Производство стирола, назначение колонны К-302, схемы регулирования. Критерии выбора контроллеров: функциональные возможности, объем его постоянной и оперативной памяти. Анализ программируемого контроллера CENTUM 3000, сущность его основных задач.
При низкой оригинальности работы "Проект автоматизации отделения ректификации установки производства стирола ц.126/127", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В кубе К-302 остается стирол с образовавшимися в процессе производства вредными примесями и смолами, который подается в питание К-322, где вверху колонны получается стирол-ректификат, поступающий или в парк готовой продукции (об.1080) и далее потребителям, или в промежуточный парк (об 1480) откуда поступает на производство полистиролов цеха 126/127. Конденсат из конденсатора Т-305 стекает в трубопровод слива сборника - конденсатора Т-304, откуда насосом Н-307 подается непрерывно через агломерационный фильтр Ф-306а, частично - через фильтр Ф-330/3,4 (один рабочий, второй резервный) в колонну К-302 в виде флегмы, частично по трубопроводу №7020 Ду50 - в цех 121/130. 1 2 3 4 5 6 расход питания К-302 т/час 6-15 FE 1а 1,5 10-13 расход циркуляции через Т-303 т/час не менее 100 FE 2а 1,5 - температура парового конденсата из Т-303 ОС 90-125 TT 3а 1,0 - температура питания К-302 ОС 75-85 TT 4а 1,0 - уровень парового конденсата в Е-303 % 20-80 LT 5а 1,5 - остаточное давление верха К-302 мм.рт.ст. не более 130 PT 6а 1,5 - остаточное давление куба К-302 мм.рт.ст. не более 182 PT 7а 1,5 130-150 температура верха 3 пакета насадки К-302 ОС 50-80 TT 9а 1,0 - температура низа 3 пакета насадки К-302 ОС 50-80 TT 10а 1,0 - температура между 3 и 4 пакетами насадки К-302 ОС 45-85 TT 11а 1,0 - температура в 4 пакете насадки К-302 ОС не более 98 TT 12а 1,0 - температура верха К-302 ОС не более 50 TT 13а 1,0 - температура между 2 и 3 пакетами насадки К-302 ОС 50-80 TT 14а 1,0 - расход пара в Т-303 т/час 1,2-1,6 FE 15а 1,5 - температура куба ОС не более 98 TT 16а 1,0 85-90 уровень в кубе К-302 % 20-80 LT 17а 1,5 - расход питания К-312 т/час не более 15 FE 18а 1,5 - температура слива с Т-304 ОС 30-50 TT 19а 1,0 - температура воды из Т-304 ОС 15-50 TT 20а 1,0 - расход воды в Т-304 м3/час 90-120 FE 21а 1,5 - расход флегмы К-302 т/час 4-10 FE 22а 1,5 5-6 уровень в Т-304 % 20-80 LT 23а 1,5 - расход БТФ в ц. 121/130 кг/час не более 500 FE 24а 1,5 - температура отдувки Т-304 ОС 20-40 TT 25а 1,0 - температура отдувки Т-305/1,2 ОС 0-20 TT 26а 1,0 - температура ЖНЗ из Т-305/1,2 ОС 10-15 TT 27а 1,0 - температура подшипника №1 Н-307/1 ОС не более 55 TT 28а 1,0 - температура подшипника №2 Н-307/1 ОС не более 55 TT 29а 1,0 - температура подшипника №1 Н-307/2 ОС не более 55 TT 30а 1,0 - температура подшипника №2 Н-307/2 ОС не более 55 TT 31а 1,0 - давление в маслобаке Н-306/1 кгс/см2 1-2 PTI 32а 1,5 - давление в маслобаке Н-308/1 кгс/см2 1-2 PTI 33а 1,5 - давление в маслобаке Н-306/2 кгс/см2 1-2 PTI 34а 1,5 - давление в маслобаке Н-308/2 кгс/см2 1-2 PTI 35а 1,5 - температура подшипника №1 Н-306/1 ОС не более 55 TT 36а 1,0 - температура подшипника №1 Н-308/1 ОС не более 55 TT 37а 1,0 - температура подшипника №2 Н-306/1 ОС не более 55 TT 38а 1,0 - температура подшипника №2 Н-308/1 ОС не более 55 TT 39а 1,0 - уровень в маслобаке Н-306/1 мм не менее 60 LS 40а 1,5 - уровень в маслобаке Н-308/1 мм не менее 60 LS 41а 1,5 - температура в маслобаке Н-306/1 ОС 40-75 TT 42а 1,0 - температура в маслобаке Н-308/1 ОС 40-75 TT 43а 1,0 - температура подшипника №1 Н-306/2 ОС не более 55 TT 44а 1,0 - температура подшипника №1 Н-308/2 ОС не более 55 TT 45а 1,0 - температура подшипника №2 Н-306/2 