Проект автоматизации отделения ректификации установки производства стирола ц.126/127

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.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 06.05.2012
Размер файла 835,9 K

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Проект автоматизации отделения ректификации установки производства стирола ц.126/127

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 подаётся 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

оC

90-125

TT 3а

1,0

-

температура питания К-302

оC

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

оC

50-80

TT 9а

1,0

-

температура низа 3 пакета насадки К-302

оC

50-80

TT 10а

1,0

-

температура между 3 и 4 пакетами насадки К-302

оC

45-85

TT 11а

1,0

-

температура в 4 пакете насадки К-302

оC

не более 98

TT 12а

1,0

-

температура верха К-302

оC

не более 50

TT 13а

1,0

-

температура между 2 и 3 пакетами насадки К-302

оC

50-80

TT 14а

1,0

-

расход пара в Т-303

т/час

1,2-1,6

FE 15а

1,5

-

температура куба

оC

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

оC

30-50

TT 19а

1,0

-

температура воды из Т-304

оC

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

оC

20-40

TT 25а

1,0

-

температура отдувки Т-305/1,2

оC

0-20

TT 26а

1,0

-

температура ЖНЗ из Т-305/1,2

оC

10-15

TT 27а

1,0

-

температура подшипника №1 Н-307/1

оC

не более 55

TT 28а

1,0

-

температура подшипника №2 Н-307/1

оC

не более 55

TT 29а

1,0

-

температура подшипника №1 Н-307/2

оC

не более 55

TT 30а

1,0

-

температура подшипника №2 Н-307/2

оC

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

оC

не более 55

TT 36а

1,0

-

температура подшипника №1 Н-308/1

оC

не более 55

TT 37а

1,0

-

температура подшипника №2 Н-306/1

оC

не более 55

TT 38а

1,0

-

температура подшипника №2 Н-308/1

оC

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

оC

40-75

TT 42а

1,0

-

температура в маслобаке Н-308/1

оC

40-75

TT 43а

1,0

-

температура подшипника №1 Н-306/2

оC

не более 55

TT 44а

1,0

-

температура подшипника №1 Н-308/2

оC

не более 55

TT 45а

1,0

-

температура подшипника №2 Н-306/2

оC

не более 55

TT 46а

1,0

-

температура подшипника №2 Н-308/2

оC

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

оC

40-75

TT 50а

1,0

-

температура в маслобаке Н-308/2

оC

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

Температура подшипников насосов

Н-306,307,308

0-100

-

40-55

60

60

60

-

60

-

Отключение эл.двигателя насоса поз. Н-306,307,308

1477

Температура куба К-302

0-150

-

не

более98

98

-

98

-

-

-

-

1477

Температура затворной жидкости насосов Н-306

0-200

-

30-70

70

80

70

-

80

-

Отключение эл.двигателя насоса поз. Н-306

1477

Температура затворной жидкости насосов Н-308

0-200

-

30-70

70

80

70

-

80

-

Отключение эл.двигателя насоса поз.Н-308

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

Давление азота в бачке затворной жидкости насосов Н-306

кгс/см2

0-40

-

1,0-2,0

1,0

-

-

1,0

-

-

-

1477

Давление азота в бачке затворной жидкости насосов Н-308

кгс/см2

0-40

-

2,0-3,0

2,0

-

-

2,0

-

-

-

1477

Загазованность помещения насосной Н-307

%

НКПВ

0-20

-

0-20

20

20

-

-

-

-

Включение эл.двигателя

АВ-18,19,20 об.1477

1477

Загазованность помещения насосной Н-308

%

НКПВ

0-20

-

0-20

20

20

-

-

-

-

Включение эл.двигателя

АВ-18,19,20 об.1477

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

-

-

-

-

-

-

Размещено на http://www.allbest.ru/

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.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 3.1 - Перечень аналоговых входных сигналов

п/п

Наименование параметра

Обозначение

параметра

Единицы

измерения

Диапазон

измерения

Технологические границы

Назначение параметра

Тип сигнала

НТГ

ВТГ

Контр.

Регулир.

Сигнал.

Блок.

Архив

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

1

Расход питания в К-302

т/ч

0-16

6

15

+

+

-

-

+

4-20мА

2

Расход циркуляции от Н-306

т/ч

0-160

100

-

+

-

-

-

+

4-20мА

3

Температура конденсата из Т-303

°С

0-150

90

125

+

-

-

-

+

4-20мА

4

Температура питания К-302

°С

0-150

75

85

+

-

-

-

+

4-20мА

5

Уровень в емкости-сборнике Е-303

%

0-100

20

80

+

+

-

-

+

4-20мА

6

Давление верха К-302

мм.рт.ст.

