Реферат Система автоматизации процесса качественной очистки газа от кислых компонентов
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Астраханский Государственный Технический Университет
Кафедра АТП
Курсовой проект
по дисциплине:
«Проектирование автоматизированных систем управления»
на тему:
«Система автоматизации процесса качественной очистки газа от кислых компонентов»
Выполнил:
студент гр. ДХА-51
Никульшин И.В.
Руководитель:
к.т.н., доцент
Прохватилова Л.И.
Астрахань 2006
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Введение | 4 |
| 1.Техническое предложение | 7 |
| 1.1. Назначение и структура АГПЗ | 7 |
| 1.2. Общая характеристика установки | 10 |
| 1.3. Возможное решение | 11 |
| 2. Эскизный проект | 14 |
| 2.1. Абсорбция | 14 |
| 2.2. Абсорбер С-01 | 15 |
| 2.3. Схема подачи амина в абсорбер С-01 | 16 |
| 2.4. Нормы технологического режима | 17 |
| 3. Технический проект | 18 |
| 3.1 Разработка функциональной схемы автоматизации | 18 |
| 3.2. Описание функциональной схемы автоматизации | 19 |
| 3.3. Выбор технических средств автоматизации | 22 |
| 3.4. Разработка принципиальной электрической схемы | 35 |
| Заключение | 37 |
| Список литературы | 38 |
Введение
Астраханский газовый комплекс, основанный в 1981г., является крупнейшим предприятием юга России по добыче, переработке и транспортировке газа, серы и жидких углеводородов.
Астраханское газоконденсатное месторождение – первое в мире разрабатываемое месторождение, содержащее 50% метана, более 40% кислых газов, в которых 28% сероводорода. Первые исследования, проведенные в 1945г., показали целесообразность продолжения работ по поиску нефти и газа в Астраханской области.
В 1976 году в скважине № 5 был получен промышленный приток газа и конденсата. Это событие возвестило об открытии уникального как по размерам, так и по содержанию компонентов Астраханского газоконденсатного месторождения. Масштабы этого открытия (по углеводородному сырью) сопоставимы с гигантскими нефтяными и газовыми месторождениями Западной Сибири, а на мировом уровне – с крупнейшими месторождениями Ближнего Востока. По запасам же газовой серы, углекислого газа и других полезных ископаемых аналогов Астраханскому месторождению газа и конденсата в мире пока нет. Открытие АГКМ в 1976 году создало предпосылки к строительству крупнейшего и уникального газохимического комплекса в Нижнем Поволжье.
В настоящее время ООО «Астраханьгазпром» представляет собой комплекс, объединяющий в единую технологическую и финансовую структуру 24 подразделения. Среди них: Астраханский газоперерабатывающий завод (АГПЗ), осуществляющий переработку газа, газового конденсата и нефти с получением широкого ассортимента товарной продукции; газопромысловое управление, обеспечивающее разработку Астраханского газоконденсатного месторождения, добычу и транспорт газожидкостной смеси на Астраханский газоперерабатывающий завод и добычу нефти; предприятие «Астраханьтрансгаз», выполняющее задачи по транспортировке газа и нефтепродуктов от газоперерабатывающего завода до места его распределения, подаче природного газа в городские сети.
ООО «Астраханьгазпром» – монополист по производству серы (70% российского рынка), крупнейший российский экспортёр серы на мировом рынке (12 % мирового рынка). Астраханская сера (комовая, жидкая, гранулированная) поставляется на химические заводы России, Украины, Азербайджана, Италии, Румынии, Югославии, Англии, Индии, стран Африки.
В настоящее время ООО «Астраханьгазпром» вышло на уровень добычи и переработки газа 10,5 млрд. м3, серы 4,1 млн. т., бензина 960 тыс. т., дизельного топлива 800 тыс. т., мазута 374 тыс. т., сжиженного газа 240 тыс. т. в год.
На обслуживании специалистов газового комплекса находятся более 200 скважин различного назначения, сотни километров технологических трубопроводов, обеспечивающих транспортировку и подачу газожидкостной смеси на газоперерабатывающий завод, более двух с половиной тысяч километров магистральных газо- и продуктопроводов, распределительных и межпоселковых газовых сетей. Производство на АГПЗ и других подобных заводах и предприятиях невозможно осуществлять без его автоматизации. Автоматизация - это высокая стадия механизации, при которой функции управления выполняются автоматическими устройствами. Автоматизация механизирует не только труд, но и управление им. При автоматизации резко возрастают скорость и точность выполнения операций, что приводит к повышению производительности труда. Уровень автоматизации и механизации на астраханском газовом промысле как по количеству применяемых средств, так и по сложности оборудования довольно высок.
Однако на современном этапе развития вычислительной техники и средств автоматизации на предприятиях создаются и эксплуатируются распределённые автоматизированные системы управления, выполненные на микропроцессорах, объединённые в общую вычислительную сеть. Важным фактом в создании таких систем является уменьшение роли человека в технологическом процессе, т.е. переход от автоматизированного к автоматическому управлению, что особенно важно для взрыво- и пожароопасных производств, к которым относится АГПЗ.
Целью данного курсового проекта является разработка системы автоматизации установки сероочистки АГПЗ, построенной на контроллере и отвечающей современному уровню АСУ ТП. Актуальность предлагаемой темы объясняется тем, что существующий уровень автоматизации на данной установке может быть повышен за счет внедрения современных средств автоматизации, применения сложных систем управления, что приведет в конечном итоге к улучшению качества получаемой продукции, сокращению расходов по сырью и материалам и оптимизации режимов работы технологического оборудования.
1.Техническое предложение
1. 1. Назначение и структура АГПЗ
АГПЗ предназначен для получения из пластового газа Астраханского газоконденсатного месторождения товарных продуктов:
· топливного газа;
· технической газовой серы (жидкой, комовой, гранулированной);
· сжиженных газов (СПБТЛ, СПБТЗ);
· бензина А-76, АИ-93;
· дизельного топлива (ДТ-Л02-62, ДТ-Л05-40);
· котельного топлива (М-40, М-100).
В состав завода входят основные, общезаводские и вспомогательные объекты. Основные технологические объекты выделены в 5 производств (№ 1, 2, 3, 5, 6).
В состав производства № 1 входят установки: 1-4L171, 1-5L271, У–172, У–272, У–175, У–275, У–182, У–282, на которых осуществляется:
- разделение пластового газа высокого давления на отсепарированный газ, нестабильный конденсат и пластовую воду;
- очистка природного газа от сероводорода, двуокиси углерода и других сернистых соединений;
- сжигание горючих, кислых газов и паров на факелах низкого и высокого давления при пуске установок и в случае отклонений технологического режима.
