Добавлен: 30.10.2023
Просмотров: 454
Скачиваний: 11
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
1.3 Физико-химические основы технологического процесса
1.4 Описание схемы технологического процесса, регламент установки
1.5 Описание процессов нормального пуска/останова
2.1 Анализ процесса как объекта автоматизации. Выбор параметров контроля, регулирования, ПАЗ
2.2 Анализ существующей системы управления
2.4 Требования к предлагаемой АСУТП
2.5 Разработка АСУТП установки
- протоколов обслуживания системы;
- протоколов системных сообщений:
- пользовательских отчетов;
- распечаток данных проекта, например, списков переменных, текстов сообщений или изображений.
Global Scripts: служит для программирования действий, производимых с объектами. Данный компонент предоставляет пользователю программный интерфейс для работы с объектами системы визуализаций. Написанные пользователем на языке программирования ANSI-C функции могут, в частности:
- считывать и устанавливать значения переменных;
- вызывать на экран новые изображения и позиционировать их;
- генерировать, квитировать и выбирать рабочие сообщения или сообщения о неисправностях:
- запускать генерацию протоколов;
- сохранять текущие данные процесса.
User Administration: служит для удобного управления правами доступа пользователей в системе.
SCADA-система WinCC является 32-битным приложением и работает в среде Windows'95 или Windows NT.
2.5.5 Выбор и обоснование датчиков
Для контроля технического состояния технологического и вспомогательного оборудования используются разного рода измерительные первичные преобразователи (датчики). Датчики преобразуют физическую величину в электрический сигнал. Параметрами, характеризующими техническое состояние оборудования, являются: температура, давление, перепад давлений, вибрация и другие.
Так как процесс выделения из реакционной массы разложения гидроперекиси изопропилбензола товарного ацетона методом ректификации является взрыво- и пожароопасным, то все датчики выполнены во взрывозащищенном исполнении.
В качестве датчика избыточного давления используется "МЕТРАН"43Ф-ДИ-Ех, который обладает следующими преимуществами:
- долговременная стабильность сигнала;
- высокая точность преобразования;
- стойкость к вибрациям и гидроударам;
- повышенная стойкость к изменению температуры окружающей среды;
- долговечность.
Преобразователь измерительный давления агрессивных и кристаллизирующихся сред "МЕТРАН"43Ф-ДИ-Ех предназначен для работы в системам автоматического контроля, регулирования, управления технологическими процессами со взрывоопасными условиями производства и обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра - избыточного давления жидких и газообразных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.
Для измерения перепада давления предлагается использовать датчик разности давлений "МЕТРАН "43Ф-ДД-Ех.
Преобразователь измерительный давления агрессивных и кристаллизирующихся сред "МЕТРАН"43Ф-ДД-Ех предназначен для управления технологическими процессами со взрывоопасными условиями производства и обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра -разности давлений жидких и газообразных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.
Для измерения уровня предлагается использовать датчик гидростатического давления "МЕТРАН"43Ф-ДГ-Ех.
Преобразователь измерительный уровня "МЕТРАН"43Ф-ДГ-Ех предназначен для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра - уровня жидкости, уровня границы раздела жидких фаз в стандартный токовый сигнал дистанционной передачи.
В качестве датчиков температуры предлагается использовать "Метран-206ТСП". Термопреобразователи этой серии обладают следующими преимуществами по сравнению с аналогами:
- срок службы увеличен в 1,5-2 раза;
- основная погрешность термопреобразователей снижена на 20-30%;
- рабочий диапазон окружающей среды расширен от – 450С до 850С;
- степень защиты от пыли и влаги доведена до уровня IP65.
Комплекс датчиков давления "МЕТРАН"-43 обеспечивает следующие преимущества перед аналогичными взаимозаменяемыми датчиками конкурирующих предприятий:
- повышены точностные характеристики; уменьшена дополнительная температурная погрешность для всех классов точности за счет улучшения схемы термокомпенсации; улучшены эксплутационные характеристики в части регулировки и подстройки диапазона измерения;
- повышена надежность за счет уменьшения числа электронных компонентов и плат; схемотехнические решения унифицированы с серией датчиков "МЕТРАН"; снижены цены с аналогичными моделями датчиков.
Спецификация на технические средства автоматизации приведена в приложении В.
