Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Автоматизация узла выделения возвратного изобутилена и изопрена - файл n2.doc


Загрузка...
Автоматизация узла выделения возвратного изобутилена и изопрена
скачать (870.9 kb.)

Доступные файлы (3):

n1.doc221kb.28.12.2011 22:45скачать
n2.doc803kb.28.12.2011 21:53скачать
n3.vsd

n2.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...


Федеральное агентство по образованию

Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) ФГБОУ ВПО

«Казанский национальный исследовательский технологический университет.»
Факультет: технологический

Кафедра: АТПиП

Специальность: ХТВМ

Группа 1713


курсовАЯ Работа

по дисциплине: “Системы управления химико-технологическими процессами”

Тема: «Разработка системы автоматизации узла выделения возвратного изобутилена и изопрена»

Проверил: Минигалиев Г.Б.
Выполнил: Хайдаров Д.Х.




Нижнекамск, 2011




Содержание
Задание на курсовой проект 3

Введение 4

  1. Описание технологической схемы процесса

    1. 1.1 Общие вопросы автоматизации и анализа технологических особенностей процесса 5

    2. 1.2 Описание технологической схемы 20

  2. Выбор технических средств автоматизации

    1. 2.1 Описание контуров контроля и регулирование 24

    2. 2.2 Обоснование выбора приборов и средств автоматизации 27

  3. Расчет погрешности измерительного канала 36

  4. Список использованной литературы 40

Заключение 41

Приложение. (Спецификация на технические средства)


Задание
Разработать систему автоматизации узла выделения возвратного изобутилена и изопрена
Введение
Внедрение АСУ является наиболее прогрессивным направлением в области автоматизации. Химическое производство относится к числу взрывопожароопасных, и автоматизация осуществляется на основе использования взрывозащищенных средств автоматизации с использованием ЭВМ.

При использовании электрических приборов, ЭВМ применяется, во-первых, для облегчения работы оператора, т.к. за короткий промежуток времени обрабатывает большое количество информации; во-вторых, может выполнять роль «советчика», при котором ЭВМ рекомендует оператору оптимальные знания режимных параметров процесса и в-третьих, сравнивая текущее значение с заданным, выдает корректирующий сигнал на регулятор или непосредственно на исполнительный механизм.

Кроме того, работая в качестве управляющей системы по заданной программе, ЭВМ характеризуется гибкостью управления, т.е. появляется возможность перенастроить производство за короткое время на выпуск продукции другого качества, тем самым позволяет быстро реагировать на рынок.

В общем, система управления организована в виде двухуровневой структуры: верхний уровень и нижний уровень.

Верхний уровень реализован на базе станции оператора-технолога и оператора-инженера. Станции оснащены современным ПК. Также, верхний уровень обеспечивает введение базы данных, визуализацию состояния технологического оборудования, обработку данных, формирование и печать отчетных документов, ручное дистанционное управление технологическим оборудованием.

Нижний уровень системы обеспечивает реализацию следующих функций:

- контроль технологических параметров;

- первичная обработка и расчет параметров;

- функционирование контуров регулирования;

- контроль безопасности и аварийную защиту технологического оборудования.

Нижний уровень системы управления является дублирующим (локальным) при выходе ЭВМ из строя. Он реализован в виде двух подсистем:

- подсистема РСУ – собирает информацию, вырабатывает регулирующее воздействие;

- подсистема ПАЗ - контролирует нарушения в ходе технологического процесса, осуществляет защиту и блокировку аппаратов.

Функции РСУ и ПАЗ выполняют программируемые контроллеры. Контролеры выполняют следующие функции:

- воспринимают аналоговые, дискретные электрические унифицированные сигналы;

- измеряют и нормируют принятые сигналы;

- выполняют программную обработку сигналов с первичных преобразователей и формируют аналоговые и дискретные управляющие сигналы;

- отображают информацию на экране;

- управляются при помощи стандартной клавиатуры.