ОС не более 55 TT 46а 1,0 - температура подшипника №2 Н-308/2 ОС не более 55 TT 47а 1,0 - уровень в маслобаке Н-306/2 мм не менее 60 LS 48а 1,5 - уровень в маслобаке Н-308/2 мм не менее 60 LS 49а 1,5 - температура в маслобаке Н-306/2 ОС 40-75 TT 50а 1,0 - температура в маслобаке Н-308/2 ОС 40-75 TT 51а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около Н-306/1,2 % от НКПР 0-20 QT 52 а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около К-302 % от НКПР 0-20 QT 53 а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около Н-308/1,2 % от НКПР 0-20 QT 54 а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около Н-307/1,2 % от НКПР 0-20 QT 55 а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около Т-305/1,2 % от НКПР 0-20 QT 56 а 1,0 - Давление в колонне зависит от многих факторов: температуры и количества охлаждающей воды поступающей на сборник-конденсатор Т-304; от температуры и количества ЖНЗ поступающей на конденсаторы Т-305/1,2;, от производительности пароэжекторных установок создающих вакуум; от наличия и количества воды в УВК; от температуры и количества питания подаваемого на колонну; от величины флегмы, от уровня БТФ в Т-304; от температуры окружающей среды и погодных условий.В процессе проектирования разработана автоматизированная система управления технологическим процессом колонны К-302 установки «Стирола». Был проанализирован процесс происходящий в колонне и применены оптимальные схемы регулирования ключевых параметров для достижения стабильного качества продукции. Для контроля и регулирования параметров процесса была выбрана, исходя из требуемых условий взрывобезопасности и климатического расположения объекта, микропроцессорная система.3 Модуль ввода аналоговых сигналов 4-20 МА, 8 каналов со встроенным барьером искрозащиты ASI133-S00 шт. 4 Модуль вывод
Введение
контроллер оперативный программируемый стирол
В данном курсовом проекте рассматривается задача, связанная с автоматизацией процесса ректификации в колонне К-302 , которая расположена в отделении производства стирола. Установка производства стирола входит в состав цеха 126/127 ОАО "Ангарский завод полимеров". Производительность установки 44000т в год стирола-ректификата.
В цех 126/127, объект 1476 поступает сырье (бензол и этилен) с ЭП-300. Из них производится этилбензол, который поступает в промежуточный парк (объект 1092) для приема, компаундирования и откачки этилбензола-ректификата из об.1476, этилбензола привозного из об.1080 и этилбензола возвратного из об.1477, углеводородного конденсата и продуктов освобождения системы об.1477 производства стирола.
Из объекта 1092 этилбензол (этилбензольная шихта (ЭБШ)) поступает в отделение дегидрирования в об.1477 в котором происходит процесс дегидрирования этилбензола с образованием стирола, этилбензола, толуола, бензола, которые образуют углеводородный конденсат (УВК). УВК через промежуточный парк об 1092 поступает в питание колонны К-302, где происходит процесс ректификации и выделение из УВК бензол толуоловой фракции (БТФ) через верх колонны и стирола с этилбензолом которые из куба К-302 поступают в питание К-312. В К-312 происходит выделение фракции этилбензола-возвратного через верх колонны и откуда он поступает в об 1092 на смешение с ЭБШ в повторную переработку. В кубе К-302 остается стирол с образовавшимися в процессе производства вредными примесями и смолами, который подается в питание К-322, где вверху колонны получается стирол-ректификат, поступающий или в парк готовой продукции (об.1080) и далее потребителям, или в промежуточный парк (об 1480) откуда поступает на производство полистиролов цеха 126/127.
