Аннотация

Целью модернизации системы управления процессом является повышение технико — экономических показателей работы технологического оборудования за счет усовершенствования системы контроля и управления, направленного на достижение оптимальных режимов работы объекта за счет заданной точности поддержания технологического регламента в любых условиях производства при соблюдении надежной безаварийной работы оборудования и требований взрыво и пожаро безопасности.

Эффективность работы оценивается значением критерия управления — показателем, характеризующим функционирование технологического объекта управления в целом и принимающим числовые значения в зависимости от возмущающих и управляющих воздействий.

Для установки производства этилена в качестве критерия управления ставится следующая задача управления процессом: получение целевого продукта заданного качества с минимальными энергозатратами при обеспечении безаварийности и пожаро — взрыво — безопасности производства.

Advertisement
Узнайте стоимость Online
  • Тип работы
  • Часть диплома
  • Дипломная работа
  • Курсовая работа
  • Контрольная работа
  • Решение задач
  • Реферат
  • Научно - исследовательская работа
  • Отчет по практике
  • Ответы на билеты
  • Тест/экзамен online
  • Монография
  • Эссе
  • Доклад
  • Компьютерный набор текста
  • Компьютерный чертеж
  • Рецензия
  • Перевод
  • Репетитор
  • Бизнес-план
  • Конспекты
  • Проверка качества
  • Единоразовая консультация
  • Аспирантский реферат
  • Магистерская работа
  • Научная статья
  • Научный труд
  • Техническая редакция текста
  • Чертеж от руки
  • Диаграммы, таблицы
  • Презентация к защите
  • Тезисный план
  • Речь к диплому
  • Доработка заказа клиента
  • Отзыв на диплом
  • Публикация статьи в ВАК
  • Публикация статьи в Scopus
  • Дипломная работа MBA
  • Повышение оригинальности
  • Копирайтинг
  • Другое
Прикрепить файл
Рассчитать стоимость

Для реализации данной задачи необходимо:

— проанализировать установки производства;

— разработать и обосновать модернизированную функциональную схему системы управления производством этилена с целью повышения качества регулирования;

— разработать структуру АСУ ТП и её техническое обеспечение современными средствами автоматизации, обосновать их выбор;

— провести анализ работоспособности проектируемой АСУ ТП.

Содержание

Введение

1. Характеристика установки пиролиза ЭП-60

1.1 Описание технологического процесса

1.2 Основные характеристики и особенности технологического объекта

2. Анализ существующей системы автоматизации технологического процесса

2.1 Анализ организационно — технической структуры

2.2 Анализ существующей системы автоматизации

2.3 Вывод по необходимости модернизации системы

3. Разработка системы управления технологическим процессом

3.1 Схема автоматизации узла.

3.2 Разработка структурной схемы системы автоматизации.

3.3 Разработка и описание функциональной схемы автоматизации технологического объекта управления.

3.4 Обоснование выбора и описание технических средств автоматизации.

3.5 Обоснование выбора микропроцессорных систем.

3.6 Архитектура системы управления.

Заключение

Список использованных источников

 

Внимание!

Это ОЗНАКОМИТЕЛЬНАЯ ВЕРСИЯ работы №3603, цена оригинала 500 рублей. Оформлена в программе Microsoft Word.

ОплатаКонтакты.

Введение

Развитие химической промышленности за последние несколько лет достигло больших результатов, этому в значительной степени способствовало повышение уровня автоматизации производственных процессов.

С повышением давлений, температур и скоростей химических реакций, ручной труд даже на механизированном производстве просто не мыслим. В таких условиях рабочий часто не в состоянии своевременно воздействовать на процесс, в случае его отклонения от нормы.

Под автоматизацией понимают применение методов и средств автоматизации для управления производственными процессами. Понятие управления производственными процессами, подразумевает целенаправленные воздействия на этот процесс, который обеспечивает оптимальный или заданный режим его работы.

В механизированном технологическом процессе человек продолжает принимать непосредственное участие, но его физическая работа сводится

лишь к нажатию кнопок, поворота рычагов. Здесь на человека возложены функции управления машинами.

Цель исследования — обеспечение бесперебойной работы установки ЭП-60, быстрое и точное получение информации о ходе технологического процесса и о состоянии технологического оборудования, повышение эффективности производительности, улучшение экономических показателей производства.

1 Характеристика установки пиролиза ЭП-60

1.1 Описание технологии производства этилена

В настоящее время ЗАО «СИБУР-Химпром» является одним из крупнейших предприятий отечественной нефтехимии, которое, специализируется на переработке жидких углеводородов. Качество продукции организации отвечает высоким мировым стандартам.

В состав предприятия входят газофракционирующая установка (ГФУ), блоки ЭП-60 и производства МТБЭ. ЗАО «СИБУР-Химпром» выпускает сжиженные углеводородные газы, этилен, пропилен, бутиловые спирты, 2-этилгексанол, этилбензол, стирол.

Этилен и пропилен являются важнейшими мономерами промышленного органического синтеза. На основе этилена осуществляется промышленное производство этанола, этилбензола, окиси этилена, полиэтилена, дихлорэтана, и многих других химических продуктов. Пропилен в больших количествах используется для получения изопропилбензола, полипропилена, изопропилового спирта, окиси пропилена, глицерина. Поэтому производство низших олефинов осуществляется в крупных масштабах и непрерывно растет.

В состав установки ЭП-60 входит узел получения этилена, который подробнее рассмотрим в данной работе.

Этилен — легкий бесцветный газ со слабым эфирным запахом, переходящий в сжиженное состояние в условиях низкой температуры и высокого давления.

Печи пиролиза работают при 830 — 850 °С и времени контакта 0,4 с. Производительность одной печи по этилену составляет 60 — 80 тыс. т/год.

Исходное сырье подогревается в конвекционной камере печи и после смешения с паром подается двумя потоками в пирозмеевики. Температура на выходе из пирозмеевика 840 °С. Выходящий из печи пирогаз с целью предотвращения нежелательных побочных реакций должен быть охлажден до 400 °С. Закалку пирогаза проводят в специальных закалочно — испарительных аппаратах, в которых генерируется пар высокого давления, используемый для привода пирогазовых компрессоров. Закалочно — испарительный аппарат представляет собой кожухотрубчатый теплообменник, по трубкам которого проходит пирогаз, а в межтрубном пространстве циркулирует вода, кипящая под давлением 6 — 12 МПа. На выходе из закалочно — испарительного аппарата пирогаз охлаждается до 200 °С, за счет впрыска тяжелого масла и поступает в низ колонны десорбера, орошаемой пиробензином. Наверху колонны за счет испарения пиробензина температура снижается до 120°С. Далее пирогаз поступает в колонну контактного охлаждения, орошаемую водой, имеющей температуру 30°С. Здесь происходит конденсация паров воды и основной массы углеводородов выше С6. Конденсат разделяется в фазовом сепараторе. Пирогаз с верха колонны поступает в отделение компремирования.

