

По мере роста уровня в емкости (Е-76) подать питание в колонну (К-80), для чего открыть вентили № 146, 148, 192 на линии питания колонны (К-80).

При появлении уровня в кубе колонны (К-80) подать пар 6 кгс/см2 и паровой конденсат в кипятильник (Т-81), для чего открыть вентили № 290 на выходе конденсата и медленно не допуская гидроударов вентили № 15, 17, 190 на подаче пара и конденсата в кипятильник (Т-81).

При достижении уровня в емкости (Е-86) 30 % по прибору подать флегму в колонну (К-80), для чего открыть вентили № 214 на выходе из сборника (Е-86) и № 203, 201 до и после клапана регулятора расхода флегмы, пустить насос (Н-87).

При режимной температуре в кубе колонны (К-80) и достижении уровня в кубе 30 % по прибору начать отбор кубовой жидкости в сосуд (Е-125), для чего открыть вентили № 194 на линии отбора из куба колонны (К-80) и № 195, 197, 198 до и после клапана регулятора уровня в колонне (К-80) и у сосуда (Е-125).

Включить в работу гидрозатвор, для чего открыть вентили №199, 349, 350 на входе и выходе фонаря, закрыть вентиль №348 на шунте фонаря, открыть вентили №351, 352 на входе в сборник (Е-119а).

По мере роста уровня в сборнике (Е-119а) начать откачку фенольной воды в отделение 602, для чего предупредить аппаратчика отделения 602, открыть вентили № 128, 130, 131 до и после клапана регулятора расхода и пустить насос (Н-127).

При достижении уровня в сборнике (Е-129) 40 - 50% по шкале прибора начать откачку углеводородной фракции в отделение 602, для чего открыть вентили № 220, 221 до и после клапана регулятора уровня и пустить насос (Н-131).

По распоряжению перевести конденсат с ПЭУ-75/1,2; 84 в сборник (Е-129), для чего открыть вентиль №184, 205 на линии слива в сборник (Е-129) и закрыть вентиль № 182 на сливе конденсата с ПЭУ-75/1,2; 84 на всас насоса (Н-127).

При необходимости подать фенольную воду от насоса (Н-127) на всас насоса (Н-69), для чего открыть вентили № 63, 64, 65, 61 на линии подачи воды на всас насоса (Н-69).

По мере роста уровня в сборнике (Е-86) подать питание в колонну (К-80а), открыть вентили № 228, 229 до и после клапана регулятора уровня в емкости (Е-86), закрыть вентиль № 227 на шунте клапана регулятора уровня.

1.5.6 Остановка колонны (К-70)

Предупредить старшего аппаратчика отделения 621(619) товарного производства о прекращении приема некондиционного фенола или пропарочной воды и закрыть вентиль № 56(340) на линии приема.

Предупредить старшего аппаратчика отделения 101 о прекращении приема РМР, старшего аппаратчика отделения 602 о прекращении приема фенол-ацетоновой фракции и закрыть вентили № 51, (49), (87), а также старшего аппаратчика узла ректификации фенола о прекращении приема дистиллятов колонн (К-150,150а) и фенольной воды с ПЭУ-75 и закрыть вентили № 338, 181, 181а,б на линиях приема.

Прекратить подачу фенольной воды из флорентийского сосуда (Е-125) и емкости (Е-119а) на обводнение РМР, для чего закрыть вентили № 116, 117, 65, 64 до и после клапанов регуляторов расхода воды на линиях подачи воды на всас насоса (Н-69) или в емкость (Е-65).

Прекратить подачу щелочи на нейтрализацию РМР, для чего закрыть вентили № 112, 114 до и после клапана регулятора расхода щелочи и вентиль № 103 на линии подачи щелочи в расширитель перед емкостью (Е-65) и на всас насоса (Н-68).

После откачки водно-солевого раствора из емкости (Е-65/1) остановить насос (Н-67/2) согласно инструкции 101-103-Т-13 по обслуживанию насосов и закрыть вентиль № 41 на выходе из емкости (Е-65/1) и № 35 на линии откачки солевого раствора. Прекратить циркуляцию раствора солей из емкости (Е-65/2), для чего остановить насос (Н-67/1).

