Автоматизированная система управления блоком подготовки сырья на установке каталитического риформинга ОАО "Газпром нефтехим Салават"

Описание технологического процесса получения частично обессоленной воды из речной. Структурная схема предлагаемой АСУ. Применение технологий SCАDA для автоматизации задач. Использование программируемых контроллеров с резервированной структурой S7-400H.

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 24.04.2012
Размер файла 10,7 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

CБ = У Цi Ki + ТР

где СБ - балансовая стоимость ;

Цi - цена оборудования;

Ki - количество оборудования;

ТР - расходы на транспортировку и установку.

ТР = 8-12 % (У Цi Ki) = 15100000,1=151000 руб.

CБ = У Цi Ki + Т Р = 1510000 + 151000 = 1661000 руб.

Затраты на тару и упаковку определяются в размере 1% от стоимости:

З2 = 15100000,01 = 15100 руб.

Заготовительно-складские расходы определяются в размере 1,2 % от стоимости оборудования и расходов на тару и упаковку:

З3 = 0,012(1510000 +15100) = 18301 руб.

Стоимость работ по монтажу определяются в размере 20 % от стоимости оборудования:

З4 = 15100000,2 = 302000 руб.

Полная сметная стоимость монтажа учитывает стоимость неучтенных материалов, определяется в размере 6% от стоимости оборудования, тары, доставки и заготовительно-складских расходов:

З5 = 302000+0,06*(1510000+15100+151000+18301) = 403664 руб.

Накладные расходы определяются по заработной плате рабочих, участвующих в монтаже (70 % от заработной платы). Предположим, что монтаж ведут 3 слесарей 6 разряда в течении 10 дней. Тарифная ставка равна 43,75 руб, премия предусматривается в размере 20 %. Тогда заработная плата рабочих с учетом уральского коэффициента равна:

З6 = 43,7583101,151,2 = 14490 руб.

Накладные расходы:

З7 = 14490 · 0,7 = 10143 руб.

Единовременные затраты складываются из всех затрат:

К = З1+ТР+З2+З3+З4+З5+З6+З7 (5.10)

К =1629374+151000+15100+18301+302000+403664+14490+10143 =

2544072 руб.

Дополнительные эксплуатационные затраты складываются из затрат на текущий ремонт, которые составляют 3% от единовременных затрат, и расходов на содержание и эксплуатацию новой системы управления равных 1,5% от единовременных:

И = 0,03·2544072 + 0,015·2544072 = 114483 руб.

Годовые результаты от внедрения рассчитываются по формуле:

Рг = ДQ Пр0

где ДQ = Q1 - Q2 - величина увеличения выхода целевого продукта.

Рг = 348,435 · 4710= 1641129 руб.

Неизменные по годам расчетного периода затраты на реализацию с учетом коэффициентов реновации Кр=0,0627 и коэффициента приведения разновременных затрат и результатов Ен=0,1 рассчитываются по формуле:

Зг = И+(Кр+Ен)·К

Зг = 114483 + (0,0627 + 0,1) · 2544072 = 528404 руб.

Экономический эффект рассчитывается следующим образом:

Э = (Рг-Зг)/(Кр+Ен)

Э = (1641129-528404)/(0,0627+0,1) = 6839121 руб.

Экономическая эффективность Ээфф будет равна:

Ээфф = Рг / К

Ээфф = 1641129 / 2544072= 0,645

Срок окупаемости определяется по формуле:

Т = 365/ Ээфф.

Т = 365/0,645 = 566 дней или 1,5 года.

Расчет экономической эффективности показал, что если в результате внедрения интегрированной АСУ блоком подготовки сырья удастся достичь увеличения выхода целевого продукта на 0,5%, то капиталовложения установки каталитического риформинга окупятся приблизительно за год и шесть месяцев, а экономический эффект достигнет 6 839121 руб., при условии сохранения на рынке устойчивого спроса на продукцию производства каталитического риформинга.