Компремирование пирогаза до давления 4 МПа проводится на трех- или четырехступенчатых машинах с промежуточным охлаждением и выводом образующегося конденсата. После второй ступени компремирования проводят очистку пирогаза от кислых примесей (двуокиси углерода и сернистых соединений) щелочной промывкой. После последней ступени компрессии пирогаз сушат до точки росы -70 °С на цеолитах. После этого он поступает в блок выделения метана и водорода.

Пирогаз охлаждается до -60 °С и подается в деметанизатор, температура верха которого поддерживается на уровне -100°С для создания метановой флегмы.

Верхний продукт деметанизатора последовательно охлаждается до: -120, -150 и -170°С за счет дросселирования с промежуточной сепарацией. При этом выделяется 90 — 95 % водород и метан. Поскольку водород далее используется для гидрирования ацетиленистых соединений, его подвергают очистке от примеси окиси углерода метанированием на никелевых катализаторах, во время которой гидрируются и микропримеси кислорода.

Рисунок 1. «Структура типового производства этилена».

Затем водород сушат от образовавшихся примесей воды на цеолитах. Продукт деметанизатора поступает в деэтанизатор, где при давлении 2,6 МПа и температуре верха -12 °С выделяется ЭЭФ с примесями ацетилена. Ацетилен удаляют селективным гидрированием в реакторе, на никель — хромированных катализаторах. Поскольку с водородом, подаваемым на гидрирование, в ЭЭФ попадает некоторое количество метана, то перед окончательным выделением этилена на колонне, работающей при 2,0 МПа и температуре верха -30 °С, с верха этиленовой колонны проводят отдувку метана, а этилен отбирают в виде бокового погона с пятой и шестой тарелки.

1.2 Основные характеристики и особенности технологического объекта

В качестве объекта управления принят узел получения этилена, состоящий из резервуаров Е-206 и Е-213,теплообменников Т-235, Т-230/1, Т-230/2, Т-230,Т-242, Т-226,насосы Н-209/1 и Н-209/2. Также установлены ректификационные колонны К-207 и К-206.

Для узла получения этилена, в качестве критерия управления ставится следующая задача управления процессом — получение на выходе этилена заданного качества с минимальными энергозатратами: по пару, по оборотной воде при обеспечении безаварийности и пожаровзрывобезопасности производства.

Технологический процесс получения этилена относится к пожаро и взрывоопасным производствам. Взрывоопасность производств в наибольшей степени обусловлена физико — химическими свойствами применяемого сырья, конечных и побочных продуктов. По пожарной опасности наружная установка получения этилена принадлежит к категории «АН» (согласно НПБ 105-03), а помещение операторной к категории «Г» (согласно НПБ-105-03). Согласно ПУЭ класс пожароопасной зоны: наружной установки В-1г, операторной П-IIВТ2.

При управлении процессом особое внимание следует обратить на внешние возмущающие воздействия, так как они поступают в объект чаще, чем внутренние, нередко имеют ступенчатый характер, большую амплитуду изменения и в ряде случаев могут быть устранены до поступления в объект.

В объекте имеют место такие возмущения, как изменение начальных параметров реагентов (расход, температура, давление, состав), а также теплоносителей, изменение свойств теплопередающих поверхностей, осаждение веществ на стенках, изменение свойств катализатора. Кроме того, на технологический режим узла, влияют колебания температуры атмосферного воздуха.

Поэтому для решения задачи управления принимаем СУ на основе микропроцессорной технике.

Поскольку затраты являются одной из самых существенных составляющих в себестоимости продукции, целью проекта автоматизации установки является оптимальное управление, которым подчиняются задачи автоматического регулирования отдельных параметров.

2 Анализ существующей системы автоматизации установки пиролиза

2.1 Анализ организационно — технической структуры

В производстве реализована распределенная структура управления процессом, основанная на использовании локальных одноконтурных автоматических системах регулирования. Эти системы выполняют следующие функции:

-сбор и первичная обработка информации от датчиков;

-регистрация и индикация показаний датчиков;

-автоматическое и ручное управление параметрами процесса;

-сигнализация и блокировка вышедших за пределы параметров;

АСУ ТП завода реализует информационные функции:

-средние значения в смену, сутки, месяц;

-суммарное значение параметров за смену, сутки, месяц;

-расчеты технико-экономических показателей.

На производстве используются приборы и средства автоматизации фирмы «Rosemount» которые отвечают требованиям современного управления, используют аналоговые и дискретные электрические унифицированные сигналы для передачи информации:

— термометр сопротивления ТСП с градуировкой 50П;

— датчики расхода модели F-BA;

— датчики давления и уровня модели E-BA;

Датчики расхода, давления, уровня, используют аналоговый электрический сигнал 4-20 мА, для питания используются провода для передачи сигнала, напряжение питания 24 В.

Заменяемые вентильные блоки позволяют устанавливать эти датчики на давления от 1 до 265 кг/см2.

Приборы, использующиеся в данной разработке, обладают рядом преимуществ: высокая точность, быстродействие, простата настройки. Но система управления недостаточна гибка, чтобы решать оптимизационные задачи, недостаточно быстра для решения многоконтурных задач.

Приборы контроля и сигнализации вынесены на центральный щит.

В качестве регулирующих устройств используются пневматические клапана фирмы «MASONEILAN» с пневматическими позиционерами и пневматические клапана CAMFLEX II.

2.2 Анализ существующей системы автоматизации

Существующая система автоматического управления создана по иностранному проекту и не учитывает отечественной организации производства. Она реализована на локальных одноконтурных системах регулирования. Несущий информационный сигнал 4-20 мА постоянного тока, что на время разработки системы являлось большим шагом вперед по сравнению с отечественными системами, использовавшими пневматические сигналы.