0-184

-

130

+

-

+

+

+

4-20мА

7

Давление куба К-302

мм.рт.ст.

0-295

-

182

+

-

+

+

+

4-20мА

8

Температура в 3 пакете насадки

°С

0-150

50

80

+

-

-

-

+

4-20мА

9

Температура внизу 3 пакета насадки

10а

°С

0-150

50

80

+

-

-

-

+

4-20мА

10

Температура между 3 и 4 пакетами

11а

°С

0-150

45

85

+

-

-

-

+

4-20мА

11

Температура в 4 пакете насадки

12а

°С

0-150

-

98

+

-

-

-

+

4-20мА

12

Температура верха К-302

13а

°С

0-150

-

50

+

+

+

-

+

4-20мА

13

Температура между 2 и 3 пакетами

14а

°С

0-150

50

80

+

+

+

-

+

4-20мА

14

Расход пара в Т-303

15а

т/ч

0-3,2

1,2

1,6

+

+

-

-

+

4-20мА

15

Температура куба К-302

16а

°С

0-150

-

98

+

-

+

-

+

4-20мА

16

Уровень в кубе К-302

17а

%

0-100

20

80

+

+

+

-

+

4-20мА

17

Расход питания К-312

18а

т/ч

0-16

-

15

+

+

-

-

+

4-20мА

18

Температура слива Т-304

19а

°С

0-100

30

50

+

-

-

-

+

4-20мА

19

Температура воды оборотной из Т-304

20а

°С

0-100

15

50

+

+

-

-

+

4-20мА

20

Расход воды оборотной в Т-304

21а

т/ч

0-125

90

120

+

+

-

-

+

4-20мА

21

Расход флегмы в К-302

22а

т/ч

0-10

4

10

+

+

-

-

+

4-20мА

22

Уровень бентола в Е-304

23а

%

0-100

20

80

+

+

+

-

+

4-20мА

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

23

Расход бентола в ц.121/130

24а

кг/ч

0-800

-

500

+

+

-

-

+

4-20мА

24

Температура отдувки после Т-304

25а

°С

-50-100

20

40

+

-

-

-

+

4-20мА

25

Температура отдувки после Т-305

26а

°С

-50-100

0

20

+

-

-

-

+

4-20мА

26

Температура ЖНЗ из Т-305

27а

°С

-50-100

10

15

+

-

-

-

+

4-20мА

27

Температура 1 подшипника Н-307/1

28а

°С

0-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

28

Температура 2 подшипника Н-307/1

29а

°С

0-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

29

Температура 1 подшипника Н-307/2

30а

°С

0-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

30

Температура 2 подшипника Н-307/2

31а

°С

0-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

31

Давление в маслобаке Н-306/1

32а

кгс/см2

0-10

1

2

+

-

+

-

+

4-20мА

32

Давление в маслобаке Н-308/1

33а

кгс/см2

0-10

1

2

+

-

+

-

+

4-20мА

33

Давление в маслобаке Н-306/2

34а

кгс/см2

0-10

1

2

+

-

+

-

+

4-20мА

34

Давление в маслобаке Н-308/2

35а

кгс/см2

0-10

1

2

+

-

+

-

+

4-20мА

35

Температура 1 подшипника Н-306/1

36а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

36

Температура 1 подшипника Н-308/1

37а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

37

Температура 2 подшипника Н-306/1

38а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

38

Температура 2 подшипника Н-308/1

39а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

39

Температура в маслобаке Н-306/1

42а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

40

Температура в маслобаке Н-308/1

43а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

41

Температура 1 подшипника Н-306/2

44а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

42

Температура 1 подшипника Н-308/2

45а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

43

Температура 2 подшипника Н-306/2

46а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

44

Температура 2 подшипника Н-308/2

47а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

45

Температура в маслобаке Н-306/2

50а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

46

Температура в маслобаке Н-308/2

51а

°С

-50-100

-

55

+

-

+

+

+

4-20мА

47

Датчик горючих веществ Н-306

52а

%

0-50

-

20

+

-

+

+

+

4-20мА

48

Датчик горючих веществ К-302

53а

%

0-50

-

20

+

-

+

+

+

4-20мА

49

Датчик горючих веществ Н-308

54а

%

0-50

-

20

+

-

+

+

+

4-20мА

50

Датчик горючих веществ Н-307

55а

%

0-50

-

20

+

-

+

+

+

4-20мА

51

Датчик горючих веществ Т-305

56а

%

0-50

-

20

+

-

+

+

+

4-20мА

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таблица 3.2 - Перечень дискретных входных сигналов

п/п

Наименование сигнала

поз.