Необходимо отметить и ряд косвенных эффектов:

· повышение надёжности системы управления за счёт применения современных средств автоматизации;

· увеличение комфортности труда за счет удобства использования визуализированной системы управления.

Капиталовложения

Расходы, руб.

Разработка АРМ-оператора, программного обеспечения АСУТП секции 100.

119374

WinCC. Системное программное обеспечение.

Контроллер S7-400H фирмы Siemens.

Промышленный компьютер:

PentiumIII-600, 256 MB ECC RAM, 10.4 GB Ultra Wide SCSI-2 HDD 1 шт.

UPS Источник бесперебойного питания.

Сетевое оборудование.

Шкаф управления со всем вспомогательным оборудованием.

1510000

Итого З1

1629374

Заключение

Разработанная АСУ ТП блока подготовки сырья установки каталитического риформинга позволяет обеспечивать оптимальное ведение технологического процесса и безаварийную эксплуатацию оборудования. АСУ ТП представляет собой комплекс программно-технических средств, реализующих следующие функции:

· выдача оперативной информации о ходе технологического процесса на станциях отображения информации (АРМ оператора);

· регулирование технологических параметров;

· сбор и архивирование оперативной информации о работе установки;

· контроль аварийных отклонений технологических параметров;

· автоматическая защита и блокировка оборудования.

Применение технологий SCАDA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации.

Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI), предоставляемого SCADA-системами, полнота и наглядность представляемой на экране информации, доступность «рычагов» управления и т. д. - повышает эффективность взаимодействия диспетчера с системой и сводит к нулю его критические ошибки при управлении.

Использование на нижнем уровне программируемых контроллеров с резервированной структурой S7-400H позволило построить систему управления, в которой возникновение отказов не влечет за собой появление опасности для жизни обслуживающего персонала и не приводит к остановке технологического процесса. Тем самым была обеспечена высокая надежность функционирования АСУ ТП.

Cписок использованных источников

1. Технологический регламент установки каталитического риформинга ОАО «Салаватнефтеоргсинтез».

2. Маслянский Г.Н., Шапиро Р.Н. Каталитический риформинг бензинов. - Л.: Химия, 1985. - 222 с.

3. Промышленные установки каталитического риформинга / Под ред. Ластовкина Г.А. - Л.: Химия, 1984. - 234 с.

4. WinCC. Руководство по конфигурированию. V. 5.0 - Учебный центр департамента «Техника автоматизации и приводы» фирмы SIEMENS,

1999. - 98с.

5. В.В. Шувалов, Г.А. Огаджанов, В.А. Голубятников. Автоматизация

производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1991. - 121с.

6. Мартынова А.П. Безопасность жизнедеятельности. Раздел 1. Гигиена труда.

Учебно-практическое пособие - М., МГУТУ, 2004. - 54с.

7. ПБ-09-170-97. Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. Правила устройства электрооборудования. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 181с.

8. ГОСТ 12.1.038-82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые

значения напряжений прикосновения и токов»

9. Бережной С.А., Романов В.В., Седов Ю.И. Безопасность

жизнедеятельности: Учебное пособие. - Тверь: ТГТУ, 1996. - 217c.

10. Бережной С.А., Романов В.В., Седов Ю.И. Сборник типовых расчетов и

заданий по экологии: Учебное пособие. - Тверь: ТГТУ, 1995. - 125c.

11. ГОСТ 12.1.038-82 «ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые

значения напряжений прикосновения и токов»

ДОКЛАД

1.Установка каталитического риформинга была введена в эксплуатацию в 1976 г.

Новый проект блока подготовки сырья совместно с французской фирмой

ТЕКНИП. Год ввода установки в эксплуатацию после реконструкции - 1997.

2. Цель

3. Блок подготовки сырья предназначен для очистки методом гидрогенизации.

На реакции гидрогенизации основывается процесс гидроочистки, в результате которой органические соединения серы, кислорода и азота, которые являются ядами катализатора риформинга, превращаются в углеводороды, сероводород, воду и аммиак. В блоке подготовки сырья также осуществляется разгонка гидрогенизата на фракции НК - 80°С (сырье изомеризации) и фракцию 80 - 180°С (сырье риформинга).