Установки 1-4L171, 1-5L271 предназначены для приема с промысла пластового газа, гашения жидкостных пробок, замера и подготовки отсепарированных газа и конденсата к дальнейшей переработке. Кроме того, имеется возможность к закачке нестабильного конденсата в подземные емкости. На установках производится сепарация газа от капельной жидкости и выделение из жидкой углеводородной фазы пластовой воды, механических примесей. Сюда же подается газ продувки скважин и газ дыхания из подземных емкостей. Получаемая продукция – отсепарированный газ и нестабильный конденсат.
Установки очистки природного газа от кислых компонентов (У–172, У–272) предназначены для очистки отсепарированного газа, поступающего с установок 1-4L171, 1-5L271, и очистки газов стабилизации и выветривания с установки У–141. Получаемая продукция – обессеренный газ, кислый газ для производства серы.
В состав производства № 2 входят установки У–151, У–251, на которых осуществляется производство серы из кислого газа по методу Клауса и доочистки отходящих газов по методу «Сульфрин». Получаемая продукция – элементарная, жидкая и комовая сера.
В состав производства № 3 входят установки переработки газового конденсата: У–1.731, У–1.732, У–1.734 (включая БПТП), У–1.742, У–2.760 (ШФЛУ), осуществляющие переработку высокосернистого газового конденсата и ШФЛУ с получением бензина, дизельного топлива, мазута и сжиженных газов, и У–515 (парк стабильного конденсата).
Комбинированная установка (У–1.731) состоит из трех блоков, которые предназначены для получения компонентов дизельного и котельного топлива, бензина, пропан-бутановой фракции, бутана технического, сероводорода, серы дисульфидной и др.
Установка гидроочистки (У–1.732) предназначена для каталитической очистки фракции НК–350°С от сернистых соединений с получением стабильного гидрогенизата, сероводорода и углеводородного газа.
Установка риформинга (У–1.734) предназначена для получения компонента бензина А-76.
В состав производства № 5 входят установки: У–120, У–220, У–141, У–241, У–174, У–274, У–165, У–265, полигон закачки промстоков в пласт, на которых осуществляется:
- стабилизация газового конденсата;
- очистка газа среднего давления от кислых компонентов, его рекомпремирование;
- осушка и отбензинивание товарного газа;
- обработка пластовой воды, сжигание шламов;
- закачка промстоков в пласт.
Установки стабилизации конденсата и очистки сточных вод (У–120, У–220) предназначены для стабилизации углеводородного конденсата, поступающего с установок 1-4L171, 1-5L271. Получаемая продукция – стабильный конденсат, газ стабилизации.
Установки очистки и компремирования газа (У–141, У–241) предназначены для очистки сероводородсодержащего газа среднего давления, поступающего с У–121, и газа выветривания диэтаноламина (ДЭА) с установок У–172, У–272, сжатия этого газа и подачи его на доочистку на установки У–172, У–272. Продукция – кислый газ на установки У–151, У–251.
Установки осушки и отбензинивания очищенного газа (У–174, У–274) предназначена для осушки и очистки обессеренного газа от меркаптанов, сероокиси углерода. Продукция – осушенный, отбензиненный и доочищенный от меркаптанов газ, полуфабрикат – широкая фракция легких углеводородов (ШФЛУ).
В состав производства № 6 входят установки: У–500, У–501, У–510, У–511/512/513, У–514, У–150, У–250, установки грануляции серы (Devco, Hawaii), осуществляющие:
- эксплуатацию товарно-сырьевых парков (складов) нефтепродуктов, сжиженного газа и серы;
- эксплуатацию наливных эстакад и отгрузку нефтепродуктов, сжиженных газов, серы;
- эксплуатацию установок грануляции.
1.2 . Общая характеристика установки.
Установка У-272 предназначена для очистки сырого отсепарированного газа от Н2S, СО2 и части сероорганических соединений водным раствором диэтаноламина (ДЭА) 33-42%-ой концентрации, при общей концентрации аминов 34-43%.
Сырьем установки являются:
- сырой отсепарированный газ установки У-271;
- компримированный газ установки У-241;
- газ регенерации цеолитов У-274.
Мощность каждой из четырёх У-272 рассчитана на переработку максимального объёма газа, равного 1,8х109 нм3/год. Минимальная производительность установки, при которой возможен нормальный технологический режим – 43,5% от номинальной производительности.
Очищенный газ установки У-272 направляется на установку осушки и отбензинивания газа У-274, кислые газы - на установку получения серы У-251, экспанзерные - на установку промывки и компримирования газа среднего давления У-241.
1.3. Выбор структуры разрабатываемой системы управления и регулирования
Основные задачи автоматизации технологического процесса заключаются в следующем:
- поддержание всех параметров процесса в установленных пределах с учетом оптимального ведения процесса в целом;
- обеспечение сигнализации выхода параметров за установленные пределы;
- обеспечение блокировки при недопустимом нарушении хода технологического процесса;
- обеспечение возможности оперативно перейти на ручное управление при выходе из строя средств автоматизации.
Для разработки системы автоматизации любой сложный объект управления представляется совокупностью технологических подсистем, которые, в свою очередь, состоят из более мелких технологических функциональных узлов, а те из совокупности агрегатов и т.д. Разбиение объекта на функциональные узлы основано на выделении отдельной технологической задачи, либо нескольких тесно связанных задач в единый узел. Следствием этого является то, что каждый функциональный узел достаточно автономен. Интенсивность его взаимодействия с остальной системой или другими узлами на порядки ниже, чем внутри его.
Основные принципы, продиктованные самой задачей автоматизации крупных объектов, из которых целесообразно исходить при выборе архитектуры системы следующие:
− никакой единичный отказ в системе не должен приводить к потере ее функциональности;
− никакой единичный отказ не должен приводить к потере объема техпроцессов, при котором невозможно функционирование объекта.
Также существуют общие принципы, вытекающие из методов повышения надежности любых систем:
− система должна состоять из минимального числа образующих ее элементов;
− элементы и решения должны быть ортогональны, т.е. необходимый набор функций должен обеспечиваться суперпозицией минимального набора базовых элементов;
− автономность иерархических уровней в системе;
− минимальные размеры и простота прикладных программ – увеличение размеров программ ведет к экспоненциальному росту числа ошибок и сложности проверки правильности ее функционирования.
Всем этим принципам отвечает распределенная АСУ ТП, разработка которой предлагается в рассматриваемом курсовом проекте.
Разрабатываемая система будет работать в автоматическом режиме и иметь следующую структуру.
Первый уровень АСУ ТП составляют локальные средства автоматизации, включающие первичные средства измерения, устройства управления и исполнительные механизмы, расположенные непосредственно на технологическом оборудовании и коммуникациях или вблизи них.