Автоматизация колонны К-302 основана на локальных схемах регулирования, построенных на устаревших пневматических приборах и регуляторах, которые устарели как морально, так и физически и не обеспечивают требуемого современного уровня надежности и безопасности, а также оптимального процесса регулирования.
Цель проекта - автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУ ТП).
Задачи: - Обоснование системы автоматизации;
- Выбрать технические средства;
- Обосновать структуру системы управления.
1. Описание технологии процесса и нормы технологического режима
1.1 Характеристика колонны К-312
Из парка об.1092 углеводородный конденсат (УВК) поступает по трубопроводу №9564 Ду80 в межтрубное пространство теплообменника Т-230, где подогревается химзагрязненной водой, выходящей из аппарата Т-209, и направляется через фильтр Ф-330/1,2 (один рабочий, второй резервный) в качестве питания в ректификационную колонну К-302.
Резервная позиция фильтра включается в работу при увеличении перепада давления до и после фильтра выше 1 кгс/см2 на работающем фильтре.
Существует схема подачи УВК в емкости Е-390/1,2; Е-396/1,2 для приготовления растворов ингибиторов, В целях предотвращения полимеризации в процессе ректификации насосами Н-341 через фильтр Ф-331/1,2 в куб колонны К-302 подается раствор ингибиторов. Фильтры Ф-331/1,2 - один рабочий, второй резервный. Резервная позиция фильтра включается в работу при увеличении перепада давления до и после фильтра выше 1 кгс/см2 на работающем фильтре.
Колонна К-302 - вакуумная, насадочная. Насадка выполнена в виде пакетов, изготовленных из тонкого зигзагообразного перфорированного нержавеющего листа. Внутри колонны расположены, независимо друг от друга, 4 пакета насадки типа "Флексипак", нумерация которых начинается сверху колонны. Питание в колонну К-302 вводится на отм.20,375 м между третьим и четвертым пакетом насадки. Крепление насадки осуществляется следующим образом: на приварном опорном кольце монтируется опорная решетка, на которую укладываются блоки насадки.
Над верхней частью каждого пакета насадки располагается желобчатые распределители жидкости, которые предназначены для равномерного распределения жидкости по насадке. С помощью их распределяются равномерно потоки флегмы, питания и жидкости, стекающей с вышестоящего пакета насадки.
Под первым, вторым и третьим пакетом насадки расположены лопастные коллекторы, которые предназначены для улавливания жидкости с вышестоящих пакетов и для ее транспортировки по двум трубопроводам Ду110 на желобчатые распределители.
Для создания вакуума предназначены 2 пароэжекторные установки - Н-376/1,2. Возможно подключение пароэжекторных установок Н-378/1,2 и Н-379/1,2. На Н-376/1,2, Н-378/1,2, Н-379/1,2 используется пар давлением до 9 кгс/см2, редуцированный из пара 20кгс/см2.
Температура в кубе колонны К-302 поддерживается с помощью кипятильника Т-303, через который циркулирует кубовая жидкость колонны при помощи насосов Н-306/1,2.
Обогрев кипятильника Т-303 производится паром Р-1,5 кгс/см2, редуцированным из пара Р-3,5 кгс/см2. Проходя колонну, пары бензол-толуольной фракции (БТФ) с верха колонны поступают в конденсатор Т-304, охлаждаемый оборотной водой.
Несконденсированные пары БТФ поступают из конденсатора Т-304 в конденсаторы Т-305/1,2, где охлаждаются жидкостью низкозамерзающей (ЖНЗ).