Приборы используют различную градуировку шкал, и она не всегда даёт достаточную информацию, что затрудняет работу оперативного персонала. Существующая система блокировок и защит достаточно эффективна, но приводит к немедленному останову и невозможности быстрого пуска. Используется большое количество ручного дистанционного управления. Проблемы возникают с устаревшими вторичными приборами КИП:

— низкие метрологические характеристики;

— истекший срок службы;

— механический износ подвижных частей.

Существующая система автоматизации не реализует функции верхних уровней управления, слабо используется многосвязное управление, что приводит к большому участию оперативного персонала, склонному к субъективным ошибкам.

Некоторые параметры контроля и регулирования, выбраны таким образом, что не всегда обеспечивается качественное управление процессом.

Отсутствие приборов качественного анализа, а точнее невозможность их использования, вследствие их износа и невозможностью правильной работы, привело к большому запаздыванию внесения регулирующих воздействий и пересмотру уставок регулирования. Это привело к снижению оперативности в управлении качеством.

Вследствие частых отказов и нестабильной работы оборудования в последнее время часто возникает потеря важных технологических и технико-экономических показателей, снизилась надёжность системы управления, что в конечном итоге может привести к инцидентам и авариям.

2.3 Вывод по необходимости модернизации системы

После анализа существующей системы управления на производстве приходим к следующим результатам:

настоящая система управления не удовлетворяет нормам и требованиям, предъявляемым к современным производствам, управлению и эксплуатации;

в результате физической и моральной изношенности оборудования невозможно дальнейшее наращивание производства, улучшения качества выпускаемой продукции;

Основным направлением модернизации существующей САУ является модернизация схемных методов регулирования, использование приборов электрической системы, имеющих малую погрешность и большое быстродействие, а так же применение АСУ ТП.

3 Разработка системы управления технологическим процессом

3.1 Схема автоматизации узла

(ссылка на схему ГЧ лист1)

1)Автоматический контроль параметров:

температуры пропилена в трубопроводе из Т-235, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 101;

температуры МЭФ в колонне К-207, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 102;

температуры этана, этилена и метана в К-207, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 103;

температуры ЭЭФ в К-207, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 104;

температуры МЭФ в трубопроводе после Е-213, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 105;

температуры пропилена в трубопроводе после Т-213, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 106;

температуры этилена в трубопроводе на орошение К-206, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 107;

температуры этилена в К-206, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 108;

температуры этилена в К-206, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 109;

температуры этана в К-206, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 110;

температуры этана в трубопроводе после Т-230/1,2, по месту устанавливается термометр сопротивления RM, позиция ТЕ 111

давления газа в К-207, по месту устанавливает EJA530A, позиция РТ 201;

давления газа в К-207, по месту устанавливается датчик избыточного давления с цифровым индикатором EJA530A, позиция РТ 202;

давления МЭФ в К-206, по месту устанавливается датчик избыточного давления с цифровым индикатором EJA530A, позиция РТ 208;

давления МЭФ в К-206, по месту устанавливается датчик избыточного давления с цифровым индикатором EJA530A, позиция РТ 209;

расхода МЭФ (жидкого) в трубопроводе от Е-213, по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция FT 401;

расхода этилена (жидкого) в трубопроводе от Е-206 на склад, по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция FT 403;

расхода этилена (газообразного) в трубопроводе от Е-206 к потребителю, по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция FT 405;

расхода ЭЭФ в трубопроводе от К-207 к К-206, по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция FT 406;

загазованности в зоне Е-206, по месту устанавливается анализатор кислорода ОХ102, позиция QI 501;

загазованности в зоне К-206, по месту устанавливается анализатор кислорода ОХ102, позиция QI 502;

загазованности в зоне Т-231, по месту устанавливается анализатор кислорода ОХ102, позиция QI 503.

Давление МЭФ в трубопроводе нагнетания Н-209/1, по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция РТ 203;

Давление МЭФ в трубопроводе всоса Н-209/2, по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция РТ 204;

Давление этилена в трубопроводе от К-206 к потребителю, по месту устанавливается датчик избыточного давления с цифровым индикатором EJA530A, позиция РТ 207;

Уровень этилена в Т-230/2, по месту устанавливается буйковый преобразователь уровня серии 12300, позиция LT 311;

2) Автоматическое регулирование параметров:

Давление МЭФ в трубопроводе в Е-213, по месту устанавливается датчик избыточного давления с цифровым индикатором EJA530A, позиция РТ 205;

Давление этилена в трубопроводе в Е-206, по месту устанавливается датчик избыточного давления с цифровым индикатором EJA530A, позиция РТ 206;

Дровень пропилена в Т-234, по месту устанавливается буйковый преобразователь уровня серии 12300, позиция LT 301;

Уровень этана, этилена и метана в К-207, по месту устанавливается буйковый преобразователь уровня серии 12300, позиция LT 302;

Уровень пропилена в Т-235, по месту устанавливается буйковый преобразователь уровня серии 12300, позиция LT 303;

Уровень ЭЭФ в Е-213, по месту устанавливается буйковый преобразователь уровня серии 12300, позиция LT 304;

Уровень пропилена в Т-231, по месту устанавливается буйковый преобразователь уровня серии 12300, позиция LT 307;

Уровень этилена в Е-206, по месту устанавливается буйковый преобразователь уровня серии 12300, позиция LT 308;

Уровень этилена в Т301/1, по месту устанавливается буйковый преобразователь уровня серии 12300, позиция LT 309;

Уровень ЭЭФ в К-206, по месту устанавливается буйковый преобразователь уровня серии 12300, позиция LT 310;

Расход МЭФ (газообразного), по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция FT 402;

Расход этилена (жидкого), по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция FT 404.

3) Автоматическую защиту и сигнализацию :

По уменьшению уровня МЭФ на выкиде Н-209/1, по месту устанавливается вибрационный сигнализатор уровня VEGASWING 61, позиция LT 305;

По уменьшению уровню МЭФ на выкиде Н-209/2, по месту устанавливается вибрационный сигнализатор уровня VEGASWING 61, позиция LT 306;

По повышению уровню этилена в Т-231 и Е-206, по месту устанавливаются конечные выключатели, позиция HZSH 312 и HZSL 312.