Второй уровень составляют программируемый логический контроллер (ПЛК), выполняющий следующие функции:
· сбор данных об управляемом процессе,
· прием и передача данных во внешнюю промышленную сеть по соответствующему интерфейсу,
· формирование регулирующих воздействий в соответствии с программно реализованными алгоритмами регулирования,
· выдача регулирующих воздействий на устройства управления.
Таким образом, ПЛК осуществляет непосредственное управление технологическими параметрами процесса без участия ЭВМ верхнего уровня.
На третьем уровне располагается ЭВМ, реализующая следующие функции:
· вторичная обработка сигналов измерительной информации,
· индикация и регистрация регулируемых и контролируемых параметров процесса,
· идентификация предельных и аварийных значений параметров процесса и их сигнализация,
· обеспечение для оператора возможности ручного управления процессом за счет создания автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора.
Указанные уровни АСУТП образуют промышленный уровень автоматизированной системы управления предприятием (АСУП). Подключение ЭВМ и оператора к локальной заводской сети позволяет взаимодействовать с другими АСУТП и функционировать в составе АСУП.
В проектируемой системе автоматизации установки сероочистки предлагается реализовать следующие системы регулирования на базе контроллера FP0:
1. Одноконтурную систему стабилизации расхода регенерированного амина, подаваемого в верхнюю часть абсорбера. Регулятор воздействует на клапан в линии подачи амина.
2. Комбинированную систему регулирования концентрации сероводорода в очищенном газе. Возмущающее воздействие – расход кислых разов, подаваемых в нижнюю часть абсорбера. Регулятор воздействует на клапан, установленной на линии подачи полурегенерированного амина в абсорбер С01.
3. Одноконтурную систему регулирования давления в абсорбере С01. Регулятор воздействует на клапан, установленный в линии отвода обессеренного газа на установку У241.
4. Одноконтурную систему регулирования уровня амина в кубовой части абсорбера С01. Регулятор воздействует на исполнительный механизм клапана, установленного на линии отвода амина из абсорбера.
2.Эскизный проект
2.1 Абсорбция
На блок абсорбции установки У-272 поступают следующие газы:
a) сырой отсепарированный газ с установки У-271 с температурой до 30 °С и давлением до 65 кг/см²;
b) рекомпримированный газ с установки У-241 с температурой до 50 °С и давлением до 65 кг/см²;
c) газ регенерации цеолитов с установки У-274 с температурой до 58 °С и давлением до 65 кг/см².
Газ с У- 271 и У - 241 подается в сепаратор В-01, где происходит сепарация от конденсата и влаги.
Первые два потока содержат наибольшее количество кислых компонентов, подлежащих удалению, и поэтому перерабатываются совместно: они подаются в нижнюю часть абсорбера С-01 под первую тарелку.
Газ регенерации установки У-274 подается в среднюю часть абсорбера С-01 под 24-ю тарелку.
Газ с установки У-241 поступает на У-272 по линии 6".
Далее оба потока совместно по линии 16" поступают в сепаратор В-01: давление Р до 65 кг/см², температура t° до 35°С.
Внутренняя поверхность сепаратора В-01 защищена антикоррозионным покрытием. Во избежание образования гидратов, днище сепаратора оснащено парообогревателем.
Сырой, отсепарированный от конденсата газ, по линии 16" подаётся в нижнюю часть абсорбера С-01 (рабочие условия: давление до 65 кг/см², температура в верхней части 45-55°С, в кубовой части до 94°С)
В абсорбер С-01 также подаются газы регенерации цеолитов, поступающие с У-274 под тарелку 24 по линии 6".
Обессеренный газ выходит из верхней части абсорбера С-01 и направляется по линии 12" на У-274.
Предусмотрен сброс на факел высокого давления НF с линии обессеренного газа через автоматическую задвижку.
Имеется возможность сброса давления с блока абсорбции на У-241 по линии 3", доводя, таким образом, до минимума количества газа, сбрасываемого на факел.
2.2
. Абсорбер С-01.
Абсорбер С-01 оснащен 33 ситчатыми тарелками. Верхняя 33-я служит каплеотбойником для предотвращения уноса жидкости с газом. Тарелки c 1-ой по 23-ю состоят из 4-х секций, с 24-той по 32-ю из 2-х секций. Запитка абсорбера выполнена на двух уровнях, двумя потоками амина разного качества. На тарелку 32 регенерированный раствор амина подается насосом Р01А/В по линии 12". Подача частично регенерированного амина в абсорбер осуществляется двумя вводами 12" на тарелку 22 насосами Р02А/В. В средней зоне абсорбера предусмотрены два перетока 12" регенерированного амина с 23-ей на 13-ю тарелку. Эта схема позволяет создать температуру, способствующую гидролизу COS.
В нижнюю часть абсорбера предусмотрена возможность подачи пара VU по линии 2" и азота GA по линии ¾" для пропарки и деаэрации аппарата при остановке на ремонт. В нормальном режиме эта линия отглушена реверсивной заглушкой.
2.3.
Схема подачи амина в абсорбер С-01.
Подача растворов амина в абсорбер С01 происходит по типу "разделенный поток" и заключается в следующем:
* в верхнюю часть абсорбера подается полностью регенерированный раствор амина ( тощий амин ), что позволяет получать хорошо очищенный газ от кислых компонентов Н2S и СО2;
* в среднюю часть абсорбера подается частично регенерированный (полурегенерированным) раствор амина, способный абсорбировать большинство кислых компонентов.
Преимущества данной схемы в следующем:
* разгрузка верхней части абсорбера по жидкости, что позволяет уменьшить диаметр абсорбера;
* сокращение потребления пара рибойлера на регенерацию амина.
Полурегенерированный амин с 9-й тарелки С-02 поступает по линии 20" на прием подпорных насосов Р05А/В.
Полурегенерированный амин с нагнетании насосов Р-05А/В по линии 18" поступает в АВО А-02, где охлаждается до 65 °С и подается на прием насосов Р02А/В. Имеется пробоотборник 72SС005 для контроля качества полурегенерированного амина. Насос Р02А/В по линии 18" подает полурегенерированным амин на 22-ю тарелку абсорбера С-01 через клапан-регулятор расхода 72FV003.
Насосы Р02А/В взаимно резервируемы с двигателями одинаковой мощности. Привод насоса Р02А может также осуществляться турбиной рекуперации энергии ТR-01 совместно с электродвигателем, что позволяет уменьшить потребление электроэнергии.
Регенерированный амин из бака хранения Т-01 по линии 14" поступает на прием подпорных насосов Р01А/В. С выкида насосов Р01А/В регенерированный амин по линии 12" поступает на 32-ю тарелку абсорбера С-01.
2. 4. Нормы технологического режима.