Возможно замерзание БТФ в межтрубном пространстве конденсатора Т-305/1,2, во избежание чего предусматривается периодическое отключение их для оттаивания. Конденсат из конденсатора Т-305 стекает в трубопровод слива сборника - конденсатора Т-304, откуда насосом Н-307 подается непрерывно через агломерационный фильтр Ф-306а, частично - через фильтр Ф-330/3,4 (один рабочий, второй резервный) в колонну К-302 в виде флегмы, частично по трубопроводу №7020 Ду50 - в цех 121/130. Нижний водный слой из фильтра Ф-306а периодически самотеком поступает в подземную емкость Е-301.
Из куба колонны К-302 кубовая жидкость с нагнетания кубовых насосов Н-306 подается на всас насосов Н-308 и далее на питание колонны поз.К-312.
1.2 Нормы технологического режима
Нормы технологического режима представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Нормы технологического режима
Наименование объектов, стадий процесса, показателей режима, номера позиций оборудования по схеме Единицы измерения Допускаемые пределы технологических параметров и Показателей качества Функциональное обозначение и номер позиции прибора по схеме Требуемый класс точности измерительных приборов ГОСТ 8.401 Оптимальное значение параметров
1 2 3 4 5 6 расход питания К-302 т/час 6-15 FE 1а 1,5 10-13 расход циркуляции через Т-303 т/час не менее 100 FE 2а 1,5 - температура парового конденсата из Т-303 ОС 90-125 TT 3а 1,0 - температура питания К-302 ОС 75-85 TT 4а 1,0 - уровень парового конденсата в Е-303 % 20-80 LT 5а 1,5 - остаточное давление верха К-302 мм.рт.ст. не более 130 PT 6а 1,5 - остаточное давление куба К-302 мм.рт.ст. не более 182 PT 7а 1,5 130-150 температура верха 3 пакета насадки К-302 ОС 50-80 TT 9а 1,0 - температура низа 3 пакета насадки К-302 ОС 50-80 TT 10а 1,0 - температура между 3 и 4 пакетами насадки К-302 ОС 45-85 TT 11а 1,0 - температура в 4 пакете насадки К-302 ОС не более 98 TT 12а 1,0 - температура верха К-302 ОС не более 50 TT 13а 1,0 - температура между 2 и 3 пакетами насадки К-302 ОС 50-80 TT 14а 1,0 - расход пара в Т-303 т/час 1,2-1,6 FE 15а 1,5 - температура куба ОС не более 98 TT 16а 1,0 85-90 уровень в кубе К-302 % 20-80 LT 17а 1,5 - расход питания К-312 т/час не более 15 FE 18а 1,5 - температура слива с Т-304 ОС 30-50 TT 19а 1,0 - температура воды из Т-304 ОС 15-50 TT 20а 1,0 - расход воды в Т-304 м3/час 90-120 FE 21а 1,5 - расход флегмы К-302 т/час 4-10 FE 22а 1,5 5-6 уровень в Т-304 % 20-80 LT 23а 1,5 - расход БТФ в ц. 121/130 кг/час не более 500 FE 24а 1,5 - температура отдувки Т-304 ОС 20-40 TT 25а 1,0 - температура отдувки Т-305/1,2 ОС 0-20 TT 26а 1,0 - температура ЖНЗ из Т-305/1,2 ОС 10-15 TT 27а 1,0 - температура подшипника №1 Н-307/1 ОС не более 55 TT 28а 1,0 - температура подшипника №2 Н-307/1 ОС не более 55 TT 29а 1,0 - температура подшипника №1 Н-307/2 ОС не более 55 TT 30а 1,0 - температура подшипника №2 Н-307/2 ОС не более 55 TT 31а 1,0 - давление в маслобаке Н-306/1 кгс/см2 1-2 PTI 32а 1,5 - давление в маслобаке Н-308/1 кгс/см2 1-2 PTI 33а 1,5 - давление в маслобаке Н-306/2 кгс/см2 1-2 PTI 34а 1,5 - давление в маслобаке Н-308/2 кгс/см2 1-2 PTI 35а 1,5 - температура подшипника №1 Н-306/1 ОС не более 55 TT 36а 1,0 - температура подшипника №1 Н-308/1 ОС не более 55 TT 37а 1,0 - температура подшипника №2 Н-306/1 ОС не более 55 TT 38а 1,0 - температура подшипника №2 Н-308/1 ОС не более 55 TT 39а 1,0 - уровень в маслобаке Н-306/1 мм не менее 60 LS 40а 1,5 - уровень в маслобаке Н-308/1 мм не менее 60 LS 