4. Поскольку установка была сравнительно недавно реконструирована, то уровень автоматизации является достаточно высоким. Тем не менее, на установке можно выделить ряд недостатков, главным из которых является то, что система управления как на верхнем, так и на нижнем уровне ориентирована на применение технических, программных и сетевых средств одной фирмы, как следствие, невозможность модернизации системы после истечения срока контракта

5. Предлагаемая система автоматизации имеет двухуровневую распределенную архитектуру.

Нижний уровень реализован на базе контроллеров семейства SIMATIC S7-400 и станций распределенного ввода/вывода ET 200M.

Контроллер S7-400 позволяет обеспечить высокие требования надежности. При отказе активного центрального процессора, интерфейсного модуля или канала связи управление передается резервному процессору, производится переключение на резервную линию, управление технологическим процессом не прерывается.

Сбор оперативной информации от датчиков и выдача управляющих воздействий на приводы осуществляется через станции распределенной периферии ET 200M. Одна станция ET 200M поддерживает до 8 сигнальных модулей. Их использование существенно снижает затраты на прокладку кабеля, значительно повышают гибкость и надежность системы автоматического управления.

Для нижнего уровня рекомендовано оставить существующие на установке датчики, преобразователи и исполнительные механизмы серии «Сапфир-22», «Метран-43» и другие, поскольку они отвечают предъявляемым требованиям в полной мере и их замена будет экономически не оправдана.

6.Верхний уровень - АРМ оператора - реализован на базе промышленного персонального компьютера под управлением SCADA-системы WinCC версии 5.1.

Пакет SIMATIC WinCC фирмы Siemens не только не уступает другим продуктам по основным критериям, но по некоторым параметрам обладает рядом преимуществ.

WinCC является модульной системой. На плакате схематично изображена модульная структура WinCC. Ядром WinCC является приложение Control Center, которое позволяет легко ориентироваться по проекту и исполняет роль менеджера всех опций WinCC.

Разработанная система диспетчеризации верхнего уровня обеспечивает выполнение следующих функций:

· отображение технологического процесса на дисплее оператора в виде графических мнемосхем;

· отображение в реальном времени значений технологических параметров и управляющих воздействий;

· отображение на дисплее графиков технологических параметров;

· автоматическую сигнализацию и регистрацию достижения параметром предаварийной и предупредительной границы;

· ведение журнала аварийных и системных сообщений, сообщения об изменении состояния исполнительных механизмов, системные сообщения;

· ведение архива технологических параметров.

7. На ФСА указаны технические средства автоматизации, контролирующие и регулирующие технологический процесс гидроочистки.

8. В расчетно-исследовательской части была разработана АСР температурой ректификационной колонны К-2.

9. Выбор канала регулирования.

10. На рисунке приведены переходная характеристика колонны К-2, полученная экспериментально при подаче на вход объекта регулирования ступенчатого воздействия

11.По виду переходной характеристики определяем, что колонна К-2 представляет собой звено, близкое к апериодическому звену второго порядка. С достаточной для практических задач точностью объект регулирования может быть аппроксимирован звеном чистого запаздывания и апериодическим звеном первого порядка.

12. Для нашего объекта выбираем ПИД-регулятор, который обеспечивает наиболее высокое быстродействие в системе. Расчёт оптимальных настроек ПИД-регулятора проведем в МathCAD:

13-14. Для оценки качества регулирования построим динамические и частотные характеристики системы, по которым определим основные показатели качества.

15.Для того чтобы автоматическая система регулирования могла выполнять свои функции, она должна удовлетворять требованию устойчивости.

В настоящем дипломном проекте предусмотрено использование критерия Найквиста,который основан на рассмотрении КЧХ разомкнутой системы, по виду которой можно судить об устойчивости замкнутой АСР. Применяя критерий Найквиста к фрагменту годографа КЧХ разомкнутой системы можно сделать вывод об устойчивости замкнутой системы с ПИД-регулятором, т.к. данный годограф не охватывает точку с координатами(-1, i0).