Расход рекомпремированного газа, поступающего с У-241 - 10086 м3/ч
Расход газа регенерации с У274 - 8424 м3/ч
Расход обессеренного газа на У274 – 131435 м3/ч
Содержание сероводорода в обессеренном газе – 5,7мг/м3 (8 ppm)
Расход регенерированного амина – не более 433 м3/ч
Расход полурегенерированного амина – не более 973 м3/ч
Температура на 23 тарелке – не более 72 оС
Температура в кубовой части – не более 92 оС
Уровень в кубе – 30-70 %
Давление в абсорбере 61,5-64 кг/см2
3. Технический проект
3.1. Разработка функциональной схемы автоматизации
На листе 1 графической части представлена функциональная схема распределённой АСУ ТП установки сероочистки, состоящая из первичных преобразователей, программируемого логического контроллера (ПЛК) FP0, ЭВМ и исполнительных устройств.
На представленной схеме автоматизации отражены основные решения по автоматизации данного ТП, связанные с разработкой систем контроля, регулирования, управления, защиты, блокировки и сигнализации.
В связи с пожаро- и взрывоопасностью рассматриваемого процесса особенностью данной схемы является применение пневматических исполнительных механизмов, управление которыми осуществляется через электропневматические преобразователи.
Часть приборов, которые не требуют постоянного доступа и должны располагаться в закрытых помещениях, устанавливаются в аппаратной. В операторной кроме многоканального контроллера со своими модулями ввода-вывода и блоками питания располагается ЭВМ и операторский пульт для управления технологическим процессом. Оператор непосредственно с помощью ЭВМ может управлять исполнительными механизмами, при этом их состояние отражается на дисплее ЭВМ.
Остальные первичные измерительные преобразователи и исполнительные механизмы располагаются непосредственно на технологическом оборудовании и рядом с ним. Все они должны иметь соответствующий класс по пожаро- и взрывобезопасности.
Во всех контурах регулирования первичные измерительные преобразователи имеют выходной унифицированный токовый сигнал 4-20 мА. Контроллер сообщается с ЭВМ с помощью стандартного интерфейса RS-422 и осуществляет управление пневматическими исполнительными механизмами через электропневматические преобразователи унифицированным токовым сигналом. Все регуляторы реализованы в контроллере программным путём, который вырабатывает по заданному в нем закону регулирования управляющие воздействия на исполнительные устройства.
Для осуществления блокировок контроллер имеет входы для дискретных сигналов и выходные дискретные сигналы. Управление пневматическими отсечными клапанами осуществляется с помощью электропневматических реле.
3. 2. Описание функциональной схемы автоматизации
Расход регенерированного амина измеряется датчиком поз. 1-2 и через устройство ввода поступает на микроконтроллер (поз 1-3), где программным путем реализован регулятор расхода поз. 1-4. Выработанное регулятором температуры регулирующее воздействие в виде сигнала постоянного тока подается на электропневматический преобразователь поз. 1-6, полученный пневматический сигнал осуществляет управление исполнительным механизмом (поз. 1-7) регулирующего органа, установленного на линии подачи регенерированного амина в абсорбер.
Содержание сероводорода в очищенном газе, отходящем с верхней части абсорбера измеряется концентратомером поз. 3-2 и передается в программно реализованный в контроллере регулятор концентрации поз. 3-3. В этот же контур через компенсатор, реализованный программным путем, подается значение расхода кислого газа, измеряемого расходомером поз. 2-2. Выработанное регулятором концентрации управляющее воздействие, через электропневматический преобразователь управляет исполнительным механизмом (поз. 3-6) регулирующего органа, установленного на линии подачи полурегенерированного амина в абсорбер.
Давление в верхней части абсорбера измеряется датчиком давления поз 4-1 и передается на микроконтроллер, где реализован регулятор давления поз 4-2. Сигнал с регулятора поступает на электропневматический преобразователь поз. 4-4, и осуществляет управление исполнительным механизмом (поз. 4-5) регулирующего органа, установленного на линии отвода очищенных газов с верхней части абсорбера.
Уровень амина в кубовой части абсорбера измеряется датчиком уровня поз. 5-2 и поступает на регулятор уровня поз. 5-3. Регулятор вырабатывает сразу три управляющих сигнала, которые через электропневматические преобразователи поз. 5-5, поз. 5-7 и поз. 5-9 управляют исполнительными механизмами (поз. 5-6, поз. 5-8 и поз. 5-10 соответственно) регулирующих органов, которые установлены на линии стока богатого амина.
Уставки регуляторов концентрации, расхода и уровня изменяются программным путём.
Расход полурегенерированного амина измеряется расходомером поз 6-2 и через микроконтроллер передается на ЭВМ.
Расход газа регенерации цеолитов измеряется расходомером поз 7-2 и через микроконтроллер передается на ЭВМ.
Расход очищенного газа измеряется расходомером поз 8-2 и через микроконтроллер передается на ЭВМ.
Температура по высоте абсорбера измеряется термопреобразователями сопротивления поз. 9-1 и 10-1, снабженными нормирующими преобразователями поз. 9-2 и 10-2, сигнал от которых через контроллер поступает на ЭВМ.
Предусмотрена возможность аварийного сброса очищенного газа на факел высокого давления. Сигнал с реле давления поз 11-1, установленного в линии отвода газа, поступает через модуль дискретного ввода в микроконтроллер. В случае выхода значения давления за установленные пределы, контроллер поз 11-2 вырабатывает сигнал, который через пневматический модуль импульсного управления поз. 11-3 управляет клапаном поз. 11-5, выпускающим избыток газа на факел.
Предусмотрено резервирование насосов для подачи полурегенерированного амина. Сигнал, вырабатываемый реле давления поз. 12-1 поступает через устройство дискретного ввода в микроконтроллер поз. 12-2. Низкое значение давления говорит о неисправности насоса, при этом контроллер вырабатывает импульсный сигнал, который через магнитный пускатель поз. 12-5 запускает резервный насос.
При низком давлении в трубопроводе полурегенерированного амина сигнал с реле давления поз. 13-1 поступает на микроконтроллер, где вырабатываются сигналы, идущие на импульсные пневматические модули поз 12-7, 12-10, 12-13, 12-16, 12-19, 12-22, 12-25, обеспечивающие срабатывание отсекателей поз 12-9, 12-12, 12-15, 12-18, 12-21, 12-24, 12-27 на входных и выходных трубопроводах.
При низком уровне амина в кубовой части абсорбера реле уровня вырабатывает дискретный сигнал, поступающий на микроконтроллер, где вырабатывается управляющий сигнал, закрывающий клапан (поз. 12-24) на линии стока богатого амина.
Индикация, регистрация и сигнализация всех параметров осуществляется управляющей ЭВМ, в которую по интерфейсу RS-485 поступают сигналы от микроконтроллера.