41а 1,5 - температура в маслобаке Н-306/1 ОС 40-75 TT 42а 1,0 - температура в маслобаке Н-308/1 ОС 40-75 TT 43а 1,0 - температура подшипника №1 Н-306/2 ОС не более 55 TT 44а 1,0 - температура подшипника №1 Н-308/2 ОС не более 55 TT 45а 1,0 - температура подшипника №2 Н-306/2 ОС не более 55 TT 46а 1,0 - температура подшипника №2 Н-308/2 ОС не более 55 TT 47а 1,0 - уровень в маслобаке Н-306/2 мм не менее 60 LS 48а 1,5 - уровень в маслобаке Н-308/2 мм не менее 60 LS 49а 1,5 - температура в маслобаке Н-306/2 ОС 40-75 TT 50а 1,0 - температура в маслобаке Н-308/2 ОС 40-75 TT 51а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около Н-306/1,2 % от НКПР 0-20 QT 52 а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около К-302 % от НКПР 0-20 QT 53 а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около Н-308/1,2 % от НКПР 0-20 QT 54 а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около Н-307/1,2 % от НКПР 0-20 QT 55 а 1,0 - концентрация взрывоопасных веществ в воздухе около Т-305/1,2 % от НКПР 0-20 QT 56 а 1,0 -
1.3 Контроль технологического процесса с помощью систем сигнализации и блокировок
Сигнализации и блокировки, с помощью которых контролируется процесс, представлены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 - Контроль технологического процесса с помощью систем сигнализации и блокировок
Номер объекта, установки Наименование параметра, номер позиции оборудования по схеме Единица измерения параметра Шкала датчика прибора (пределы измерения) Критическое значение параметра Допускаемое значение параметра (по графе 3раздела 4 ТР) Значение параметра при срабатывании Величины уставок при срабатывании сигнализации и блокировки Действие блокировки
На датчике На вторичном устройстве На датчике На вторичном устройстве сигнализации блокировки сигнализации блокировки в единицах шкалы сигнализирующего устройства
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1477 Остаточное давление верха колоны К-302 мм.рт.ст. 0-295 - не более 130 130 140 - - - - Закрывается отсечной клапан поз. 7г на подаче пара в Кипятильник Т-303 об.1477
1477 Остаточное давление куба колоны К-302 мм.рт.ст. 0-295 - не более 182 182 200 - - - - Закрывается отсечной клапан поз. 7г на подаче пара в кипятиль НИКТ-303 об.1477
1477 Уровень затворной жидкости насосов Н-306 м Дискретный датчик - - 0,06 0,06 - - - - Отключение эл.двигателя насоса поз.Н-306 с задержкой по времени 3 мин
1477 Уровень затворной жидкости насосов Н-308 м Дискретный датчик - - 0,06 0,06 - - - - Отключение эл.двигателя насоса поз.Н-308 с задержкой по времени 3 мин
1477 Загазованность наружной установки отделения ректификации Н-306 % НКПВ 0-20 - 0-20 20 - - - - - - 1477 Загазованность наружной установки отделения ректификации К-302 % НКПВ 0-20 - 0-20 20 - - - - - - 1477 Загазованность наружной установки отделения Т-305 % НКПВ 0-20 - 0-20 20 - - - - - -
2.Обоснование схемы автоматизации
2.1 Анализ колонны К-302 как объекта управления
Рассматриваемый технологический процесс в колонне К-302 является непрерывным процессом ректификации. В колонне происходит разделение УВК на фракции низкокипящего компонента и высококипящего компонента. Каждая из фракций состоит из смеси различных компонентов. В низкокипящий компонент состоит из бензола, толуола и незначительного количества воды, высококипящий - из этилбензола, стирола и вредных примесей (смол, полимера и др.). Так как процесс непрерывный, то он протекает в стационарном установившемся режиме.