2.5.6 Выбор и обоснование исполнительных механизмов
Так как пневматические исполнительные механизмы имеют более высокую скорость срабатывания и более высокую надежность по сравнению с электрическими, то в данной проекте выбраны пневматические исполнительные механизмы.
2.6 Описание схем основных контуров контроля и управления
С развитием средств автоматизации контура контроля и управления изменились из пневматических в электрические, а количество составляющих уменьшилось. Сейчас схема регулирования представляет собой контур, состоящий из:
- датчика, т.е. первичного преобразователя физической величины в токовый (как правило унифицированный) сигнал;
- программируемого микроконтроллера (например, WAGO I/O), состоящего из различного сочетания модулей в зависимости от решаемой задачи;
- системы сбора и обработки информации и управления процессом (Scada-система);
- электро-пневмопреобразователя, предназначенного для связи контроллера с исполнительным механизмом;
- исполнительного механизма, в качестве которых применяются мембранные, поршневые пневматические и гидравлические механизмы.
Рассмотрим описание основных схем контроля, управления и сигнализации в нормальном режиме:
1) Измерение, отображение и архивация по уровню
Уровень в емкости Е-65/1 воспринимается датчиком (поз. 114-1), с выхода которого электрический сигнал 4-20 мА пропорциональный уровню, поступает на модуль, аналогового ввода (поз. 114-2), где преобразуется в цифровой сигнал. Далее по внутренней шине поступает на базовый программируемый контроллер WAGO I/O (поз. 114-3) фирмы Kontakttechnik GmbH. С контроллера по шине сигнал поступает на АРМ оператора (поз. 114-4), где отображается и архивируется.
Аналогично производится измерение, отображение и архивация по уровню:
- емкость Е-65/2 позиции LIR 112;
- колонна К-70/1 позиции LIR 4;
- емкость Е-63 позиции LIR 128;
- емкость Е-125 позиции LIR 21;
- емкость Е-86 позиции LIR 107.
2) Измерение, регулирование и сигнализация по уровню
Уровень в Е-65/3 воспринимается датчиком (поз. 115-1), с выхода которого электрический сигнал 4-20 мА пропорциональный уровню, поступает на модуль, аналогового ввода (поз. 115-2), где преобразуется в цифровой сигнал. Далее по внутренней шине данных поступает на базовый программируемый контроллер WAGO I/O (поз. 115-3) фирмы Kontakttechnik GmbH. Контроллер рассчитывает управляющее воздействие, которое по внутренней шине поступает на модуль аналогового вывода (поз. 115-5), с которого сигнал 4-20 мА поступает на электро-пневмопреобразователь (поз. 115-6), а далее на исполнительный механизм. Так как в данном контуре есть сигнализация параметра, то происходит сравнении поступившего параметра с допустимым, и в случае превышения параметром допустимого, срабатывает звуковая сигнализация с отображение на мониторе АРМ оператора (поз. 115-4). Также с контроллера по шине сигнал поступает на АРМ оператора (поз. 115-4), где отображается и архивируется.
Аналогично производится измерение, регулирование и сигнализация по уровню:
- емкость Е-76 позиции LIR 7;
- емкость Е-86 позиции LIR 13;
- колонна К-70/2 позиции LIR 9;
- колонна К-80 позиции LIR 16;
- емкость Е-129 позиции LIR 22;
- емкость Е-119а позиции LIR 23;
- колонна К-80а/1 позиции LIR 97;
- емкость Е-86а позиции LIR 110;
- колонна К-80а/2 позиции LIR 103.
3) Измерение, отображение и архивация по температуре
Температура в Е-65/1 воспринимается датчиком температуры (поз. 29-1), с выхода которого термо-ЭДС, поступает на модуль, температурного преобразователя (поз. 29-2), где преобразуется в цифровой сигнал. Далее по внутренней шине поступает на базовый программируемый контроллер WAGO I/O (поз. 29-3) фирмы Kontakttechnik GmbH. С контроллера по шине сигнал поступает на АРМ оператора (поз. 29-4), где отображается и архивируется.
Аналогично производится измерение, отображение и архивация по температуре:
- емкость Е-65/1 позиции ТIR 29;
- колонна К-70/1 позиции ТIR 30;
- колонна К-70/2 позиции ТIR 31;
- колонна К-80 позиции ТIR 15;
- колонна К-80 позиции ТIR 32;
- колонна К-80а/1 позиции ТIR 28;
- колонна К-80а/1 позиции ТIR 33;
- емкость Е-86а позиции ТIR 129;
- колонна К-80а/2 позиции ТIR 102;
- колонна К-80а/2 позиции ТIR 34.