4) Автоматическое управление параметрами:

Давление МЭФ в трубопроводе от К-206, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция PV 205;

Давление этилена в трубопроводе из Е-206, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция PV 206;

Уровень пропилена в Т-234, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция LV 301;

Уровень ЭЭФ в кубе К-207, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция LV 302;

Уровень пропилена в Т-235, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция LV 303;

Уровень МЭФ в К-207, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция LV 304;

Уровень пропилена в Т-231, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция LV 307;

Уровень этилена в Е-206, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция LV 308;

Уровень этилена в Т-230/1, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция LV 309;

Уровень этана в К-206, по месту устанавливается электропневматический позиционер 3582i, позиция LV 310.

Расход МЭФ (газообразного), по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция FV 402;

Расход этилена (жидкого), по месту устанавливается датчик дифференциального давления с цифровым индикатором EJA110A, позиция FV 404.

3.2 Разработка структурной схемы системы автоматизации

В качестве управляющей системы выбираем интегрированную систему управления производством «CENTUM VigilantPlant R 5.03» японской фирмы «YOKOGAWA». Все приборы, участвующие в управлении процессом, предлагается выбрать марки этой же фирмы, так как все их показатели соответствуют требованиям, предъявляемым к современному ведению технологическим процессом.

VigilantPlant — концепция системы автоматического управления и контроля для безопасной, надежной и прибыльной эксплуатации производств. Концепция нацелена на развитие текущего состояния до совершенного производства, где персонал завода осторожен и внимателен, хорошо осведомлен и готов предпринять все необходимые действия, направленные на оптимизацию производства и эффективности бизнеса. Достигнуть этого можно только совершенным управлением, обеспечивающим непрерывную надежную работу

АСУ ТП должна способствовать выполнению основной задачи управления процессом. Система обеспечивает централизованный контроль работы технологических агрегатов, сигнализацию отклонений параметров от норм, дистанционное управление исполнительными механизмами, регулирование отдельных технологических параметров, защиту технологического процесса и оборудования при возникновении аварийных ситуаций, формирование и печать протокола нарушений и сообщений, формирование и печать отчётных документов.

Исходя из основной задачи управления технологическим процессом, предлагаю использовать трехуровневую распределенную систему управления.

Структурная схема данной системы разбивается на 3 уровня:

1) уровень датчиков и исполнительных механизмов;

2) уровень контроллеров;

3) уровень ЭВМ.

Уровень датчиков и исполнительных механизмов.

На этом уровне реализуются следующие функции:

1) непрерывное измерение технологических параметров;

2) первичная обработка информации;

3) передач полученной информации о состоянии технологического объекта на следующий уровень в аналоговом виде.

Первичная обработка включает в себя следующие операции:

1) линеаризация выходных сигналов датчиков с нелинейными или слабо линейными характеристиками и их масштабирование;

2) фильтрация выходных сигналов датчиков от высокочастотных помех, искажающих полезный сигнал;

3) проверка исходной информации на достоверность и коррекция

результатов измерений.

 

На уровне датчиков предлагается использовать интеллектуальные датчики. Тенденция их развития, связанная с расширяющимися возможностями встроенных в них микропроцессоров, заключается в

передаче им от контроллеров всё большего числа простейших типовых функций контроля и управления.

Уровень контроллеров.

Это специализированная сеть микропроцессорных контроллеров РСУ и ПАЗ, ориентированная на автоматизированное управление производственными процессами в режиме реального времени и выполняющая следующие функции:

1) сбор информации с нижнего уровня;

2) обнаружение отклонений текущих значений параметров за пределы допускаемых значений, сигнализация и регистрация при их наличии;

3) расчет оптимальных значений технологических параметров;

4) расчет не измеряемых величин и обобщенных показаний;

5) реализация сложных законов управления и осуществление оптимального управления процессом по критериям управления;

6) формирование управляющих воздействий по законам регулирования, с целью стабилизации параметров;

7) обмен информацией с рабочими станциями промышленного исполнения;

8) прием управляющих воздействий от рабочих станций и выдача их на исполнительные механизмы;

9) непрерывный самоконтроль в процессе работы и подробная самодиагностика при обнаружении неисправностей;

11) ведение информационной базы данных.

Уровень ЭВМ.

Рабочие станции промышленного исполнения включают станцию оператора и станцию инженера.

Станция оператора выполняет следующие функции:

— управление в реальном масштабе времени технологическим процессом;

— визуализация состояния технологического оборудования в удобном для восприятия и анализа виде (графики, мнемосхемы, гистограммы, таблицы, тренды), ведение базы данных, обработку данных;

— автоматическое и ручное управление технологическим процессом;

— сигнализация отклонений параметров от регламентных норм;

— расчет технико-экономических показателей;

— контроль за работоспособным состоянием системы ПАЗ, регистрация срабатывания системы ПАЗ;

— самодиагностика;

— формирование и выдача протокола нарушений и сообщений.

Станция инженера выполняет следующие функции:

— задание уставок блокировки;

— дистанционная настройка регуляторов, установка диапазонов датчиков;

— отладка программ, настройки мнемосхем, трендов;

— связь с другими системами автоматизации;

— защита баз данных и программного обеспечения от несанкцио-нированного доступа.

В комплект рабочих станций входят печатающее устройство, сенсорные экраны, соединяющие устройства (контроллеры интерфейсов, модемы), источники бесперебойного питания, звуковые устройства, накопители информации.

Связь между уровнем датчиков и уровнем контроллеров АСУ ТП должна осуществляться электрическим способом, с помощью аналоговых и дискретных сигналов.

Связь между уровнем контроллеров и уровнем рабочих станций промышленного исполнения должна осуществляться кодовым способом посредством специализированных промышленных компьютерных сетей обеспечивающих полный цикл обмена данными между компонентами в пределах одной секунды. Связь во время управления процессом между контроллерами должна работать в режиме односторонней передачи информации ПАЗ к РСУ.

Уровень рабочих станций промышленного исполнения АСУ ТП должна иметь программные и аппаратные средства для подключения к информационно — управляющей системе завода, организованной на базе протокола Ethernet.

АСУ ТП должна быть ориентирована на работу в жёстком реальном времени, то есть быть предсказуемой и обеспечивать выполнение всех функций точно в срок.

Система должна иметь возможность оперативного конфигурирования прикладного программного обеспечения на отдельной инженерной станции без нарушения работоспособности системы, кроме того, система должна быть резервируема и полностью автономна.

Функционирование системы должно быть рассчитано на круглосуточный режим работы, с остановкой на профилактику не чаще чем 1 раз в год в период капитального ремонта.

Технические средства ПАЗ должны быть резервированы. При выходе из строя, какого — либо из блоков, система ПАЗ должна автоматически переходить на резервный блок с выдачей соответствующего сообщения.