Для снижения температуры кипения компонентов, процесс происходит под вакуумом и имеет регламентированную величину остаточного давления: не более 130 мм.рт.ст. для верха колонны и не более 182 мм.рт.ст. для куба колонны. В колонне должно быть как можно меньшее давление для того что бы процесс проходил при меньших температурах, а следовательно и с наименьшей полимеризацией стирола. Задача автоматизации состоит в стабилизации давления путем уменьшении влияния возмущающих воздействий.
Давление в колонне зависит от многих факторов: температуры и количества охлаждающей воды поступающей на сборник-конденсатор Т-304; от температуры и количества ЖНЗ поступающей на конденсаторы Т-305/1,2;, от производительности пароэжекторных установок создающих вакуум; от наличия и количества воды в УВК; от температуры и количества питания подаваемого на колонну; от величины флегмы, от уровня БТФ в Т-304; от температуры окружающей среды и погодных условий. Многие из перечисленных возмущающих воздействий можно стабилизировать и сделать оптимальными.
Температуры верха, куба и в пакетах колонны К-302 зависят от состава смеси компонентов и от давления в точке замера. На состав смеси в этой точке влияют и фракционный состав УВК поступающий в питание колонны, и давление. Факторы, влияющие на давление, перечислены выше, следовательно, они же являются и возмущающими воздействиями и для температур по каждой из точек замера.
2.2 Задачи регулирования, сигнализации и блокировок
Для качественного регулирования процесса необходимо уменьшить влияние выше перечисленных возмущающих воздействий, для этого надо применить следующие схемы регулирования и стабилизации: 2.2.1 Регулирование
1)Расход питания К-302
2)Расход флегмы в К-302
3)Расход кубовой жидкости из К-302 в К-312 с коррекцией по уровню в колонне.
4)Расход БТФ в ц.121/130 с коррекцией по уровню в Т-304.
5)Расход греющего пара в Т-303 с коррекцией по разности между температурой верха колонны и температурой в средней части колонны (между 2 и 3 пакетами насадки) и с динамической компенсацией по температуре и расходу питания.
6)Расход оборотной воды в Т-304 с коррекцией по температуре оборотной воды из Т-304.
7)Уровень в Е-303 выводом конденсата.
8)Температуру ЖНЗ в об.1487/88 подачей ЖНЗ захоложенной в Т-305/1,2.
2.2.2 Сигнализация
1)Уровень в К-302, Т-304, Е-303.
2)Уровень в маслобаках Н-306/1,2; Н-308/1,2.
3)Давление верха и куба К-302.
4)Давление в маслобаках Н-306/1,2; Н-308/1,2.
5)Расход питания, флегмы, дистиллята в К-302.
6)Расход пара в Т-303.
7)Расход воды оборотной в Т-304.
8)Концентрация содержания взрывоопасных веществ в воздухе.
9)Температуры по питанию, флегме, дистилляту и по пакетам в К-302.
10) Температуры подшипников Н-306/1,2; Н-307/1,2; Н-308/1,2.
11) Температуры в маслобаках Н-306/1,2; Н-308/1,2.
12) Выключение Н-306/1,2; Н-307/1,2; Н-308/1,2.
2.2.3 Блокировка
1)Отключение электродвигателей Н-306/1,2; Н-307/1,2; Н-308/1,2 при превышении температуры подшипников.
2)Отключение электродвигателей Н-306/1,2; Н-308/1,2 при превышении температуры в маслобаке.
3)Отключение электродвигателей Н-306/1,2; Н-308/1,2 при понижении давления в маслобаке.