При выборе контроллера решающими факторами являются:

- надежность модулей ввода/вывода;

- скорость обработки и передачи информации;

- широкий ассортимент модулей;

- простота программирования;

- распространенность интерфейса связи с ЭВМ.

Исходя из приведенных требований, технические средства нижнего уровня построены на базе контроллеров фирмы Moore Products Company; подсистема РСУ на контроллере APACS, подсистема ПАЗ – на контроллере QUADLOG.

1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПРОЦЕССА
1.1 Общие вопросы автоматизации и анализа технологических особенностей процесса
Процесс ректификации относится к основным процессам хими­ческой технологии. Показателем эффективности его является состав целевого продукта. В зависимости от технологических особенностей в качестве целевого продукта могут выступать как дистиллят, так и кубовый остаток. Поддержание постоянного состава целевого продукта и будет являться целью управления. Состав другого продукта при этом может колебаться в определенных пределах вследствие изменения состава исходной смеси. В дальнейшем будем считать целевым продуктом дистиллят.

В качестве объекта управления при автоматизации процес­са ректификации примем установку для разделения бинарной смеси, состоящую из тарельчатой ректификационной колонны 2, выносного кипятильника 4, дефлегматора 3 и теплообменника для подогрева исходной смеси 1 (рис. 1.1).

Ректификационная установка является сложным объектом управления со значительным временем запаздывания (напри­мер, в отдельных случаях выходные параметры процесса начнут изменяться после изменения параметров сырья лишь через 1 — 3 ч), с большим числом параметров, характеризующих процесс, многочисленными взаимосвязями между ними, распределенностью их и т. д.

Трудность регулирования процесса объясняется также частотой и амплитудой возмущений. Возмущениями являются изменения начальных параметров исходной смеси, тепло- и хладоносителей, изменения свойств теплопередающих поверхностей, отложение веществ на стенках и т. д. Кроме того, на техноло­гический режим ректификационных колонн, устанавливаемых под открытым небом, влияют колебания температуры атмосфер­ного воздуха.

Показатель эффективности процесса — концентрация искомого компонента в дистилляте самым непосредственным образом зависит от начальных параметров исходной смеси. С их изменением в процесс могут поступать наиболее сильные воз­мущения, в частности по каналу состава исходной смеси, так как состав определяется предыдущим технологическим про­цессом.



Рис. 1.1. Схема автоматизации процесса ректификации:

1 — теплообменник исходной смеси; 2 - ректификационная колонна; 3 — дефлегматор; 4 —кипятильник
Расход сырья может быть стабилизирован с помощью регулятора расхода. Диафрагма и исполнительное устройство регулятора должны быть установлены до теплообменника, так как после нагревания смеси до температуры кипения в этом теплообменнике поток жидкости может содержать паровую фа­зу, что нарушает работу автоматических устройств.

Большое значение для процесса ректификации имеет температура исходной смеси. Если смесь начинает поступать в колон­ну при температуре ниже температуры кипения, она должна нагреваться до этой температуры парами, идущими из нижней части колонны. Конденсация паров при этом возрастает, что нарушает весь режим процесса ректификации. Поэтому темпе­ратуру исходной смеси стабилизируют изменением расхода теп­лоносителя, подаваемого в теплообменник; тем самым ликви­дируют одно из возмущений.

Рассмотрим возможности регулирования режимных парамет­ров верхней (укрепляющей) части ректификационной колонны, непосредственно определяющих состав дистиллята.

Зависимость состава паров, выходящих из укрепляющей ча­сти колонны (а значит, и состава дистиллята), от других пара­метров процесса можно проследить по диаграмме (рис. 1.2). Анализ диаграммы показывает, что концентрация у (показатель эффективности) определяется концентрацией х, температурой кипения t жидкости и давлением паров Р над жидкостью. Для получения определенной концентрации, например , в со­ответствии с правилом фаз следует поддерживать на определен­ном значении только два из перечисленных параметров, напри­мер давление и концентрацию .