3.3. Выбор технических средств автоматизации
Для реализации схемы распределенной АСУ ТП в качестве программируемого логического контроллера (ПЛК) используется последняя модель контроллера в семействе Mitsubishi Electric FP0. Расширенные технические характеристики, специализированные блоки и сетевые модули FP0 являются более гибкой и экономичной платформой для задач управления производственными процессами, универсальным решением практически для всех сфер производства.
В дополнение к обычной системной шине для стандартных модулей серии FP0 обладает дополнительной адаптерной шиной. До десяти дополнительных модулей − четыре аналоговых, два счётчика, два импульсных модуля выхода и два модуля интерфейса (RS 232 или RS 485) − могут быть присоединены с левой части контроллера. Специально для серии FP0 были разработаны новые миниатюрные адаптерные модули, которые могут быть интегрированы в систему без излишнего программирования. Они имеют особые регистры данных, позволяющие обращаться к ним напрямую, что экономит количество шагов программы и сокращает затраты на программирование.
Базовые модули новой серии построены на современных микропроцессорах и приспособлены к работе от источников питания 100-240V AC или 24V DC. Доступны модели с 16, 32, 48, 64, 80 или 128-ю входами/выходами (I/O), в транзисторном или релейном исполнении. Все базовые модули могут быть расширены до 256 I/O при помощи модулей расширения. Дальнейшее расширение до 384 I/O возможно при использовании подходящих сетей (Ethernet, Profibus, CC-Link или AS-Interface), при добавлении аналоговых или высокоскоростных модулей адаптерной шины общее количество точек достигнет 448 I/O. Ещё одной особенностью является дисплейный модуль, который может быть инсталлирован непосредственно на переднюю панель контроллера либо присоединён кабелем. Сообщения об ошибках и управляющие данные можно просматривать или редактировать при помощи четырёх функциональных клавиш дисплейной панели.
К достижениям серии FP0 можно причислить больший объём памяти, очень быструю обработку инструкций, значительно расширившийся набор команд, улучшенные функции и модули, особенно для задач позиционирования. Интегрированной энергонезависимой памяти емкостью 64 тыс. шагов достаточно даже для сложных управляющих программ, что сокращает расходы на приобретение дополнительных модулей памяти. Теперь общее количество инструкций составляет 209, что позволяет легко и быстро решать даже сложные задачи.
Контроллер Mitsubishi Electric серии FP0 программируется в операционной системе Microsoft Windows в стандартном пакете (IEC 61131-3) GX IEC Developer (Function Block, Ladder Diagram, Instruction List, Structured Text, Sequential Function Chart) либо в широко распространённом GX Developer (Ladder Diagram, Instruction List или Sequential Function Chart).
Такие функции как высокоскоростные счетчики и импульсные выходы с частотами до 100кГц уже интегрированы в базовый модуль, вкупе с широким набором новых инструкций позиционирования. Это делает возможным работу с тремя независимыми осями координат. При необходимости можно добавить ещё один адаптер счетчика и импульсного выхода с частотой до 200кГц, и таким образом сделать возможной работу с четырьмя независимыми шаговыми или серво двигателями.
Базовый модуль можно наращивать при помощи опций или модульных адаптеров для создания необходимой конфигурации. Все существующие модули серии FX можно использовать с новым контроллером, гарантируется и дальнейшая поддержка стандарта без опасности для инвестиций пользователя. В дополнение к цифровым модулям расширения ввода/вывода, стандартная системная шина способна обслуживать до восьми специализированных функциональных модулей. Новинкой также является широкий выбор мощных коммуникационных модулей для сетей Ethernet и Profibus DP. Они расширяют существующий диапазон продукции, уже включающий в себя модули для всех типов открытых и частных сетей. Наличие дополнительных интерфейсов вносят существенный вклад в коммуникационные возможности FP0. Он может одновременно обмениваться данными с тремя различными устройствами через последовательные интерфейсы. Последовательный интерфейс для программирования (RS 422) интегрирован на переднюю панель и используется для обмена с компьютером или панелью оператора. Другие устройства, типа принтеров, считывателей штрих-кодов, модемов и других контроллеров могут присоединяться через отдельные интерфейсные модули, которые можно инсталлировать с кожуха контроллера (RS 232, RS 422, RS 485 и USB) или присоединить через адаптерную шину (RS 232, RS 485).
Благодаря полной совместимости модулей, функций и инструкций со всем диапазоном продукции Mitsubishi Electric гарантируется превосходную эффективность и легкое сопряжение с остальными компактными и модульными контроллерами Mitsubishi, частотными инвертерами, серводвигателями, панелями оператора и системами визуализации.
Технические характеристики
Точек ввода/вывода 16 − 384 (448 c адаптерной шиной)
Память программ: до 64K шагов (стандартная)
Время исполнения операции 0.065 мкс
Цифровые выходы реле, транзисторы
Обработка аналоговых сигналов до 64 вх/вых c системной шиной,
до 16 вх/вых с адаптерной шиной
Разрешение 8, 12 и 16 бит
Позиционирование 6 высокоскоростных счетчика (100kHz)
внутренние 3 импульсных выхода (100kHz)
внутренние 4 высокоскоростных счетчика (200kHz)
Сетевые возможности Ethernet, Profibus-DP, CC-Link, CANopen, DeviceNet, AS-Interface, MELSEC FX Peer to Peer (PPN)
Взрывозащищенное исполнение
Интерфейсы RS 232, RS 422, RS 485, USB
Источник питания 100-240V AC , 24V DC
Базовые модули
FP0-16MR/ES Контроллер: питание 100-240 V: 8 входов DC 24 V; 8 выходов реле
FP0-32MR/ES Контроллер: питание 100-240 V: 16 входов DC 24 V; 16 выходов реле FP0-48MR/ES Контроллер: питание 100-240 V: 24 входа DC 24 V; 24 выхода реле
FP0-64MR/ES Контроллер: питание 100-240 V: 32 входа DC 24 V; 32 выхода реле FP0-80MR/ES Контроллер: питание 100-240 V: 240 входа DC 24 V; 40 выхода реле
Модули расширения
FP0-8AD-ADP Модуль аналоговых входов; 12 bit; 8 аналоговых входа ток и напряжение (0−20 мА, 4−20 мА, 0−10 В)
FP0-16AD-ADP Модуль аналоговых входов; 12 bit; 16 аналоговых входов ток и напряжение (0−20 мА, 4−20 мА, 0−10 В)
FP0-8DA-ADP Модуль аналоговых выходов; 12 bit; 8 аналоговых выходов ток и напряжение
FP0-16DA-ADP Модуль аналоговых выходов; 12 bit; 16 аналоговых выходов ток и напряжение
FP0-8AD-PT-ADP Модуль входов для термопар; 8 входов
FP0-4AD-TC-ADP Модуль входов для термопар; 4 входа Pt100
FP0-4HSX-ADP Модуль высокоскоростного счета (4x 200 kHz)
FP0-2HSY-ADP Модуль двухосевого позиционирования для шаговых и серво двигателей (200 kHz)
FP0-232ADP RS232C интерфейс модуль, SUB-D 9-pin
FP0-485ADP RS485 интерфейс модуль 1:n мультиканальный, передача данных до 500 m
FP
0-
FLROM
-16 Flash-RAM кассета памяти; 16k steps программы ПЛК
FP
0-
FLROM
-64 Flash-RAM кассета памяти; 64k steps программы ПЛК
FP0-FLROM-64L Flash-RAM кассета памяти; 64k steps программы ПЛК, с функцией копирования
FP0-232-BD RS232C интерфейс модуль
FP0-422-BD RS422C интерфейс модуль
FP0-485-BD RS485 интерфейс модуль 1:n мультиканальный, передача данных до
FP0-USB-BD USB интерфейс модуль. USB кабель (3м) и Driver CD-ROM
FP0-CNV-BD Коммуникационный адаптер MELSEC FP0 ADP
FP0-32BL Батарея для MELSEC FP0
FP0-7DM Дисплей для отображения текстовых сообщений и корректировки программы ПЛК
FP0-7DM-HLD Набор для монтажа дисплея FP0-7DM, включая 1.5м кабель
FX
-
USB
-
AW Конвертер USB/RS422 между ПК и MELSEC FX-ПЛК длина 3 м
FP0-64DP-M Коммуникационный модуль Profibus DP Master
FP0-ENET Коммуникационный модуль Ethernet 10/100MBit; RJ45, TCP/IP
Для измерения расхода в разрабатываемой системе предлагается применять коррозионностойкий датчик расхода Метран-350, предназначенный для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, а также в системах коммерческого учета жидкостей, пара и газов.