4)Перекрытие отсечного клапана на подаче пара в Т-303 при превышении давления верха и/или куба К-302.
3. Выбор микропроцессорной системы
3.1 Общие требования к микропроцессорной системе
В настоящее время существует большое множество различных контроллеров, выпускаемых отечественными и зарубежными производителями.
Выбор контроллеров должен определяться следующими критериями: - функциональные возможности контроллера должны полностью покрывать круг задач, решаемых при автоматизации данного технологического процесса;
- характеристики контроллера, определяющие его быстродействие должны удовлетворять потребностям автоматического управления;
- количественные характеристики контроллера, определяющие число и типы входов и выходов должны быть оптимально соотнесены с информационными характеристиками процесса;
- коммуникационные характеристики контроллеров, тип сети, используемые протоколы и возможность сопряжения с имеющимися и предполагаемыми;
- объем постоянной и оперативной памяти контроллера должен быть достаточным для размещения и оптимального функционирования прилагаемого программного обеспечения. При этом должны учитываться цены контроллеров и дополнительного оборудования.
3.2 Информационное обеспечение процесса
В таблицах 3.1 - 3.4 перечислены все аналоговые и дискретные входные и выходные сигналы с их характеристиками.
Далее в таблице 3.5 выведены сводные данные по сигналам, в соответствии с которыми уже подбираются модули ввода-вывода.
Таблица 3.5 - Сводная таблица сигналов
Тип сигнала Количество
Аналоговые входные сигналы (c искрозащиты) 51
Аналоговые выходные сигналы (c искрозащитой) 8
Дискретные входные сигналы (c искрозащитой) 6
Дискретные входные сигналы (без искрозащиты) 12
Дискретные выходные сигналы (c искрозащитой) 1
Дискретные выходные сигналы (без искрозащиты) 14
3.3 Выбор и описание контроллера
Из множества различных контроллеров выбран программируемый контроллер CENTUM 3000 фирмы Yokogawa (Япония). Контроллеры данной фирмы уже достаточно часто применяются в нашем регионе, а, следовательно, накоплен большой опыт в подключении и эксплуатации контроллера этой фирмы. Распределенная система управления CENTUM CS3000R3 открывает новую эру в классе распределенных систем управления крупнотоннажными производствами. CENTUM CS3000R3 продолжает линию распределенных систем управления CENTUM фирмы Yokogawa. Системы управления семейства CENTUM зарекомендовали себя как надежные, отказоустойчивые и удобные в эксплуатации и обслуживании системы. Основные задачи, решаемые системами управления CENTUM: - безопасное ведение технологических процессов;
- реализация решений задач оптимального управления;
- обеспечение устойчивости процессов регулирования;
- управление периодическими процессами;
- взаимодействие с подсистемами верхнего и нижнего уровня;
- сбор и накопление данных.
Система Centum CS3000R3 разработана для управления относительно большими производствами. CS3000R3 отличается от других систем управления семейства Centum тем, что она гибко масштабируема и организована по доменному принципу.
Основные достоинства системы CENTUM CS3000R3: - Гибкая система резервирования, позволяющая резервировать элементы процессора, системных интерфейсов, модулей ввода/вывода и др.;
- Гибкая конфигурация каждого рабочего места оператора с возможностью независимого накопления исторической информации;
- Доменный принцип организации позволяет организовать истинно распределенное управление;
- Высокая плотность модулей ввода/вывода (64-х канальные модули дискретных сигналов);
- Высокая скорость передачи данных по внутренней шине (шина ESB, скорость 128 Мбит/с);
- Большой объем оперативной памяти контроллеров (до 32 Мбайт);
- Возможно применение 2-х экранных консолей как с ЖК-дисплеями, так и с ЭЛТ-дисплеями;
- Рабочее место оператора комплектуется сенсорной клавиатурой, позволяющей осуществить прямой доступ к любому технологическому окну путем нажатия функциональной клавиши;
- Связь с подсистемами верхнего и нижнего уровней;
- Функция виртуального тестирования, позволяющая выполнять отладку прикладного программного обеспечения как без подключения контроллеров так и с подключением.