Освободить емкость (Е-65/2) на питание колонны (К-70), для чего открыть вентиль № 48 на освобождении на всасе насоса (Н-69). После освобождения емкости (Е-65/2) остановить насос (Н-69) согласно инструкции 101-103-Т-13 по обслуживанию насосов и закрыть вентили № 47, 48, 55, 72, 73, 81 на всас насоса (Н-69) и на линии питания колонны (К-70).

Прекратить подачу флегмы в колонну (К-70), для чего закрыть вентили № 137, 138 до и после клапана на линии флегмы от насоса (Н-77).

Прекратить подачу пара в кипятильник (Т-71), для чего закрыть вентили № 15, 17 на линии подачи пара и № 18, 20 на линии конденсата, открыв вентиль-спусник № 21 стравить давление, слить конденсат, после чего закрыть вентиль № 21.

Освободить емкость (Е-76) от продукта на питание в колонну (К-80), после чего остановить насос (Н-77) согласно инструкции 101-103-Т-13, закрыть вентили № 146, 147, 148, 192 на линии питания колонны (К-80) и № 140 на линии выхода из сборника (Е-76).

Освободить колонну (К-70) от продукта, для чего открыть вентиль № 93, 163 на отборе кубовой жидкости с кипятильника (Т-71). После освобождения колонны (К-70) предупредить старшего аппаратчика узла выделения товарного фенола о прекращении подачи кубового остатка колонны (апп.70), после остановки насоса (Н-122) закрыть вентили №92, 93, 94, 163, 82 на линии отбора кубовой жидкости колонны (К-70).

Перед закрытием запорной арматуры произвести продувку трубопроводов обвязки колонны (К-70) паром в течение 5-10 минут через коллектор опорожнения насосов.

1.5.7 Остановка колонны (К-80)

Прекратить подачу конденсата пара в подогреватель (Т-79), для чего закрыть вентиль № 184 на линии подачи конденсата в подогреватель (Т-79) и № 186 на линии выхода конденсата, предварительно открыв вентиль № 185 на шунте помимо подогревателя (Т-79) в емкость (Е-136) от кипятильников (Т-81а/1,2).

Прекратить подачу флегмы в колонну (К-80), для чего закрыть вентили № 201, 202, 203 на линии флегмы.

При повышении температуры верха колонны (К-80) до 80-90 оС прекратить подачу пара и конденсата в кипятильник (К-81), для чего закрыть вентиль № 190 на подаче конденсата, закрыть вентили № 15, 17 на линии подачи пара и № 290 на линии отвода конденсата.

Освободить колонну (К-80) в сосуд (Н-125), для чего открыть вентиль № 196 на шунте клапана регулятора уровня в колонне (К-80). После освобождения колонны (К-80) закрыть вентили № 194, 195, 196, 197, 198 на сливе из колонны (К-80) в сосуд (Е-125).

После освобождения сборника (Е-129) остановить насос (Н-131) согласно инструкции 101-103-Т-13 по обслуживанию насосов и закрыть вентили № 220,221 до и после клапана регулятора уровня в сборнике (Е-129).

При уровне 80% по шкале прибора во флорентийском сосуде (Е-125) и 30% по шкале прибора в сборнике (Е-119а) прекратить откачку фенольной воды из сосуда (Е-125) и сборника (Е-119а) в отделение 602, для чего предупредить аппаратчика отделения 602, остановить насос (Н-127) согласно инструкции 101-103-Т-13 и закрыть вентили № 129, 130, 131 у клапана регулятора расхода воды в отделение 602.

Освободить емкость (Е-86) от продукта на питание колонн (К-80а), после чего остановить насос (Н-87) согласно инструкции 101-103-Т-13 по обслуживанию насосов и закрыть вентиль № 214 на выходе из сборника (Н-86) и вентили № 227, 228, 229 у клапана регулятора уровня в сборнике (Е-86).

Перед закрытием запорной арматуры произвести продувку трубопроводов обвязки колонны паром в течение 5-10 минут через коллектор опорожнения насосов.