Должна быть предусмотрена возможность замены неисправных модулей в оперативном режиме работы системы ПАЗ.

3.3 Разработка и описание функциональной схемы автоматизации технологического объекта управления

Функциональная схема автоматизации разрабатывается на основе действующих инструкций и технологического регламента, заказной спецификации на приборы и средства автоматизации, контроллера и сигналов ввода/вывода, соблюдая нормы и требования, предъявляемые к проектированию функциональных схем.

В качестве параметров контроля выбираем необходимые при пуске, останове и эксплуатации установки, которые дают наиболее полное представление о процессе, при минимальном их количестве. Параметры регулирования выбираем из тех параметров, которые активно влияют на показатели эффективности и на критерий управления процессом.

Повышение качества переходных процессов и повышение качества регулирования возможно за счет усложнения структурных схем регулирования.

Выбор и построение системы ПАЗ осуществляется на основе требований федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору ПБ 09-170-97 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств»:

1. Надёжность и время срабатывания систем ПАЗ определяется с учётом требований технологической части проекта. При этом учитывается категория взрывоопасности технологических блоков, входящих в объект, и время развития возможной аварии. Время срабатывания систем защиты должно быть таким, чтобы исключить опасное развитие процесса.

2. Выбор систем ПАЗ технологических объектов и её элементов осуществляется исходя из условий обеспечения её работы при выполнении требований при эксплуатации, обслуживанию, и ремонту в течение всего межремонтного пробега защищаемого объекта. Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ.

3. Системы ПАЗ и управления технологическими процессами должны исключать их срабатывание от случайных и кратковременных сигналов нарушения нормального хода технологического процесса, в том числе и в случае переключений на резервный или аварийный источник питания.

4. Надёжность системы ПАЗ обеспечивается аппаратурным резервированием различных типов, временной и функциональной избыточностью и наличием систем диагностики и самодиагностики. Достаточность резервирования и его тип обосновывается разработчиком проекта.

5. Надежность контроля параметров, определяющих взрывоопасность процесса, на объектах с технологическими блоками I и II категорий взрывоопасности обеспечивается дублированием систем контроля параметров, наличием систем самодиагностики с индикацией рабочего состояния, с сопоставлением значений технологически связанных параметров.

Система ПАЗ CENTUM VP обеспечивает двойное резервирование платы процессора устройства FCU путем использования системы дублированного сравнения по принципу «пара + резерв». Эта система предлагает решение нескольких проблем, которые не могут быть разрешены в рамках традиционных систем с двойным резервированием:

— устранение ошибок в текущих вычислениях. Если возникает ошибка в текущих вычислениях вследствие электрических помех или в начальной стадии отказа системы, то схема сравнения обнаруживает ошибку путем сравнения результатов вычислений, получаемых от обоих центральных процессоров. Если результаты отличаются, то активная плата процессора и плата процессора, находящегося в резерве, меняются местами.

— безударный переход на резервную плату. Плата постоянно ведет контрольные вычисления синхронно с основной платой процессора. Это обеспечивает плавную передачу данных от основной платы процессора к плате резервного. Это дает возможность пользователю сконцентрироваться на прикладных задачах управления технологическим процессом, не обращая внимания на саму систему.

— высокая надежность. Плата процессора установлена как на левой, так и на правой сторонах. Одна работает в качестве основного процессора, другая – в качестве резервного. Когда плата процессора обнаруживает и исправляет вычислительную ошибку, она передает управление следующим образом:

1) плата процессора имеет 2 центральных процессора, каждый из которых выполняет одинаковые вычисления. Схема сравнения сравнивает результаты вычислений, получаемые от обоих процессоров в течение всего времени вычислений. Если результаты, полученные обоими центральными процессорами, совпадают, управление вычислением считается правильным, и данные посылаются в блок основной памяти или на плату интерфейса шины. Блок основной памяти с кодом обнаружений и исправления ошибок (ECC) исправляет обнаруженные ошибки инвертирования разрядов для предотвращения серьезных ошибок в запоминающем устройстве.

2) Если результаты вычислений центральных процессоров не совпадут, управление вычислительным процессом считается неправильным и управление передается резервной плате процессора.

3) Благодаря синхронному выполнению одних и тех же вычислительных операций вместе с основной платой процессора, резервный процессор немедленно передает вычисленные данные для управления на шинный интерфейс.

4) Плата процессора, на которой была обнаружена погрешность в вычислениях, производит самодиагностику. Если все нормально, то вычислительная ошибка признается случайной и статус ненормальной работы изменяется на статус резервного режима. Резервный процессор выполняет контрольные вычисления, синхронизируя свою работу с управляющим процессором.

 

3.4 Обоснование выбора и описание технических средств автоматизации

При выборе производителя технических средств автоматизации руководствуемся следующими основными принципами, предъявляемые к средствам автоматизации:

— надёжность средств автоматизации;

— простота обслуживания;

— опыт работы на российском рынке фирмы — производителя;

— набор выполняемых функций.

Полевые приборы КИПиА, участвующие в управлении процессом, выбираем фирмы «YOKOGAWA», так как по оценкам независимых специалистов данные датчики являются лучшими в плане их надежности, точности и быстродействия. Это интеллектуальные датчики, имеющие ряд преимуществ: углубленную диагностику непосредственно в датчике, позволяющую быстро определить неисправность; возможность перенастройки шкалы измерения без снятия прибора и без останова технологического процесса непосредственно из рабочей станции; более точные показания благодаря применению числовых вычислений для компенсации нелинейности чувствительного элемента или температурной зависимости.

Датчики серии EJA используют в качестве чувствительного элемента кремниевый механический резонатор, что дает следующие преимущества:

— цифровой выходной сигнал считывается прямо в сенсоре, то есть выходной сигнал в виде частоты может быть сразу подсчитан процессором и не требует предварительных преобразований его в аналоговый, а затем в цифровой;

— влияние внешних факторов (температуры, давления) на выходной сигнал сенсора чрезвычайно мало.

На выбор датчиков серии EJA повлияло также их устойчивость к вибрациям, широкий диапазон измерения и наличие всех российских сертификатов, разрешающих применение в Российской Федерации.