4) Измерение, регулирование и сигнализация по температуре
Температура в колонне К-70/1 воспринимается датчиком температуры (поз. 3-1), с выхода которого термо-ЭДС, поступает на модуль, температурного преобразователя (поз. 3-2), где преобразуется в цифровой сигнал. Далее по внутренней шине поступает на базовый программируемый контроллер WAGO I/O (поз. 3-3) фирмы Kontakttechnik GmbH. Контроллер рассчитывает управляющее воздействие, которое по внутренней шине поступает на модуль аналогового вывода (поз. 3-5), с которого сигнал 4-20 мА поступает на электро-пневмопреобразователь (поз. 3-6), а далее на исполнительный механизм. Так как в данном контуре есть сигнализация параметра, то происходит сравнении поступившего параметра с допустимым, и в случае превышения параметром допустимого, срабатывает звуковая сигнализация с отображение на мониторе АРМ оператора (поз. 3-4). Также с контроллера по шине сигнал поступает на АРМ оператора (поз. 3-4), где отображается и архивируется.
Аналогично производится измерение, регулирование и сигнализация по температуре:
- колонна К-70/2 позиции ТIRСА 12;
- колонна К-70/1 позиции ТIRСА 3;
- колонна К-80 позиции ТIRСА 18;
- колонна К-80а/2 позиции ТIR 106.
5) Измерение, отображение и архивация по расходу
Расход фенольной воды на линии в расширитель воспринимается первичным датчиком (поз. 78-1), с выхода которого сигнал в виде перепада давления, подается на вход преобразователя разности давлений (поз. 78-2), с выхода которого пропорциональный электрический сигнал 4-20 мА, поступает на модуль, аналогового ввода (поз.78-3), где преобразуется в цифровой сигнал. Далее по внутренней шине поступает на базовый программируемый контроллер WAGO I/O (поз. 78-4). С контроллера по шине сигнал поступает на АРМ оператора (поз. 78-5), где отображается и архивируется.
Аналогично производится измерение, отображение и архивация по расходу:
- на линии в колонну К-70/1 позиции FIR 1;
- на линии в колонну К-70/2 позиции FIR 10;
- на линии в теплообменник Т-79 позиции FIR 124;
- на линии в отделение 602 позиции FIR 117;
- на линии в колонну К-80а/1 позиции FIR 121;
- на линии подачи ацетона в товарное производство позиции FIR 122.
6) Измерение, отображение, архивация, регулирование и сигнализация по расходу
Расход раствора солей на линии отделения 602 воспринимается первичным датчиком (поз. 66-1),с выхода которого сигнал в виде перепада давления, подается на вход преобразователя разности давлений (поз. 66-2), с выхода которого пропорциональный электрический сигнал 4-20 мА, поступает на модуль, аналогового ввода (поз. 66-3), где преобразуется в цифровой сигнал. Далее по внутренней шине поступает на базовый программируемый контроллер WAGO I/O (поз. 66-4) фирмы Kontakttechnik GmbH. Контроллер рассчитывает управляющее воздействие, которое по внутренней шине поступает на модуль аналогового вывода (поз. 66-6), с которого сигнал 4-20 мА поступает на электро-пневмопреобразователь (поз. 66-7), а далее на исполнительный механизм. Так как в данном контуре есть сигнализация параметра, то происходит сравнении поступившего параметра с допустимым, и в случае превышения параметром допустимого, срабатывает звуковая сигнализация с отображение на мониторе АРМ оператора (поз. 66-5). Также с контроллера по шине сигнал поступает на АРМ оператора (поз. 66-5), где отображается и архивируется.
Аналогично производится измерение, регулирование и сигнализация по расходу:
- на линии подачи соли в отделение 602 позиции FIRCA 66;
- на линии в колонну К-70/1 позиции FIRCA 6;
- на линии в колонну К-70/2 позиции FIRCA 18;
- на линии в расширитель позиции FIRCA 20;
- на линии в колонну К-80 позиции FIRCA 19;
- на линии питания в колонну К-80 позиции FIRCA 123;