1.5.8 Остановка колонны (К-80а)

Предупредив аппаратчика отделения 602, прекратить прием 10% раствора щелочи из отделения 602, закрыть вентили № 244, 243 до и после фильтра на линии приема щелочи.

Прекратить циркуляцию кубовой жидкости колонны (К-80а), для чего остановить насос (Н-88) согласно инструкции 101-103-Т-13 и закрыть вентили № 289, 313 на линии циркуляции кубовой жидкости в колонну (К-80а) от насоса (Н-88).

Прекратить циркуляцию ДЭГа через кипятильник (Т-81а/3), для чего открыть вентиль № 251 на линии помимо кипятильника (Т-81а/3) и закрыть вентили № 249, 250 до и после кипятильника.

Прекратить подачу флегмы в колонны (К-80а), для чего закрыть вентили № 263, 264 на линии флегмы до и после клапана регулятора.

Прекратить подачу пара и конденсата в кипятильники (Т-81а/1,2), для чего закрыть вентили № 15, 17, 190 на линиях подачи пара и конденсата, вентиль № 290 на линии конденсата, открыв вентиль-спусник № 21 стравить давление, слить конденсат, после чего закрыть вентили № 21.

После освобождения сборника (Е-86а) предупредить начальника смены участка 11-19 о прекращении подачи ацетона, остановить насос (Н-87а) согласно инструкции 101-103-Т-13 по обслуживанию насосов и закрыть вентиль № 275 на нагнетании насоса и № 280, 281 до и после клапана на линии откачки ацетона в товарное производство.

Остановить ПЭУ-84, для чего закрыть вентили №№ 372, 373 до и после клапана на подаче пара в ПЭУ-84.

Освободить колонны (К-80а) от продукта в отделение 602. После опорожнения колонн закрыть вентили № 295, 296, 297 у клапана на линии отбора кубовой жидкости в отделение 602. Имеется возможность освобождения кубов колонн (К-80а) в емкость (Е-89), для чего открыть вентили №№ 293, 360, 320 на линии подачи от насоса (Н-88) в емкость (Е-89).

Перед закрытием запорной арматуры произвести продувку трубопроводов обвязки колонны паром в течение 5-10 минут через коллектор опорожнения насосов.[1]

Таблица характеристик технологического оборудования приведена в приложении А.

Принципиальная технологическая схема чертеж 07

2 Автоматизация

2.1 Анализ процесса как объекта автоматизации. Выбор параметров контроля, регулирования, ПАЗ

В настоящее время управление процессом выделения из реакционной массы разложения гидроперекиси изопропилбензола товарного ацетона методом ректификации представляет значительный практический и теоретический интерес.

В данном проекте рассматривается применением современной техники автоматического контроля и регулирования с целью максимального облегчения труда обслуживающего персонала, для обеспечения его нормальной работы и повышения безопасности и надёжности работы установки.

В информационной и управляющей подсистемах обязательно используются средства вычислительной техники, посредством которых в соответствии с математическим описанием и критерием управления проводится расчёт текущих значений оптимальных управляющих воздействий c высокой скоростью и точностью.

Система управления выполняет следующие задачи :

Визуализация

- измерение и отображение технологических параметров (в виде отдельных величин или в виде группы взаимосвязанных величин);

- вывод основных технологических параметров и состояния исполнительных механизмов на мнемосхемы;

- обнаружение и оперативное отображение отклонений технологических параметров и показателей состояния оборудования за установленные пределы.

Регистрация

- формирование трендов по основным технологическим параметрам;

- обнаружение и регистрация первопричины аварийного останова;

-обнаружение, регистрация и сигнализация отклонений технологических параметров и показателей состояния оборудования за установленные пределы.

Автоматическое управление

- регулирование технологических параметров;

- основываясь на полученных данных о технологическом процессе, осуществляется управление исполнительными механизмами по заданному алгоритму.