Принцип действия датчиков серии EJA – в зависимости от знака приложенного давления кремниевый резонатор растягивается или сжимается, в результате чего частота его собственных механических колебаний соответственно растет или уменьшается. Колебания механического резонатора в постоянном магнитном поле преобразуются в колебания электрического контура, и, в итоге, на выходе чувствительного элемента получается сигнал, точно отражающий величину измеряемого давления.

Вихревые расходомеры «DigitalYEWFLO» предназначены для измерения расхода жидкости, пара или газа.

Принцип действия вихревого расходомера основан на широко известном природном явлении – образование вихрей за препятствием, стоящим на пути потока.

Приборы относятся к интеллектуальной серии, поддерживающей двусторонний обмен информацией по HART-протоколу. Благодаря этому пользователь имеет возможность сам сконфигурировать основные параметры

измерения расхода, давления и настроить выходной сигнал.

При выборе измерительных преобразователей и измерительных средств производства получения этилена необходимо учитывать специфику процесса, в частности, такие особенности, как температурный режим, повышенная взрывопожароопасность технологического процесса. Исходя из этого, датчики параметров процесса должны удовлетворять следующим требованиям:

1) должны быть обеспеченны средствами искробезопасности;

2) должны быть интеллектуального типа с аналоговыми выходами 4-20мА и цифровыми выходами;

3) обладать высокой надежностью;

4) работать в требуемых условиях (температурный режим, рабочее давление, вибрация);

5) высокая точность измерений и достоверность полученной информации;

6) должны иметь сертификаты Госстандарта РФ (в том числе на работу во взрывоопасных зонах).

Руководствуясь этими факторами, выбраны следующие типы преобразователей:

1. Вихревой расходомер DigitalYEWFLO

Предназначен для измерения объемного расхода жидкости, пара или газа. Погрешность: ± 1%. Выходной унифицированный сигнал: 4-20 мА (по HART-протоколу). Номинальный диаметр: 15-400 мм. Температура рабочей среды: от -400 до +1200С. Температура окружающей среды: от -400 до +850С. Пылевлагозащищенность: IP 67. Взрывозащищенность: 1ExdIICT6X.

1. Датчик перепада давления EJA110A

Предназначен для измерения расхода (при диафрагменном методе измерения), а также для измерения уровня и плотности гидростатическим методом. Погрешность: ± 0,075% шкалы. Выходной унифицированный сигнал: 4-20 мА (по HART-протоколу). Температура процесса: от -400 до +1200С. Температура окружающей среды: от -400 до +850С. Питание: от 10,5 до 42 В. Пылевлагозащищенность: IP 67. Взрывозащищенность: ЕExdIICT4.

2. Датчик избыточного давления EJA530A

Предназначен для измерения избыточного давления различных сред: жидкости, газа, пара. Погрешность: ± 0,2% шкалы. Выходной унифицированный сигнал: 4-20 мА (по HART-протоколу). Температура процесса: от -400 до +1200С Температура окружающей среды: от -400 до +850С. Питание: от 10,5 до 42 В. Пылевлагозащищенность: IP 67. Взрывозащищенность: ЕExdIICT6.

3. Электропневматический позиционер 3582i

Предназначен для преобразования электрических сигналов 4-20 мА постоянного тока в пневматический сигнал для управления клапанами. Измеряемый ход: от 10 до 100 мм. Температура окружающей среды: от -300 до +850С. Пылевлагозащищенность: IP 63. Взрывозащищенность: ExdsIIB+Н2Т6.

4. Термометры сопротивления моделей RM

Предназначены для измерения температуры жидких и газообразных химически не агрессивных сред, а также агрессивных, не разрушающих материал защитной арматуры.

В модели RM используется выдвижная защитная трубка, используется измерительный канал – цилиндрические или конические трубки с монтажом на неподвижном фланце или трубных резьбах.

Рабочий температурный диапозон:

-200 … 100 0С

0 … 300 0С

0 … 500 0С

модели .

Эта модель обеспечивает непрерывное измерение содержание кислорода с наивысшей точностью и надежностью. Основой прибора является циркониевый чувствительный элемент.

Выход: 4-20 мА. Диапозон 0-100 ррm, 0-1000 ppm, 0-10000 ppm. Взрывозащищенность: ExdIIBТ4

3.5 Обоснование выбора микропроцессорных систем

При выборе микропроцессорного комплекса необходимо учитывать следующие требования:

— высокая надежность системы;

— высокая скорость обработки и передачи информации, необходимая для осуществления своевременного управления;

— гибкость при разработке системы управления;

— качественное управление процессом (точность обработки полученной информации, возможность реализации сложных законов управления и осуществления оптимального управления процессом по критериям управления, низкая инерционность по введению управляющего воздействия);

— возможность управления объектами на удаленном расстоянии;

— небольшие габариты системы;

— возможность работы с различными типами датчиков, исполнительных механизмов, что обусловлено широким ассортиментом модулей ввода/вывода и протоколов обмена информацией;

— удобство монтажа оборудования системы и настройки технических средств;

— удобный человеко — машинный интерфейс в виде диалоговых окон и обзорных экранов для контроля и управления процессом, что делает систему удобной в эксплуатации;

— возможность модернизации системы управления без прекращения работы оборудования (горячая замена модулей и резервирование оборудования);

— непрерывный самоконтроль в процессе работы и подробная самодиагностика при обнаружении неисправностей во время работы сети, каналов, модулей;

— ведение информационной базы данных;

— соответствие требованиям норм взрывопожарной безопасности согласно НПБ 105-03;

— согласованность с другими системами управления, то есть возможность объединения систем в единую информационную сеть в рамках предприятия.

— постоянный контроль над параметрами процесса и управление режимом для поддержания их регламентированных значений;

— регистрацию срабатываний и контроль над работоспособным состоянием ПАЗ;

— постоянный контроль над состоянием воздушной среды в пределах объекта;

— постоянный анализ изменения параметров в сторону критических значений и прогнозирование возможных аварий;

— действия средств управления ПАЗ, прекращающих развитие опасной ситуации;

— проведение операций безаварийного пуска останова и всех необходимых для этого переключений.

Выбор системы управления останавливаем на CENTUM VP фирмы «YOKOGAWA», способной осуществлять комплексное управление как отдельными технологическими агрегатами и цехами, так и целыми производствами, имеющей удобный и легкодоступный интерфейс оператора и позволяющей с помощью открытой среды со стандартизованными интерфейсами создать интегрированную систему управления с существующими компьютерными системами верхнего уровня.