Давление Р легко стабилизировать изменением расхода пара из колонны. Исполнительное устройство при этом устанавли­вают не на шлемовой трубе, соединяющей верхнюю часть рек­тификационной колонны с дефлегматором, а на линии хладоносителя, поступающего в дефлегматор. Это вызвано, в частности, тем, что при дросселировании пара в шлемовой трубе дефлег­матор начинает работать в режиме переменного давления, что неблагоприятно влияет на процесс конденсации.

Стабилизация давления в верхней части колонны необходима не только для поддержания заданного состава целевого продукта, но и для обеспечения нормального гидродинамическо­го режима колонны, так как при понижении давления может произойти «захлебывание» колонны (восходящий поток пара начинает препятствовать стеканию жидкости по тарелкам вниз), а при его повышении уменьшается скорость парового потока, что связано с уменьшением производительности установки.

Сравнительно просто регулировать также концентрацию х изменением расхода флегмы: чем выше этот расход, тем больше в жидкости низкокипящего компонента, и наоборот.

На практике часто регулируют состав паров (а в отдельных случаях и непосредственно состав дистиллята) изменением рас­хода флегмы.

Регулирующий орган во всех случаях может быть установлен как на линии флегмы, так и на линии дистиллята, что равноценно. В качестве анализаторов состава используют хроматографы и газоанализаторы.

Итак, для достижения цели управления необходимо стабилизировать давление и состав жидкости в верхней части колонны Качество регулирования этих параметров зависит от состава и скорости паров, движущихся из нижней (исчерпывающей) ча­сти колонны и определяемых ее технологическим режимом — главным образом давлением, температурой и составом жидкости в кубе колонны.

Необходимость стабилизации давления паров в кубе отпа­дает, так как ректификационная колонна обладает хорошо вы­раженными свойствами самовыравнивания по этому параметру, и регулирование давления в укрепляющей части колонны при­ведет к тому, что давление в кубе через несколько минут примет определенное (несколько большее, чем в верхней части колон­ны) значение.

Этого нельзя сказать о температуре (составе) жидкости в кубе (как и в верхней части колонны, в кубе, кроме давления, достаточно регулировать лишь один параметр). Изменение рас­хода флегмы с целью регулирования второго параметра приво­дит к изменению параметров в кубе колонны лишь через не­сколько часов. В связи с этим для поддержания нормального режима в кубе возникает необходимость независимого регули­рования одного из этих параметров. Обычно стабилизируют температуру, поскольку, с одной стороны, датчик температуры; значительно проще и надежнее, чем анализаторы состава, а с другой стороны, если целевым продуктом является дистиллят, то требования к технологическому режиму в нижней части ко­лонны менее жесткие, чем в верхней части. Итак, в кубе колон­ны следует регулировать температуру.



Рис. 1.2. Диаграмма температура (Г) —концентрация низкокипящего компо­нента в жидкости (х) и паре (у)
Регулирующие воздействия в нижней части колонны могут осуществляться изменением расходов кубового остатка и тепло­носителя, подаваемого в кипятильник. Если учесть, что расход остатка следует использовать для поддержания материального баланса, т. е. для стабилизации уровня жидкости в кубе, то единственным регулирующим воздействием при регулировании температуры является изменение расхода теплоносителя.

Таким образом, если целевым продуктом является дистил­лят, то для достижения цели управления следует регулировать, расход исходной смеси; температуру исходной смеси, давление в верхней части колонны, состав жидкости в верхней части ко­лонны, температуру и уровень жидкости в кубе. (Если же целе­вым продуктом является кубовый остаток, то в нижней части колонны регулируют состав жидкости изменением расхода теп­лоносителя, а в верхней — температуру изменением расхода флегмы). Контролю подлежат: расход исходной смеси, дистил­лята, флегмы, остатка, тепло- и хладоносителей; состав и тем­пература конечных продуктов; температура исходной смеси» тепло- и хладоносителя; уровень в кубе колонны; температура это высоте колонны; давления в верхней и нижней частях колон­ны, а также перепад этих давлений.