При ведении технологического режима необходимо поддерживать следующие параметры:

1) расход фенольной воды от насоса (Н-127) в емкость (Е-65) регулируется автоматически регулятором расхода, клапан установлен на линии подачи от насоса (Н-127) в расширитель перед емкостью (Е-65). FIRCA 20;

2) расход свежей щелочи или кубовой жидкости колонн (К-80а) от насоса (Н-88) на нейтрализацию в расширитель на линии РМР в емкость (Е-65) регулируется автоматически регулятором расхода. Клапан установлен на линии подачи щелочи в расширитель. FIRCA 100;

3) уровень в емкости (Е-65/3) регулируется автоматически регулятором уровня, клапан установлен на линии из емкости (Е-65/3). LIRCA 115;

4) уровень в колоннах (К-70/1,2) регулируется автоматически регулятором уровня, клапан регулятора установлен на линии питания колонны (К-70/1,2). LIRCA 4, 9;

5) температура в кубе колонны (К-70/1,2) регулируется автоматически регулятором температуры, клапан установлен на линии подачи пара в кипятильник (Т-71/1,2). TIRCA 3, 12;

6) расходы флегмы в колонны (К-70/1,2; 80; 80а/1,2) регулируется автоматически регуляторами расхода, клапаны установлены на линиях подачи флегмы в колонны (К-70/1,2; 80; 80а/1,2). FIRCA 6, 7; FIRCA 19; FIRCA 27, 101;

7) уровень в сборнике (Е-76) регулируется автоматически регулятором уровня, клапан установлен на линии подачи питания в колонну (К-80). LIRCA 7;

8) температура 23-й тарелки колонны (К-80) регулируется автоматически регулятором температуры, клапан установлен на линии подачи пара в кипятильник (Т-81). TIRCA 18;

9) уровень в кубе колонны (К-80) регулируется автоматически регуляторами уровня, клапан установлен на линии отбора кубовой жидкости. LIRCA 16;

10) уровень в сборнике (Е-119а) регулируется автоматически регулятором уровня, клапан установлен на линии откачки водного слоя из емкости (Е-119а) в отделение 602. LIRCA 23;

11) уровень в сборнике (Е-129) регулируется автоматически регулятором уровня, клапан установлен на линии откачки углеводородов в отделение 602. LIRCA 22;

12) уровень в сборнике (Е-86) регулируется автоматически регулятором уровня, клапан установлен на линии подачи питания колонны (К-80а/1, 2). LIRCA 13;

13) расход питания в колонны (К-80а/1, 2) регулируется автоматически регуляторами расхода, клапаны установлены на линиях питания колонн (К-80а/1, 2). FIRCA 25, 104;

14) уровень в кубе колонны (К-80а/1) регулируется автоматически регулятором уровня, клапан установлен на линии подачи пара в кипятильник (Т-81а/1). LIRCA 97;

15) температура 18-й тарелки колонны (К-80а/2) регулируется автоматически регулятором температуры, клапан установлен на линии подачи пара в кипятильник (Т-81а/2). ТIRCA 106;

16) уровень в кубе колонны (К-80а/2) регулируется автоматически регулятором уровня, клапан установлен на линии всаса насоса (Н-88) от колонны (К-80а/1). LIRCA 103;

17) расход свежей щелочи в колонну (К-80а/1) регулируется автоматически регулятором расхода, клапан установлен на линии подачи свежей щелочи в колонну (К-80а/1). FIRCA 26;

18) уровень в емкости (Е-86а) регулируется автоматически регулятором уровня, клапан установлен на линии откачки товарного ацетона в отделение 621 товарного производства. LIRCA 110;

19) расход раствора солей в отделение 602 регулируется автоматически регулятором расхода, клапан установлен на линии откачки от насоса (Н-67/2) в отделение 602. FIRCA 66;

20) давление на эжекторе ПЭУ-84 регулируется автоматически регулятором давления, клапан установлен на линии подачи пара 6 кгс/см2 на ПЭУ-84. PIRCA 116.