Основные преимущества:
- простая установка в трубопровод через одно отверстие;
установка в трубопровод без остановки процесса (специальная конструкция);
минимальная вероятность утечек измеряемой среды;
более низкие потери давления и меньшие длины прямолинейных участков по сравнению с расходомерами на базе сужающих устройств;
- существенное снижение стоимости монтажа и обслуживания благодаря интегральной конструкции;
- легкость взаимодействия с существующими контрольными системами или вычислителями расхода посредством интеллектуального протокола коммуникаций HART® и Modbus;
- простота перенастройки динамического диапазона;
- высокая надежность, отсутствие движущихся частей
Технические характеристики
Измеряемые среды: газ, пар, жидкость
Параметры измеряемой среды:
- температура: -40...400 С
- избыточное давление в трубопроводе 25 МПа
Диаметр трубопровода, Ду, мм: 50... 1820
Пределы основной допускаемой относительной погрешности измерений массового (объемного) расхода до ±1%
Самодиагностика
Взрывозащищенное исполнение ExiallCT4 X
Средний срок службы - 10 лет
Межповерочный интервал - 2 года
Динамический диапазон: 8:1
Выходной сигнал: унифицированный токовый 4-20 мА: цифровой Bell-202 (протокол HART) или RS-485 (протокол Modbus)
Однострочный ЖК-индикатор
Время включения расходомера от 2 до 14 с
Время демпфирования результатов измерений от 0 до 60 с
Питание от источника постоянного тока напряжением 10,5...55 В
Потребляемая мощность не более 1,1 Вт
Расходомер устойчив к воздействию:
- температуры окружающей среды: 51...85°С
- относительной влажности до 100 % при t 35°C;
- вибрации в диапазоне частот от 10 до 20000 Гц с ускорением:до 29,4 м/с2
- внешнего переменного магнитного поля напряженностью до 400 А/м, 50 Гц;
внешнего постоянного магнитного поля напряженностью до 400 А/м.
Расходомер предназначен для работы при атмосферном давлении от 84,0 до 106,7 кПа.
Степень защиты от воздействия пыли и воды IP65 по ГОСТ 14254
Климатическое исполнение
Вид климатического исполнения расходомера - УХЛ 3.1 по ГОСТ 15150.
Для измерения температур используются платиновые термопреобразователи сопротивления ТСПУ-Метран-276-Exia с искробезопасной электрической цепью. Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.
Технические характеристики
Градуировка 100П;
Выходной сигнал – 4-20 мА
Диапазон температур – 0…200, предел основной допускаемой приведенной погрешности – 0,25%
Линейная зависимость выходного сигнала от температуры.
Напряжение питания – 18-42 В постоянного тока.
Датчики гидростатического давления (уровня) Метран-100-ДГ,
Метран-100-ДГ 1541 - МП
Датчики разности давлений и датчики гидростатического давления (уровня) могут использоваться для измерения уровня в резервуарах открытых, закрытых, но соединенных с атмосферой, в закрытых под давлением.
Датчики разности давлений и датчики гидростатического давления (уровня) работают только с однородными жидкостями.
Датчики гидростатического давления (уровня) Метран-100-ДГ и датчики разности давлений Метран-100-ДД, используемые для измерения уровня, измеряют гидростатическое давление столба жидкости и обеспечивают непрерывное преобразование значения этого давления в унифицированный токовый сигнал и/ или цифровой сигнал по HART-протоколу.
Давление столба жидкости определяется такими факторами, как уровень жидкости и ее удельный вес. Это давление не зависит от объема резервуара и его формы и определяется по формуле:
Р = ( hmax - hmin ) • р,
где hmax, hmin - максимальный и минимальный уровень жидкости; р - удельный вес.
Обычно датчики гидростатического давления устанавливаются на боковой стенке резервуара вблизи дна. Возможна установка датчика в дно резервуара при условии доступа к нему во время монтажа и эксплуатации, а также при отсутствии возможности осаждения веществ, растворенных в жидкости, на мембране датчика.
Закрытые резервуары
В закрытых резервуарах давление над жидкостью Ризб оказывает влияние на результат измерения. Поэтому давление Ризб необходимо подать на датчик давления, соединив статическую полость датчика с объемом резервуара над жидкостью.
Для датчиков, укомплектованных индикаторными устройствами, погрешность индикации значений входной измеряемой величины не превышает ±1% от верхнего предела или диапазона измерений (нормируется при температуре (23±2)°С).
Датчик имеет электронное демпфирование выходного сигнала, которое характеризуется временем усреднения результатов измерений. Время усреднения результатов измерения увеличивает время установления выходного сигнала, сглаживая выходной сигнал при быстром изменении входного сигнала.
Значение времени демпфирования выбирается из ряда 0,2; 0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,4; 12,8; 25,6 с и устанавливается потребителем при настройке.