3.4 Структура АСУ ТП
В таблице 3.6 перечислены выбранные модули, их назначение, количество каналов и общее количество модулей.
ADV151 - модуль ввода дискретного сигнала типа «сухой контакт», 32 каналов, без барьера искрозащиты
ADV551 - модуль вывода дискретного сигнала типа «сухой контакт», 32 каналов, без барьера искрозащиты
T9083NA - изоляционная перегородка
L2-switch - промышленный свитч
AEP7D - центральный модуль питания
3.5 Привязка информационных сигналов к клеммам модулей
Привязка информационных сигналов процесса к клеммникам устройств ввода-вывода отображена в таблице 3.7.
Таблица 3.7 - Привязка информационных сигналов к клеммам модулей
Таблица
Таблица
Таблица
Таблица
Таблица
Вывод
В процессе проектирования разработана автоматизированная система управления технологическим процессом колонны К-302 установки «Стирола».
Проектирование микропроцессорной системы выполнено в соответствии с технологическим регламентом установки. Был проанализирован процесс происходящий в колонне и применены оптимальные схемы регулирования ключевых параметров для достижения стабильного качества продукции.
Для контроля и регулирования параметров процесса была выбрана, исходя из требуемых условий взрывобезопасности и климатического расположения объекта, микропроцессорная система.
После анализа процесса как объекта управления, был выбран контроллер, наиболее подходящий для выполнения данной задачи.
В качестве системы управления выбран контроллер с резервированной системой управления Centum 3000 производства фирмы Yokogawa.
Проанализировав входные и выходные сигналы объекта управления, были выбраны модули ввода-вывода, удовлетворяющие требованиям безопасности.
Подытожив выше сказанное, можно заключить, что в процессе выполнения проекта были решены следующие задачи: - Обоснована система автоматизации;
- Выбраны технические средства и контроллер;
- Обоснована структура системы управления.
Список литературы
1.Технологический регламент установки «Стирола».
2.А.С. Клюев и другие. “Проектирование систем автоматизации технологических процессов”.
3.А.С. Клюев и другие. “Наладка средств автоматизации и АСР”. Справочное пособие.
5.Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления: Учеб. для ВУЗОВ / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов / СПБ: - Изд-во «Профессия», 2003 - 747с
6.ГОСТ 2.105 - 95. Общие требования к текстовым документам.
7.ГОСТ 34.201 - 89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Виды, комплексность и обозначения документов при создании автоматизированных систем. - Взамен ГОСТ 24.101-80; введ. 1990-01-01. - М.: Издательство стандартов, 1991. - 105-127 с.
8.ГОСТ 34.003 - 90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения. - Взамен ГОСТ 24.003-84; введ. 1992-01-01. - М.: Издательство стандартов,1991. - С.105 -127.
9.РД50 - 34.698-90 Методические указания/ Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1991. - С.66 - 96.
10.ГОСТ 7.1-2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание: Общие требования и правила составления [Текст]. - Взамен ГОСТ 7.1-84; введ. 2004-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 48 с.
11.ГОСТ 7.82-2001. Библиографическая запись. Библиографическое описание электронных ресурсов: Общие требования и правила составления [Текст]. - Введ. 2002-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 23 с.
12.ГОСТ 21.408 СПДС. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов.
13.ГОСТ 21.101 - 93 СПДС. Основные требования к рабочей документации.
14.ГОСТ 21.101 - 95 СПДС. Правила выполнения спецификации оборудования, изделий и материалов.
15.ГОСТ 2.701 - 84. Схемы. Виды и типы. Общее требования к выполнению.
16.РМ 4-59-95. Системы автоматизации технологических процессов. Оформление и комплектование проектов.
17.РМ 4-206-95. Спецификация оборудования, изделий и материалов. Указание по выполнению.
18.СНИП 1.02.01-85. Инструкция о составе, порядке разработки, согласования.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