Распределенная система управления CENTUM VP является новой системой управления, предназначенной для оптимального управления крупнотоннажными производствами. Это открытая система, которая, имея расширенные функциональные возможности, предоставляет пользователю открытые гибкие возможности управления.

CENTUM VP позволяет осуществлять обмен данными между супервизорной системой такой, как система планирования ресурсами, и системой производства, что позволяет строить оптимальную стратегию управления всем заводом.

CENTUM VP предназначена для обеспечения автоматизации технологических процессов на базе измерительной информации, включая сбор и обработку первичной информации о параметрах технологических процессов, преобразование хранение и передачу информации на более высокие уровни управления, вычисление показателей, характеризующих процесс, формирование команд и управляющих воздействий, а также сигналов аварийной защиты.

Основными достоинствами системы являются:

1) высокая надежность системы, которая основывается на отказоустойчивости станции управления, блок управления которой имеет четыре процессора «работающая пара-резерв» (этот метод не используется ни в одной из систем, производимых в мире) и дублированием шины связи V-net и RIO шины. Каждая пара работает параллельно, контролируя правильность вычислений. Если результаты пары не совпадают, то работа передается резервному контроллеру.

2) наличие функции объектного и виртуального тестирования, позволяющая проверять правильность выполнения инженером схем управления перед включением их в реальный процесс. Модернизация может осуществляться без остановки управления технологическим процессом. Виртуальное тестирование осуществляется без участия станции управления участком.

3) наличие специального пакета для управления периодическими процессами.

4) эффективный инжиниринг: интерактивная система генерации функций, требующая минимально необходимый ввод данных. Инжиниринг охватывает многочисленные операции, такие как проектирование системы, генерация системы применительно к конкретному технологическому процессу, запуск, добавление новых схем управления, модернизация уже созданных, создание технологических отчетов, тестирование, сервисное обслуживание. Инжиниринг может производится как на станции оператора, так и на отдельном компьютере.

5) возможность реализации на станции управления системы противоаварийной защиты и сигнализации.

3.6 Архитектура системы управления

Станция управления участком (FCS – Field Control Station) FCS представляет собой станцию управления нового поколения. Она объединяет в себе системы управления технологическим процессом, компьютеры и пакетную обработку данных.

Станция FCS состоит из следующего оборудования:

— блок управления участком FCU;

— до восьми интерфейсных блоков с выносными узлами NIU на каждый FCU;

— до пяти модулей ввода/вывода I/О на каждый NIU;

— шина дистанционного ввода/вывода RIO для подключения NIU к FCU.

Блок управления FCU

Блок управления FCU содержит микропроцессор, интерфейс шины RIO и блок батарейного резервного питания. Он обеспечивает выполнение вычислений и управление станцией FCS. Он состоит из следующих элементов:

— три типа плат (процессор, обмен данными с узлами и платы блоков питания);

— соединитель сети V — net;

— соединитель шины RIO.

В конфигурации с двойным резервированием в FCU монтируем два процессора, два блока связи с узлами, два блока питания, два соединителя V-сети и две платы соединителя с шиной RIO.

Блок управления обрабатывает дискретные и аналоговые сигналы, поступающие с датчиков, концевых выключателей, пультов операторов, и других устройств ввода в соответствии с технологической схемой управления процессом, и формирует аналоговые и дискретные выходные сигналы для исполнительных механизмов.

Узел

К FCU с помощью шины RIO могут подключаться до восьми узлов. Узел состоит из блока ввода/вывода, подключенного к рабочим сигналам или подсистемам, а также блока интерфейса узла.

Блок интерфейса узла NIU представляет собой устройство для обработки сигнала. Оно считывает рабочие сигналы ввода/вывода из модулей ввода/вывода (до пяти модулей) и передает переменные в FCU.

Блок ввода/вывода состоит из пяти модулей ввода/вывода, вставленных в гнездо модуля. Возможно использования четырех типов модульных гнезд:

— AMN 11: модульное гнездо аналогового ввода/вывода;

-AMN 12: модульное гнездо аналового ввода/вывода с высокоскоростным сканированием;

— AMN 21: модульное гнездо релейного ввода/вывода;

— AMN 33: модульное гнездо терминального контактного ввода/вывода и модульное гнездо связи;

Модули ввода/вывода.

Модули ввода преобразуют аналоговые входные сигналы от технологического процесса в цифровую информацию, с которой может работать FCU. Модули вывода преобразуют цифровые данные от FCU в аналоговые и контактные сигналы, и формируют выходную информацию.

Модули ввода/вывода подразделяются на следующие типы:

— аналоговые;

— релейные;

— дискретные;

— мультиплексорные.

Модули ввода/вывода аналоговых сигналов

Данные модули принимают токовые сигналы 4-20 мА от двухпроводниковых датчиков и стандартизированные сигналы 1-5 В.

Шина RIO

Шина дистанционного ввода/вывода (RIO) представляет собой коммуникационную шину удаленного ввода/вывода, которая соединяет процессор станции управления и удаленную часть ввода/вывода (узел). Она подключается к FCU с помощью блоков узловых интерфейсов.

Станция оператора (HIS – Human Interfeis Station)

Для сбора данных и диспетчерского контроля используется мощная легко управляемая станция оператора (HIS) – она выводит на дисплей переменные процесса, управляющие параметры и сигнализации, которые необходимы пользователям для быстрой оценки рабочего состояния установки. Станция оператора также включает в себя открытые интерфейсы, позволяющие супервизорному компьютеру получить доступ к данным тренда, сообщениям и данным процесса.

В комплект станции оператора входит печатающее устройство (принтер), сенсорные экраны, источники бесперебойного питания, манипуляторы, звуковые устройства, различные накопители информации.

Во всех рабочих станциях используется процессор Intel Pentium 4. Этот 32-битный процессор хорошо подходит для высокопроизводительного ПО системы CENTUM VP. Имеется до 2 ГБ оперативной памяти с коррекцией ошибок (ECC), для ускорения работы 512 КБ кэш-памяти с конвейерной пакетной обработкой. ПО CENTUM VP лучше всего работает при разрешении 1024 x 768 пикселов или выше. Встроенный видеоконтроллер увеличивает производительность видеосистемы и помогает добиться нужного разрешения. Звуковая тревожная сигнализация, на системной плате всех ПК и рабочих станций установлена 16-битная звуковая подсистема.