21) расход питания в колонну (К-80) регулируется автоматически регуляторами расхода, клапаны установлены на линиях питания колонн (К-80). FIRCA 123;

Параметры противоаварийной защиты и блокировок приведены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Параметры противоаварийной защиты и блокировок

Позиция параметра блокировки (сигнализации)	Наименование параметра блокировки (сигнализации)	Сигнализация	Блокировка	Способ формирования сигнала блокировки (сигнализации).	Последовательность срабатывания исполнительных устройств
		min	max	min	max
LSA 604	Уровень жидкости в рабочей полости насоса Н-69.	Отсутствие уровня жидкости в рабочей полости.	Отсутствие уровня жидкости в рабочей полости.	Закрывается линия электропитания насоса.	Включается звуковая сигнализация с отображением на мониторе АРМ оператора. Автоматически останавливается насос Н-69.
TSA 604	Температура подшипника в насосе Н-69, С.		71			Закрывается линия электропитания насоса.	Включается звуковая сигнализация с отображением на мониторе АРМ оператора. Автоматически останавливается насос Н-69.
PSA 614	Давление нагнетания насоса Н-87, кгс/смІ	3,5				Закрывается линия электропитания насоса.	Включается звуковая сигнализация с отображением на мониторе АРМ оператора. Автоматически останавливается насос Н-87.
PSA 608	Давление нагнетания насоса Н-87/а, кгс/смІ	3,5				Закрывается линия электропитания насоса.	Включается звуковая сигнализация с отображением на мониторе АРМ оператора. Автоматически останавливается насос Н-87/а.

2.2 Анализ существующей системы управления

Существующая система автоматизации технологического процесса выделения из реакционной массы разложения гидроперекиси изопропилбензола товарного ацетона методом ректификации представляет собой совокупность первичных и вторичных приборов различного назначения и конструкции. Эти приборы предназначены для контроля, сигнализации и регулирования технологических параметров.

Первичные приборы - это полевое оборудование, находящееся непосредственно на технологических объектах и трубопроводах. Оно предназначено для преобразования таких параметров, как давление, расход, уровень, температура в стандартные электрические сигналы для последующей их передачи на вторичные приборы в операторную.

В настоящее время в качестве первичных приборов на установке применяются: датчики и сигнализаторы давления и перепада давлений «САПФИР», датчики температуры ТСМ и ТХА.

Вторичные приборы представляют собой устройства, которые преобразуют электрические сигналы от первичных датчиков в визуальную информацию, необходимую оператору для ведения технологического режима.

На вторичные приборы выводятся: количественное значение технологических параметров с последующей их регистрацией, сигнализация превышения параметра норм режима технологического процесса, состояние насосного и других видов оборудования.

Для индикации и регистрации технологических параметров необходимо множество вторичных приборов. Находящаяся на данный момент в эксплуатации система автоматизации включает в себя большое количество вторичных приборов, которые расположены на щите в операторной.

Существующее оборудование средств контроля и измерения удовлетворяет требованиям по автоматизации производственных процессов и позволяет осуществлять контроль и управление процессом выделения из реакционной массы разложения гидроперекиси изопропилбензола товарного ацетона методом ректификации. Однако, из-за большого объема информации, фиксируемого на различных приборах и табло в течении всей смены, от оператора требуется большая сосредоточенность при контроле технологического процесса, при этом велика вероятность упущения какого либо параметра (усталость к концу смены, отсутствие в аварийный момент в операторной). Ход технологического процесса фиксируется в вахтовых журналах в ручную. При этом не исключена возможность ошибок и преднамеренного искажения информации (человеческий фактор). Обмен информацией с комплексной информационной системой невозможен, передача сводок производится по телефону. Сама по себе такая система не имеет возможности гибкого перенастраивания, и при изменении технологического режима или замене оборудования требует много времени на переналадку.

Система не позволяет производить дистанционный запуск насосного оборудования и аварийное опорожнение аппаратов ввиду отсутствия электрифицированной запорно-регулирующей арматуры на выкидных линиях насосных агрегатов и линиях аварийного опорожнения аппаратов.

В процессе могут возникнуть непредсказуемые (аварийные) ситуации, когда сконцентрированность и оперативность обслуживающего персонала играет важную роль в стабилизации ситуации. Практически все операции при внештатной ситуации производятся вручную. Это требует времени и трудозатрат, что в конечном итоге влияет на масштабность последствий.

Таким образом, требуется внедрение качественно новых систем контроля и управления технологическим процессом.