Электрическое питание датчиков Метран-100-Ех: МП, МП1 осуществляется от искробезопасных цепей барьеров (блоков), имеющих вид взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" (уровни "ia" или "ib", подгруппа взрывоопасной смеси НС ГОСТ Р51330.0}, максимальное выходное напряжение Uo <24 В, максимальный выходной ток l0 < 120 мА;
Технические характеристики
Измеряемые среды: жидкости
Диапазоны измеряемых давлений: минимальный 0-4 кПа; максимальный 0-250 кПа
Основная приведенная погрешность измерений до ±0,1%
Диапазон перенастроек пределов измерений до 25:1
Исполнения: обыкновенное; взрывозащищенное (Ех, Вн)
Выходной сигнал- аналоговый, 4-20 мА
Напряжение питания – 12-42 В.
Межповерочный интервал - 3 года
Гарантийный срок эксплуатации - 3 года
Датчик содержания сероводорода S4000Т (General Monitors) на основе микропроцессора предназначен для работы с металл-оксидными полупроводниковыми сенсорами. Процедура калибровки может проводиться одним оператором, и практически является автокалибровкой, поскольку состоит в активации магнитного переключателя и подачи на сенсор газа определенной концентрации (50% от выбранной шкалы измерения). Датчик предназначен для измерения концентрации сероводорода, а также индикации рабочего состояния и выдачи сигналов предупреждения и тревоги.
Электронный компонент датчика S4000Т находится во взрывозащищенном корпусе, благодаря чему полученная сенсором информация преобразуется непосредственно на месте установки сенсора. Датчик обеспечивает выходной сигнал 4-20 мА, пропорциональный измеренной сенсором концентрации в диапазоне от 0 до 100% выбранной шкалы измерения (0-20, 0-50 или 0-100 част./млн.).
Датчик S4000Т оснащен трехзначным цифровым дисплеем. Этот локальный дисплей обеспечивает непрерывное отображение измеренных величин газовой концентрации
Преимущества данного прибора по сравнению с аналогами:
Отображение данных о концентрации газа (част../млн.), кодах неисправности и калибровочной информации
Стандартный промышленный выход для передачи сообщений о наличии аварии и неисправности
Обеспечение полной информации о рабочем состоянии и возможность управления прибором с удаленного диспетчерского пункта
Более широкий спектр применений
Прямое подключение к местным устройствам оповещения
Простота управления и обслуживания
Уменьшение времени простоя за счет контроля состояния сенсора
Гибкость в выборе конфигурации установки
Технические характеристики
Диапазоны измерений: 0-20 част./млн., 0-50 част./млн., 0-100 част./млн
Повторяемость результата измерения: ±2 част./млн.
Время отклика: Т50<1мин
Аналоговый выход: 4-20 мА
Номинальное напряжение питания: +24VDC, 350мА макс.
Рабочий температурный режим: -40°С до +90°С
Относительная влажность: от 5% до 100%,
Код защиты: ЕЕх ем II Т5 (от -50°С до +55°С)
Масса: 2.5 кг
Тип интерфейса: RS-485
Для питания прибора используется внешний блок питания БП96
Метран-55-Ex-ДИ, 516 модель.
Датчики давления Метран-55-Ех, предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра в стандартный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.
Датчики Метран-55 предназначены для преобразования давления рабочих сред: жидкостей, газа (в т.ч. газообразного кислорода и кислородосодержащих газовых смесей при давлении не выше 16 МПа) и пара, неагрессивных к материалам контактирующих деталей (сталь 12Х18Н10Т и сплавВТ-9).
Датчики имеют как обыкновенное, так и взрывозащищенное исполнение.
Уровень взрывозащиты датчика определяется уровнем взрывозащиты применяемого вторичного устройства.
Датчики относятся к изделиям ГСП.
Датчики предназначены для работы с вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, работающими от стандартного входного сигнала 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20мА постоянного тока.
По устойчивости к механическим воздействиям датчики являются виброустойчивыми.
Верхний предел измерения – 10 МПа. Предел допускаемой основной погрешности – 0,5%.
Технические характеристики
Диапазоны измерений: 0,5 - 10 МПа
Аналоговый выход: 4-20 мА
Номинальное напряжение питания: (36±0,72)В
Рабочий температурный режим: -42…+70
Относительная влажность: от 5% до 100%,
Код защиты: ExiallCT4 X
Масса: 0.6 кг
Реле уровня РУК-304.
Назначение реле - контроль уровня жидких сред в технологических аппаратах.
Выходной сигнал реле - скачок тока при достижении номинального уровня. Маркировка взрывозащиты OExiaIICT5, что позволяет устанавливать его во взрывоопасных зонах всех классов. Реле соответствует требованиям, изложенным в ПБ 09-170-97 (ПАЗ). Реле выпускается с переменной длиной погружной части, которая оговаривается при заказе. Минимальная длина - 120 мм. Диаметр погружной части реле не превышает 24 мм. Тип регулирования - двухпозиционное. Агрессивность среды не должна превышать химическую стойкость стали 12Х18Н10Т и фторопласта Ф10.
Реле вворачивается в стенку емкости резьбовой частью корпуса (М27 х 1,5) и уплотняется прокладкой
Технические характеристики
Параметры контролируемой среды:
плотность - от 500 до 3000 кг/м3
вязкость - до 5 Па·с
давление - от 0 до 4,0 МПа
температура - от минус 50 до плюс 85 °С
Погрешность срабатывания - ±1 мм
Напряжение питания - от 7 до 30 В
Максимальный выходной ток - 24 мА
Масса (при длине погружной части 500 мм) - не более 1,2 кг
Реле давления РД (однопредельные, двухпредельные) предназначены для работы в системах контроля избыточного давления и разрежения для замыкания-размыкания электрической цепи посредством геркона при достижении заданного значения давления уставки.
Преимущества - чувствительный элемент (мембрана) и диски, контактирующие с контролируемой средой, изготовлены из сплавов 36НХТЮ и 12X18Н1 ОТ соответственно, что обеспечивает высокую коррозионную стойкость реле.
Технические характеристики
Контролируемая среда: газ, жидкость
Диапазон уставок от минус 90 до 1600 кПа
Одна или две независимые плавно регулируемые уставки
Пределы допускаемой основной погрешности срабатывания реле:
избыточного давления - не более ±1% от верхнего предела диапазона уставок;
Зона возврата - регулируемая для реле: избыточного давления - не более 10% от верхнего предела диапазона уставок;
Нагрузка - активно-индуктивная
Напряжение питания - от 7 до 30 В
Максимальный выходной ток - 24 мА
Для связи электрической части системы автоматизации с пневматическими отсечными клапанами применяются электропневматические реле Р-50А.
Технические характеристики
Входной сигнал − дискретный электрический 24В постоянного тока
Выходной сигнал: пневматический сигнал: логический 0 – (- 35 кПа)
логическая 1 – (110-140 кПа)
Максимальное давления воздуха – 0,6 МПа
Условный диаметр присоединительных трубопроводов –
Габаритные размеры 120х60х60 мм
Масса
Для связи электрической части системы автоматизации с пневматическими исполнительными механизмами применяются электропневматические преобразователи ЭП-0030.