Определим, выполняется ли для замкнутой системы ограничения на запас устойчивости M ? Mзад., Mзад = 1,6.

Построим график АЧХ замкнутой системы по расчетным формулам. На основании графика, можно сделать вывод, что замкнутая система с ПИД - регулятором при оптимальных параметрах настройки не только устойчива, но и обладает заданным запасом устойчивости, т.к. максимальное значение АЧХ не превышает значения 1,6.

16. В разделе «Безопасность жизнедеятельности» проведен анализ установки с точки зрения обеспечения безопасного и безаварийного ведения процесса.

17-19. В экономическом разделе определен экономический эффект и срок окупаемости разработанной системы автоматизации и программного продукта.

Расчет экономической эффективности показал, что если в результате внедрения АСУТП удастся достичь увеличения выхода целевого продукта на 0,5%, то капиталовложения установки окупятся приблизительно за 1,5 года, а экономический эффект достигнет 6 860 535 руб.

Необходимо отметить и ряд косвенных эффектов. Они проявляются в повышении надёжности системы управления за счёт применения резервированных контроллеров, увеличении комфортности труда за счет удобства использования человеко-машинного интерфейса, предоставляемого SCADA-системой WinCC.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Понятие каталитического риформинга. Влияние замены катализатора на увеличение мощности блока каталитического риформинга секции 200 на установке ЛК-6У Павлодарского нефтехимического завода после модернизации производства. Технологическая схема установки.

    презентация [2,3 M], добавлен 24.05.2012

  • Аппаратура технологического процесса каталитического риформинга. Особенности рынка средств автоматизации. Выбор управляющего вычислительного комплекса и средств полевой автоматики. Расчет и выбор настроек регуляторов. Технические средства автоматизации.

    дипломная работа [1,6 M], добавлен 23.05.2015

  • Описание процесса оксиэтилирования алкилфенолов. Основные характеристики и особенности технологического объекта с точки зрения задач управления. Анализ существующей системы автоматизации технологического процесса и разработка путей его совершенствования.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 11.06.2011

  • Разработка системы автоматического регулирования и контроля пропилена товарно-сырьевого цеха НПЗ "Газпром Нефтехим Салават" на программном продукте Trace Mode 6. Понятие и применение SCADA-систем. Характеристика установки: сырье, реагенты и продукция.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.03.2013

  • Изучение технологического процесса сушки макарон. Структурная схема системы автоматизации управления технологическими процессами. Приборы и средства автоматизации. Преобразования структурных схем (основные правила). Типы соединения динамических звеньев.

    курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.12.2010

  • Технико-экономическая характеристика нефтехимического производства: сырье, продукты. Технологический процесс промышленной установки каталитического риформинга предприятия ОАО "Уфанефтехим". Информационные системы и экологическая политика организации.

    отчет по практике [284,6 K], добавлен 20.05.2014

  • Структурная схема роботоконвейерного комплекса, основные требования технологического процесса, принцип работы приводов механизмов. Функциональная схема системы логического управления и структурная схема следящего механизма, описание управляющих сигналов.

    курсовая работа [165,2 K], добавлен 13.09.2010

  • Основные приемы и технологический процесс производства деревянных панелей. Выбор аппаратных средств автоматизации системы управления линии обработки. Структурная схема системы управления технологическим процессом. Разработка системы визуализации.

    дипломная работа [2,2 M], добавлен 17.06.2013

  • Описание технологического процесса и основного оборудования объекта управления. Классификация разрабатываемой системы, принципы ее действия и предъявляемые требования. Обоснование выбора способов измерения необходимых технологических параметров.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.03.2015

  • Общая схема и этапы переработки нефти. Процесс атмосферно-вакуумной перегонки. Реакторный блок каталитического крекинга. Установка каталитического риформинга, ее назначение. Очистка и переработка нефти, этапы данного процесса, его автоматизация.

    презентация [6,1 M], добавлен 29.06.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.