Сигнализации подлежат значительные отклонения состава целевого продукта, уровня и давления в колонне от заданных значений. При давлении в колонне выше допустимого, а также при прекращении поступления исходной смеси должны срабо­тать автоматические устройства защиты, отключающие ректи­фикационную установку. При этом магистрали теплоносителей, остатка и дистиллята перекрываются, а магистрали хладоноси­теля и флегмы полностью открываются.

Регулирование параметров на контрольных тарелках. Основ­ными регулирующими воздействиями, с помощью которых ком­пенсируются возмущения и достигается цель управления, явля­ются изменения расхода флегмы в верхней части колонны и расхода теплоносителя, подаваемого в кипятильник, — в ниж­ней. От правильности выбора параметров, по значениям кото­рых будут осуществляться изменения этих расходов, во многом зависит достижение цели управления.

Если запаздывания в колонне невелики (колонна имеет небольшое число

тарелок, температуры кипения разделяемых ком­понентов значительно различаются и т. п.), в качестве регули­руемых величин могут быть взяты непосредственно составы дистиллята и остатка. При больших запаздываниях этот вари­ант неприемлем, так как регулирующие воздействия начнут реализовываться только после серьезных нарушений режима всей колонны. Восстановление же режима произойдет лишь по­сле значительного отрезка времени. Гораздо удобнее в этих слу­чаях использовать в качестве регулируемой величины состав на промежуточной тарелке, который изменяется гораздо быстрее и сильнее (в 20—50 раз), чем состав на выходе колонны.

Перекрестное регулирование температуры и уровня в кубе ректификационной колонны. Такое регулирование применяют при разделении смесей сжиженных газов, а также низкокипящих жидкостей с близкими температурами кипения. При увели­чении содержания низкокипящего компонента в кубе колонны температура снижается. Регулятор температуры прикрывает клапан на линии отбора остатка, а связанное с этим увеличение уровня в кубе заставляет регулятор уровня увеличивать подачу пара. Начинается более интенсивное испарение жидкости из куба колонны преимущественно за счет низкокипящего компонента. Температура и уровень возвращаются к заданным значениям. Таким образом, остаток выводится из куба в большом количестве только в том случае, если его состав соответствует заданному. При обычном же способе регулирования температуры и уровня в кубе возможен значительный расход кубовой жидкости с большим содержанием низкокипящего компонента.

пар эталонной жидкости



Рис. 1.3 Схема регулирования состава целевого продукта по разности темпера­тур кубового остатка и эталонной жид­кости:

1 — ректификационная колонна; 2 — кипятильник; 3 — камера конденсации
Регулирование физико-химических переменных целевых про­дуктов. При разделении многокомпонентных смесей находят применение регуляторы физико-химических переменных этих продуктов. К таким переменным относятся разность парциаль­ных давлений паров продукта и эталонной жидкости, плотность, температура вспышки, разность температур кипения продукта и эталонной жидкости, начало и конец кипения и др. Особенно предпочтительны приборы, которые на выходе имеют сигнал, пропорциональный разности значений параметров эталонной жидкости и продукта, так как их выход может непосредственно использоваться в схемах регулирования.

На рис. 1.3 показан, в частности, узел регулирования соста­ва по разности температур кипения продукта и эталонной жидкости при постоянном давлении в исчерпывающей части ко­лонны.

В куб колонны непрерывно подается небольшое количество насыщенных паров эталонной жидкости — кубового остатка за­данного состава. В камере 3 они конденсируются; температура их измеряется термопарой. Другой термопарой измеряется тем­пература кипящей жидкости в колонне. Термопары соединены по дифференциальной схеме; разность их термоэлектродвижущих сил подается на регулирующий прибор. Равенство давлений в кубе колонны и в камере 3 обеспечивается небольшой длиной и достаточно большим (10—15 мм) диаметром трубки, соединяющей камеру конденсации с колонной.