2.3 Обзор современных программно-технических средств АСУТП

2.3.1 Задачи, которые решаются современными системами автоматизации

Современная автоматизированная система управления химико-технологическим комплексом представляет собой многоуровневую иерархическую систему. На верхнем уровне управления осуществляется поиск оптимальной координации работы аппаратов, а на нижнем уровне - локальная стабилизация работы аппаратов в соответствии с заданиями, поступающими от системы управления верхнего уровня.

Первичной задачей любой многоуровневой автоматизированной системы управления технологическими процессами являются разработка и синтез локальных АСР отдельных аппаратов, так как без решения вопросов локальной стабилизации каждого аппарата невозможно реализовать системы управления производствами и предприятиями. При этом с усложнением функций, выполняемых системой управления, возрастают требования к качеству работы локальных систем управления.

При автоматическом регулировании решаются, как правило, задачи трёх типов.

К первому типу задач относится подержание на заданном уровне одного или нескольких технологических параметров. Автоматические системы регулирования, решающие задачи такого типа, называются системами стабилизации.

Ко второму типу задач относится поддержание соответствия между двумя зависимыми или одной зависимой и другими независимыми величинами. Системы, регулирующие соотношения, получили название следящих систем.

И, наконец, к третьему типу задач относится поддержание регулируемой величины во времени по определенному закону. Системы, решающие этот тип задач, носят название систем программного регулирования. Структуры систем управления объектом автоматизации могут быть в частных случаях одноуровневыми централизованными, одноуровневыми децентрализованными и многоуровневыми. Одноуровневыми системами управления называются системы, в которых управление объектом осуществляется из одного пункта управления или из нескольких самостоятельных пунктов. Одноуровневые системы, в которых управление осуществляется из одного пункта управления, называются централизованными. Одноуровневые системы, в которых отдельные части сложного объекта управляются из самостоятельных пунктов управления, называются децентрализованными.

2.3.2 Программные средства и их доступность SCADA-системы

Автоматическое управление началось с простых релейных схем, но теперь уровень сложности задач предполагает опору на цифровую обработку информации с использованием практически всех современных компьютерных технологий.

В промышленной системе управления компьютер получает информацию об уровнях и скоростях течения жидкостей, о температуре и давлении. Основываясь на текущих значениях, он выдаёт команды на регулировку параметров, и тем самым определяет объёмы и качественные показатели конечных продуктов. Подобная система управления обычно нацелена на минимизацию энергетических затрат.

Основные части промышленной системы:

1) центральный элемент -- вычислительный блок, который, в зависимости от задачи управления, может быть либо простейшей микроплатой, либо многопроцессорным комплексом с внешней памятью большого объёма, базой данных и средствами сетевого взаимодействия. Вычислительный блок решает 2 задачи. Первая -- это программное управление на основе модели реального процесса. Вторая - организация интерфейса с обслуживающим персоналом. Здесь визуализируется состояние объекта путём вывода его параметров и статистических данных;

2) Датчики. Информация об объекте, как правило, аналоговая, собирается датчиками. Некоторые из датчиков пассивны: управляющая система сама периодически их опрашивает. Другие датчики самостоятельно прерывают работу системы, передавая ей информацию;

3) Исполнительные механизмы (электрических или электромеханические), осуществляющие воздействие на процесс;

4) АЦП и ЦАП, устанавливаемые между датчиками и исполнительными устройствами, с одной стороны, и устройствами цифровой обработки -- с другой. Кроме того, для управления исполнительными устройствами используются программируемые логические контроллеры (ПЛК);

Несколько особенностей в развитии промышленных систем, требующие специализированных решений:

1) Промышленные системы функционируют в тяжёлых для электронной техники условиях внешней среды, поэтому по сравнению с обычными компьютерами они должны иметь повышенную термо-, вибро-, ударопрочность;

2) Требуется подключать гораздо более широкую номенклатуру внешних устройств;

3) Время реакции системы на изменения параметров объекта управления определяется внешними реальными временными интервалами -- такие системы называются системами реального времени. Для особо ответственных приложений, например при управлении самолётом, реакция должна быть практически мгновенной. Это, в частности, предполагает повышенную надёжность и аппаратной, и программной часте.