Состояние

Тип сигнала

1

Отсечной клапан поз. 7г

открыт

NAMUR

2

Отсечной клапан поз. 7г

закрыт

NAMUR

3

Насос Н-306/1

включен

«Сухой контакт»

4

Насос Н-306/1

выключен

«Сухой контакт»

5

Насос Н-306/2

включен

«Сухой контакт»

6

Насос Н-306/2

выключен

«Сухой контакт»

7

Насос Н-307/1

включен

«Сухой контакт»

8

Насос Н-307/1

выключен

«Сухой контакт»

9

Насос Н-307/2

включен

«Сухой контакт»

10

Насос Н-307/2

выключен

«Сухой контакт»

11

Насос Н-308/1

включен

«Сухой контакт»

12

Насос Н-308/1

выключен

«Сухой контакт»

13

Насос Н-308/2

включен

«Сухой контакт»

14

Насос Н-308/2

выключен

«Сухой контакт»

15

Уровень в маслобаке Н-306/1

40а

минимальный

NAMUR

16

Уровень в маслобаке Н-306/2

48а

минимальный

NAMUR

17

Уровень в маслобаке Н-308/1

41а

минимальный

NAMUR

18

Уровень в маслобаке Н-308/2

49а

минимальный

NAMUR

Таблица 3.3 - Перечень аналоговых выходных сигналов

п/п

Наименование

Поз.

Тип сигнала

1

Регулирование расхода питания К-302

4-20мА

2

Регулирование уровня в Е-303

4-20мА

3

Регулирование расхода пара в Т-303

15г

4-20мА

4

Регулирование расхода питания К-312

18г

4-20мА

5

Регулирование расхода оборотной воды в Т-304

21г

4-20мА

6

Регулирование расхода флегмы в К-302

22г

4-20мА

7

Регулирование расхода БТФ в ц.121/130

24г

4-20мА

8

Регулирование температуры ЖНЗ из Т-305

27г

4-20мА

Таблица 3.4 - Перечень дискретных выходных сигналов

п/п

Наименование сигнала

поз.

Тип сигнала

Коммутируемые параметры

1

2

3

4

5

1

Отсечной клапан поз. 7г открыть

импульсный

24В

2

Насос Н-306/1 включить

импульсный

24В; 50 мА

3

Насос Н-306/1 выключить

импульсный

24В; 50 мА

4

Насос Н-306/2 включить

импульсный

24В; 50 мА

5

Насос Н-306/2 выключить

импульсный

24В; 50 мА

6

Насос Н-307/1 включить

импульсный

24В; 50 мА

7

Насос Н-307/1 выключить

импульсный

24В; 50 мА

8

Насос Н-307/2 включить

импульсный

24В; 50 мА

9

Насос Н-307/2 выключить

импульсный

24В; 50 мА

10

Насос Н-308/1 включить

импульсный

24В; 50 мА

11

Насос Н-308/1 выключить

импульсный

24В; 50 мА

12

Насос Н-308/2 включить

импульсный

24В; 50 мА

13

Насос Н-308/2 выключить

импульсный

24В; 50 мА

14

Вентсистема АВ-18,19,20 включить

импульсный

24В; 50 мА

15

Вентсистема АВ-18,19,20 выключить

импульсный

24В; 50 мА

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.

Таблица 3.6 - Сводная таблица модулей ввода-вывода

Тип сигнала

Кол.

каналов

Кол.

сигналов

Кол.

модулей

ASI133 модуль аналогового входа

(со встроенным барьером искрозащиты)

8

51

7

ASI533 модуль аналогового выхода

(со встроенным барьером искрозащиты)

8

8

1

ASD143 модуль дискретного входа

(со встроенным барьером искрозащиты)

16

6

1

ADV151 модуль дискретного входа (без барьера)

32

12

1

ASD533 модуль дискретного выхода

(со встроенным барьером искрозащиты)

8

2

1

ADV551 модуль дискретного выхода (без барьера)

32

14

1

Карта заказа на микропроцессорную систему приведена в Приложении А.

Рис.

На структурной схеме АСУ ТП обозначено:

HIS - станция оператора

ENG/HIS - инженерная станция

19''Rack - монтажная стойка

FCU - блок управления AFV10D

NU1, NU2 - Node Unit - стойки расширения ввода-вывода

PW482 - резервированный блок питания

CP401 - резервированный процессор

ES401 - резервированный модуль сети ESB для FCU

SB501 - резервированный модуль сети ESB для NU

ASI133 - модуль ввода аналогового сигнала 4-20мА, 8 каналов, со встроенным барьером искрозащиты

ASI533 - модуль вывода аналогового сигнала 4-20мА, 8 каналов, со встроенным барьером искрозащиты

ASD143 - модуль ввода дискретного сигнала NAMUR, 16 каналов, со встроенным барьером искрозащиты

ASD533 - модуль вывода дискретного сигнала 24В, 8 каналов, со встроенным барьером искрозащиты

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

Заключение

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.