Регулирование температуры. Температура в колонне облада­ет значительно меньшим запаздыванием, чем состав. К тому же датчики температуры проще и надежнее, чем датчики состава. Поэтому если к чистоте целевого продукта не предъявляют очень высоких требований, то расход флегмы (или теплоноси­теля в кипятильник) изменяется не по составу, а по температу­ре в верхней (нижней) части колонны.

Если возмущения поступают в колонну по многим каналам (с изменением параметров исходной смеси, теплоносителей, хладоносителей и т. д.), то улучшения качества регулирования со­ставов целевых продуктов добиваются стабилизацией перепада температур на двух соседних контрольных тарелках, так как перепад температур быстрее реагирует на возмущения, чем температура.

Регулирование давления в верхней части колонны. Типовой метод регулирования давления изменением расхода хладоносителя, подаваемого в дефлегматор, связан с большими запазды­ваниями, поэтому нашли применение и другие способы регули­рования давления.

Если в парах, выходящих из верхней части колонны, содер­жатся не конденсирующиеся в дефлегматоре компоненты, при­меняют схему регулирования давления сбросом этих компонен­тов, из сепаратора. Роль сепаратора может играть и флегмовая емкость. Она обеспечивает запас флегмы, необхо­димый для стабилизации состава дистиллята при значительных возмущениях. Для поддержания материального баланса в этой емкости следует регулировать уровень изменением расхода ди­стиллята. Стабилизация уровня, кроме того, обеспечивает по­стоянное гидростатическое давление перед клапаном на линии флегмы и, следовательно, улучшает качество регулирования состава.

Улучшение качества регулирования давления в верхней ча­сти колонны с отдувкой может быть достигнуто установкой двух исполнительных устройств — на линиях хладоносителя и отдувки. Область работы этих исполнительных механизмов должна быть различной.

Для регулирования давления используют и метод байпасирования. В этом случае часть паров из колонны (~10%) перепускают помимо дефлегматора во флегмовую ем­кость, где они конденсируются. Если запаздывание в системе регулирования давления надо свести к минимальному, дроссе­лируют пары, выходящие из колонны. Оба способа требуют ис­пользования крупногабаритных паровых регулирующих органов, что является их недостатком.

В случае полного отсутствия неконденсирующихся паров применяют метод регулирования давления изменением величи­ны поверхности конденсации в дефлегматоре. При уменьшении давления в колонне регулятор давления прикрывает клапан на линии слива конденсата из дефлегматора. При этом уровень конденсата повышается, поверхность конденсации уменьшается, и давление принимает заданное значение.

Если конденсация паров в дефлегматоре осуществляется за счет испарения хладоагентов (аммиака, фреона и т. п.), то улуч­шение качества регулирования давления может быть достигнуто изменением расхода отводимых из дефлегматора паров хладоагента. Это приводит к быстрому изменению давления и темпе­ратуры кипения хладоагента и, следовательно, интенсивности испарения. Расход жидкого хладоагента может измеряться или по уровню в дефлегматоре, или по перегреву паров с помощью терморегулирующего вентиля.

Разрежение в вакуумных колоннах обычно регулируют изменением подачи воздуха или инертного газа в линию между дефлегматором и паровым (водяным) эжектором.

Необходимо заметить, что если возможны сильные измене­ния расхода хладоносителя, подаваемого в дефлегматор, во всех; приведенных выше схемах наряду с узлом регулирования дав­ления следует предусмотреть узел стабилизации расхода хладо­носителя.

Регулирование давления в кубе колонны. При значительном гидравли-ческом сопротивлении колонны стабилизация давления в верхней ее части не обеспечивает постоянства давления в ниж­ней. Если в колонне разгоняется смесь, состав которой более чувствителен к изменению давления, чем к изменению темпера­туры, то стабилизируют давление не только в верхней части колонны, но и в нижней части изменением расхода теплоноси­теля в кипятильник.