Технические характеристики
Входные сигналы − унифицированный токовый сигнал 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА
Выходной сигнал – пневматический, давление воздуха – 20-100 кПа
Класс точности – 1,0
Питание – воздух: давление – 140 кПа, расход – 2 л/мин
Исполнение – коррозионно-стойкое, в том числе при содержании в атмосфере сероводорода до 100 мг/м3
Установленная безотказная наработка – не менее 8000 часов
Прибор предназначен для монтажа в производственных условиях.
Областью применения блока питания постоянного тока БП96 являются системы управления, регулирования, защитной автоматики.
Блок питания с реле предназначен для:
Преобразования сетевого напряжения ~220В в стабилизированное напряжения 24 или 36В и питания датчиков с унифицированным выходным токовым сигналом.
Обеспечения стабилизированным напряжением постоянного тока электронных приборов;
Сопряжения низковольтных слаботочных дискретных выходов приборов автоматики с силовой автоматикой и системами управления, работающих при напряжении ~220В;
Технические характеристики
Напряжение питания: 170...270В
Частота: 50 (+-1%) Гц
Ток потребления: 0,015А
Выходное напряжение: 36В или 24В
Выходной ток: 0,1 А
Нестабильность выходного напряжения, не более: 4мВ
Количество запитываемых приборов от одного БП: 1
В качестве управляющей ЭВМ используется IBM PC совместимый компьютер с цветным 15’’ дисплеем.
Основные характеристики рабочей станции:
- процессор PENTIUM III,
- тактовая частота процессора 1,5 ГГц;
- цветной 15’’ дисплей на электронно-лучевой трубке;
- разрешение дисплея 1024х768 пикселов;
- 8 слотов для интерфейсных плат;
- мембранная клавиатура на 101 клавишу;
3.4.Разработка принципиальной электрической схемы.
На основании функциональной схемы автоматизации с учётом выбранных приборов и средств автоматизации разработана принципиальная электрическая схема регулирования, управления и блокировки.
Рассмотрим работу схемы автоматического регулирования.
Для поддержания расхода регенерированного ДЭА в абсорбер на нужном значении используется одноконтурная система автоматического регулирования расхода, которая работает следующим образом. Датчик расхода B1N измеряет расход ДЭА и преобразует его в стандартный электрический сигнал постоянного тока. Сигнал с контакта 1 преобразователя поступает по соединительной линии на контакт 3 блока питания U4. Стандартный токовый сигнал в диапазоне 4-20 мА снимается с контактов 4 блока питания и 2 преобразователя и поступает на контакты 1 и 2 модуля аналогового ввода А3.1Z многоканального цифрового измерительного преобразователя-контроллера. В преобразователе-контроллере программным путём реализован регулятор расхода. Вырабатываемое регулятором воздействие через контакты 1, 2 модуля аналогового вывода А4.1Z преобразователя-контроллера поступает на электропневматический преобразователь А6Y и далее на пневматический исполнительный механизм.
Для регулирования качества обессеренного газа (содержание в нём сероводорода) используется комбинированная система автоматического регулирования концентрации сероводорода, которая работает следующим образом.
Газоанализатор B3N измеряет содержание сероводорода в обессеренном газе на выходе из абсорбера и преобразует его в стандартный электрический сигнал постоянного тока в диапазоне 4-20 мА. Сигнал с контакта 2 блока зажимов газоанализатора и контакта 2 блока питания поступает по соединительной линии на контакты 5 и 6 модуля аналогового ввода A3.1Z многоканального цифрового измерительного преобразователя-контроллера. Величина содержания сероводорода поступает в регулятор концентрации, который реализован программным путём в преобразователе-контроллере.
В этот регулятор также поступает сигнал с компенсатора возмущения, реализованного программным путём в преобразователе-контроллере. В качестве возмущения выступает изменение расхода сырого газа на входе в абсорбер. Информация о расходе сырого газа в абсорбер поступает с контактов 1 датчика расхода B2N и 5 блока питания на контакты 3 и 4 модуля аналогового ввода А3.1Z. Питание с контакта 6 источника поступает на контакт 2 датчика. Стандартный токовый сигнал в диапазоне 4-20 мА снимается с контактов 8 и 10 блока питания и поступает на контакты 3 и 4 модуля аналогового ввода А1.1Z многоканального цифрового измерительного преобразователя-контроллера.
Вырабатываемое регулятором концентрации сероводорода воздействие через контакты 3, 4 модуля аналогового вывода А1.3Z преобразователя-контроллера поступает на электропневматический преобразователь А2Y и далее на пневматический исполнительный механизм.
Рассмотрим работу схемы автоматической блокировки.
Сигнады с реле уровня, давления и концентрации поступают на бло дискретного ввода программируемого контроллера A1.1Z Сигналы на исполнительные механизмы снимаются с контактов 1 – 16 модуля дискретного вывода А2.1Z многоканального цифрового измерительного преобразователя-контроллера и поступают на контакты обмоток электропневматических реле Y1A – Y5A. Также предусмотрена возможность ручной блокировки отдельных участков технологического аппарата.
Питание многоканального цифрового измерительного преобразователя-контроллера осуществляется от сети переменного тока 220В 50 Гц через блок питания U1. Напряжение переменного тока 220В 50 Гц через автоматический выключатель SF1 подается на контакты 1 и 2 блока питания, с контактов 3 и 4 снимается пониженное напряжение постоянного тока 24В, которое подается на контакты 17 и 18 модулей ввода-вывода многоканального цифрового измерительного преобразователя-контроллера.
Заключение
Целью данного проекта являлась комплексная автоматизация установки очистки газов от кислых компонентов У-272 АГПЗ.
Была разработана распределённая АСУ ТП установки сероочистки, состоящая из первичных преобразователей, программируемого логического контроллера (ПЛК) FP0, ЭВМ и исполнительных устройств. В результате анализа проектируемой системы была показана целесообразность её использования.
Были созданы электрическая и функциональная схемы автоматизации, представленные в документах КП-220301-018-2006-01 и КП-220301-018-2006-02
Список литературы.
1. Методические указания для курсового проектирования по ПСА для специальности 210200 /АГТУ, кафедра АТП – Астрахань, 1999.
2. Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. М., 1980г.
3. Голубятников В.А. Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. –Москва: «Химия», 1985.
4. Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии. А. Н. Плановский. П. И. Николаев. –Москва: «Химия». 1987.
5. Автоматизация технологических процессов пищевых производств. //Под ред. Карпина Е.Б. –Москва: «Пищевая промышленность», 1977.
6. Регламент установки У-272.