Сеть V-net является вычислительной сетью управления в реальном времени. Она соединяет станции управления типа FCS с другими станциями, такими как HIS, ICS, ABC и ACG. Конфигурация сети основана на стандарте IEEE 802.4. Применяется полностью детерминированный протокол сети с эстафетным доступом, со скоростью передачи 10Мбит/секунду. Эта сеть имеет подсистему канала связи, подсистему считывания/записи и подсистему передачи сообщений.

Сеть V-net

Сеть V-net обеспечивает следующие функции:

1. связь по считыванию/записи. Тип связи «один в один» реализован в подсистеме связи по считыванию/записи. Например, станция оператора HIS посылает запрос в станцию управления FCS на посылку данных и станция управления FCS в ответ посылает эти данные в станцию оператора HIS. Эта система связи используется, чтобы получать и посылать данные основного технологического процесса;

2. передача сообщений. Подсистема передачи сообщений посылает данные в выбранные станции (например, все станции типа станции оператора HIS). Эта подсистема связи используется для передачи сообщений тревоги по ходу технологического процесса;

3. подсистема канала связи. Коммуникационная подсистема канала связи

используется для того, чтобы одновременно пересылать данные во все станции. Период канала связи может быть установлен от 100 мсек до 2 сек в зависимости от применения.

Ниже приведены обычные применения канала связи:

1) электрически регулируемая операция медленного продвижения, требующая высокой скорости передачи данных;

2) передача общих данных в системе;

3) передача между станциями управления FCS синхронизированных сигналов при управлении очередностью.

Для подключения станции оператора HIS используется кабель YCB 141, для подключения станций, отличных от станции оператора HIS (например, станций управления FCS) − кабель YCB 111.

Сеть V-net может иметь двойное резервирование.

Посредством расширения сети, станции типа HIS могут контролировать станции типа FCS , разбросанные по всему предприятию. Расстояние передачи для сети V может быть увеличено путем использования повторителей или оптических адаптеров.

Сеть Ethernet

В системе CENTUM VP используем сеть Еthernet, в качестве локальной сети (LAN) для пересылки данных между станциями HIS. Она позволяет решать организационно-экономические задачи (например, задачи коммерческого учета) используя базу данных станции оператора и станции управления; решать задачи управления процессом на основании информации, имеющейся в компьютерной сети. Обмен данными между верхним уровнем и процессом осуществляется с помощью пакетов Open Data Interface for DDE (пакет интерфейса открытых данных для реализации динамического обмена данными) и пакета Ехаорс OPC Interface, конфигурирующих функцию сервера OPC для доступа к данным процесса станции оператора из функции OPC для решения задач верхнего уровня.

Конфигурация сети основана на стандарте IEEE 802.3. Скорость передачи данных 10 Мбит/с.

HART — протокол

Связь станции управления HIS с датчиками осуществляем через станцию управления FCS с помощью стандартного коммуникационного протокола HART (Highway Addressable Remote Transducer). Протокол HART является «открытым» и доступен для всех производителей приборов и систем управления, желающих его использовать.

HART протокол использует стандарт Bell 202 кодировки сигнала методом частотного сдвига (FSK) для обмена данными на скорости 1200 Бод; сигнал накладывается на аналоговый измерительный сигнал 4-20мА. Для представления двоичных 1 и 0 используются две разные частоты (1200 Гц (одиночный цикл) и 2200 Гц (примерно два цикла) соответственно). Поскольку среднее значение FSK сигнала равно 0 (то есть никакая компонента по постоянному току не добавляется), то он не влияет на аналоговый сигнал 4 20мА, несмотря на прохождение цифрового сигнала. Это достигается также введением в прибор однополюсного НЧ фильтра 10Гц, снижая помехи на аналоговом сигнале примерно до 0,01%. Каждое цифровое сообщение содержит адрес источника и назначения, а также имеет контрольную сумму для обнаружения любого искажения сообщения

3.7 Описание структурной схемы РСУ CENTUM VP R 5.03

РСУ CENTUM VP. Сигналы 4-20 мА от датчиков расхода, уровня, температуры, давления регулируемых параметров поступают в модули аналогового ввода ААМ 11. Сигналы от датчиков контролируемых параметров сначала проходят через MUB, где происходит преобразование сигнала тока 4-20 мА в сигнал напряжения 1-5 В. Затем он поступает на мультиплексорный модуль ввода ААМ 12T.

В модулях ввода сигналы оцифровываются, масштабируются (переводятся в технические единицы) и по шине RIO передаются в процессоры станции управления участком. Процессоры обрабатывает сигналы по алгоритму, заданному в соответствии с технологической схемой управления. В процессорах сигнал проходит проверку на выход за допустимые пределы сигнала. Для регулируемых параметров в процессоре рассчитывается величина управляющего воздействия, которая после проверки на пределы передается в модуль аналогового вывода ААМ 50, затем на исполнительные механизмы.

Программирование станции управления осуществляется на станции оператора. Соединение блока управления и модулей ввода/вывода осуществляется с помощью RIO-шины. Связь станции управления участком FCS со станциями оператора осуществляется с помощью вычислительной сети V-net.

Станция оператора осуществляет следующие функции: управление в реальном масштабе времени основным и вспомогательным технологическим процессом, ведение базы данных, визуализацию состояния технологического оборудования (мнемосхемы, графики), обработку данных, дистанционное и ручное управление технологическим процессом, сигнализацию вышедших за пределы технологических параметров, формирование и печать протокола нарушений и сообщений, связь с другими системами автоматизации.

Станция оператора с функциями инженерной разработки выполняет функции станции оператора и функции станции инженера: задание уставок блокировки, настройка датчиков, настройка диапазонов значений параметров, настройка регуляторов, отладка программ, настройки мнемосхем, трендов.

Заключение

В разработанном дипломном проекте был проведен анализ узла получения этилена на установке ЭП-60 завода ЗАО «СИБУР – Химпром».

В результате автоматизации узла получения этилена была осуществлена модернизация релейных схем управления на автоматизированную систему CENTUM VP R5.03. Технические средства автоматизации как отечественных производителей так и зарубежных, используемые в процессе осуществляют свою функцию с требуемой для данного процесса точностью. Таким образом, автоматизация приводит к улучшению показателей данного процесса.

Разработанная структура управления технологической установкой на базе CENTUM VP позволяет значительно улучшить и облегчить работу персонала, обеспечить качественное управление процессом, более полно и экономно использовать ресурсы.

Данная система соответствует всем требованиям по обеспечению безопасности производства.

Список использованных источников