При ректификации ряда жидких смесей к гидродинамическо­му режиму колонны предъявляют повышенные требования: в процессе работы должны быть исключены как режим захле­бывания, так и режим уноса капель жидкости паровым потоком. В этих случаях стабилизируют перепад давления по высоте колонны.

Регулирование расхода флегмы. В отдельных случаях целе­сообразно не изменять расход флегмы по составу или темпера­туре в верхней части колонны, а стабилизировать его. Для та­кого регулирования имеются следующие предпосылки: отсутст­вие приборов для непрерывного автоматического определения состава дистиллята, в то время как температура в верхней ча­сти колонны при сравнительно больших изменениях состава меняется в очень узких пределах; значительная связь между регуляторами температуры в верхней и нижней частях колонны; наличие в исходной смеси примесей компонента с темпера­турой кипения ниже температуры кипения основного низкокипящего компонента; большие запаздывания в массо- и теплопе­редаче при большой высоте тарельчатых колонн.

Как правило, стабилизация расхода флегмы связана с пере­расходом теплоносителя, подаваемого в кипятильник, так как флегма подается заведомо в избытке из расчета компенсации самого сильного возмущения.

Регулирование энтальпии исходной смеси. При значительных изменениях состава исходной смеси регулирование температуры не дает нужного эффекта, так как заданное регулятору значе­ние температуры не всегда соответствует температуре кипения. В этих случаях целесообразнее поддерживать постоянную эн­тальпию смеси. Для расчета энтальпии устанавливают вычисли­тельное устройство, на вход которого подают значения состава, температуры и давления исходной смеси. Регулирующее воздей­ствие вносится изменением расхода теплоносителя, подаваемого в теплообменник исходной смеси.

Регулирование температуры паров, возвращаемых из кипя­тильника в колонну. Если основные возмущения связаны с изменением параметров теплоносителя, подаваемого в кипятиль­ник, а не с изменением параметров исходной смеси, то датчик температуры нижней части колонны следует устанавливать на линии пара, движущегося из кипятильника. При этом резко уменьшаются запаздывания в системе.

Регулирование процесса отбора промежуточной фракции (рис. 1.4). При ректификации многокомпонентных смесей ряд компонентов отбирают из промежуточной части колонны в виде пара. Затем пар конденсируется в де­флегматоре.

Конденсат собирается в емкости, откуда возвращается в ко­лонну, а частично отбира­ется в виде одного из целевых продуктов. Для того чтобы обеспечивался заданный состав промежуточной фракции, на тарелке отбора этой фрак­ции необходимо поддерживать постоянный состав или темпера­туру жидкости (постоянство давления пара над тарелкой под­держивается регулятором давления верхней части колонны). Какой из этих параметров следует брать в качестве регулируе­мого, зависит от требований к чистоте промежуточной фракции (на схеме регулируется температура).


промежуточная фракция

Рис. 1.4. Схема регулирования процесса ректификации при отборе промежуточной фракции:

1 — колонка; 2 — дефлегматор; 3 — емкость
Наиболее часто регули­рующее воздействие, осуществляется изменением расхода про­межуточной фракции, возвращаемой в колонну. Если к составу верхнего продукта не предъявляют высоких требований, то ре­гулирующие воздействия могут реализоваться изменением рас­хода флегмы, так как уменьшение расхода флегмы приводит к уменьшению концентрации низкокипящего компонента в целе­вой промежуточной фракции, и наоборот. Для соблюдения ма­териального баланса по промежуточной фракции уровень в ем­кости регулируют.

Каскадно-связанное регулирование. Ректификационные ко­лонны являются объектами управления с большими запаздыва­ниями, поэтому возмущения успевают существенно изменить режим всей колонны прежде, чем изменится состав целевых продуктов и начнется их компенсация основными регуляторами схемы. Улучшения качества управления процессом можно до­биться введением дополнительных контуров регулирования.