4.П.В. Куропаткин. “Теория автоматического управления”.

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. Ком-плекс 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 автоматиза-ции 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. Оформле-ние 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.

Приложение

Таблица. Карта заказа на микропроцессорную систему

Поз.

Обоз.

Наименование и техническая характеристика оборудования и материалов. Завод - изготовитель.

Тип, марка оборудования

Ед.

изм.

Кол.

1

FCU - резервированный блок управления с процессором VR5432 (133 МГц), ОЗУ 32 Мбайт, и резервированным блоком питания 220-240 В (PW482)

AFV10D-H41201

шт.

1

2

Стойка расширения ввода вывода, 8 слотов, резервированным блоком питания 220-240 В (PW482) , комплектация для ESB сети

ANB10D-420

шт.

2

3

Модуль ввода аналоговых сигналов 4-20 мА, 8 каналов со встроенным барьером

искрозащиты

ASI133-S00

шт.

7

4

Модуль вывода аналоговых сигналов 4-20 мА, 8 каналов со встроенным барьером искрозащиты

ASI533-S00

шт.

1

5

Модуль ввода дискретных сигналов типа NAMUR, 16 каналов со встроенным барьером искрозащиты

ASD143-P00

шт.

1

6

Модуль вывода дискретных сигналов 24В, 8 каналов со встроенным барьером

искрозащиты

ASD533-S00

шт.

1

7

Модуль ввода дискретных сигналов типа «сухой контакт», 32 канала без барьера

искрозащиты

ADV151

шт.

1

8

Модуль вывода дискретных сигналов типа «сухой контакт», 32 канала без барьера искрозащиты

ADV551

шт.

1

9

Заглушка защитная для пустых слотов в FCU и Node Unit

ADCV01

шт.

9

10

Изоляционная перегородка

T9083NA

шт.

1

11

Центральный модуль питания 14 выходов, резервированный, 2 входа 220В

AEP7D-20

шт.

1

12

Кабель для ESB сети

YCB301-C020

шт.

2

13

Персональный компьютер для станции оператора и инженерной станции в сборе с клавиатурой, мышью, дисплеем, программным обеспечением

шт.

2

14

Стол для станции оператора

YAX101-S02

шт.

2

15

Graphic Builder - программное обеспечение для работы на станции оператора, лицензия

LHS5150-V11

шт.

2

16

Электронное руководство по эксплуатации и инструкция пользователя

LHS5495-V11

шт.

1

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Разработка системы блокировки подачи пара Т-303 при превышении давления в кубе колонны более 24,2 кПа и ее программная реализация. Расчет срока окупаемости затрат на внедрение системы управления процессом отделения ректификации производства стирола.

    дипломная работа [4,2 M], добавлен 07.09.2013

  • Анализ колонны К-302 как объекта управления. Общие требования к микропроцессорной системе. Разработка автоматизированной система управления технологическим процессом колонны К-302 установки "Стирола". Привязка информационных сигналов к клеммам модулей.

    курсовая работа [608,5 K], добавлен 17.03.2012

  • Анализ технологического объекта как объекта автоматизации. Выбор датчиков для измерения температуры, давления, расхода, уровня. Привязка параметров процесса к модулям аналогового и дискретного вводов. Расчет основных параметров настройки регулятора.

    дипломная работа [2,3 M], добавлен 04.09.2013

  • Ознакомление с основами процесса получения стирола, свойствами целевого продукта, современным состоянием производства, термодинамикой и кинетикой процесса. Описание реактора и технологической схемы производства стирола дегидрированием этилбензола.

    контрольная работа [3,0 M], добавлен 16.01.2012

  • Анализ технологического процесса как объекта автоматизации. Общие особенности ректификационных колонн отделения. Разработка функциональной схемы отделения ректификации производства изопропилбензола. Переходная характеристика астатического объекта.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 12.05.2013

  • Особенности использования системы управления установкой приточной вентиляции на базе контроллера МС8.2. Основные функциональные возможности контроллера. Пример спецификации для автоматизации установки приточной вентиляции для схемы на базе МС8.2.

    практическая работа [960,3 K], добавлен 25.05.2010

  • Суть технологии производства стирола и его стадии. Показатели дегидрирования этилбензола, необходимость модернизации системы. Разработка и описание функциональной схемы технологического объекта автоматизации, сборочных чертежей и капитальных вложений.

    дипломная работа [970,5 K], добавлен 11.06.2011

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.