Каскадно-связанное регулирование почти всегда применяют при регулировании состава конечных продуктов, что объясняет­ся невысокой надежностью анализаторов состава. В качестве вспомогательного параметра при регулировании состава в верх­ней части колонны (или на контрольной тарелке) используют расход флегмы (рис. 1.5,а). Если регулируют состав дистиллята, то вспомогательным параметром лучше брать температуру на контрольной тарелке. Можно использовать и трехконтурную систему (рис.1.5,б), в которой первым вспомогательным контуром будет контур регулирования температуры, а вторым — регулирования расхода.

При регулировании состава кубового остатка вспомогатель­ными параметрами могут быть расход теплоносителя (либо его давление, если в качестве теплоносителя используют пар), или температура в нижней части колонны, или же оба параметра.

Когда расход исходной смеси определяется предыдущим технологическим процессом и сильно изменяется во времени, боль­шой эффект могут дать регуляторы соотношения расходов ис­ходной смеси и флегмы (или исходной смеси и теплоносителя, подаваемого в кипятильник) с коррекцией по составу дистиллята (или остатка). Если же сильным изменениям подвержен и состав исходной смеси, то целесообразно установить вычисли­тельное устройство (ВУ), которое по текущим значениям пара­метров исходной смеси и с учетом состава целевых продуктов будет рассчитывать значения расходов флегмы и теплоносителя и корректировать работу соответствующих регуляторов (рис. 1.6).

Находит применение и способ автоматического изменения точки ввода исходной смеси в колонну. Для этого устанавлива­ют специальное устройство, которое в зависимости от состава переключает линию подачи питания на соответствующие та­релки.

Во всех приведенных выше схемах вследствие недостаточной надежности анализаторов состава целесообразно вводить огра­ничения на корректирующий сигнал по составу, что устраняет нежелательные последствия, возможные при выходе анализа­тора из строя.

При регулировании температуры в верхней и нижней частях, колонны в качестве вспомогательных параметров обычно берут расходы соответственно флегмы и теплоносителя, подаваемого в кипятильник; при регулировании давления — расход хладоносителя, подаваемого в дефлегматор.

дистиллят


хладоноситель



Рис. 1.5. Схемы двухконтурной (а) и трехконтурной (б) систем регулирова­ния состава дистиллята: I — колонна; 2 — дефлегматор



Рис. 1.6. Схема регулирования соотношения расходов с коррекцией по составу целевых продуктов:

1 — колонна; 2 — дефлегматор; 3 — кипятильник
Регулирование процесса в колонне с дефлегматором и кон­денсатором. Если температуры кипения компонентов смеси близ­ки, конденсация паров, выходящих из колонны, осуществляется раздельно. В дефлегматоре конденсируется только высококипящий компонент, конденсат отделяется в сепараторе от парожидкостной смеси и возвращается в колонну. Пары низкокипящего компонента проходят через дефлегматор и затем конденсиру­ются в конденсаторе.

Для того чтобы в дефлегматоре конденсировался только высококипящий компонент, необходимо поддерживать на опреде­ленном уровне температуру парожидкостной смеси, выходящей из дефлегматора. Для этого устанавливают регулятор темпера­туры, воздействующий на расход хладоносителя, подаваемого в дефлегматор. Давление в колонне стабилизиру­ют в этих случаях путем изменения расхода хладоносителя, по­ступающего в конденсатор.

В некоторых ректификационных установках дефлегматоры размещают непосредственно на колонне. Пары, идущие из колонны, конденсируются в такой степени, чтобы обеспечить заданное орошение. При этом расход хладоносителя в дефлегматоре должен соответствовать составу или темпера­туре продукта в верхней части колонны.

Регулирование при использовании экстремальных регулято­ров и вычислительных машин. При управлении процессом рек­тификации могут ставиться задачи получения продуктов максимально возможной чистоты, достижения максимальной произво­дительности колонны, получения минимальной себестоимости целевого продукта и т. п.

Процесс ректификации является одним из самых сложных процессов химической технологии, поэтому применение простых регуляторов, как правило, не исчерпывает всех возможностей увеличения производительности и уменьшения себестоимости продукции. Возникает необходимость применения экстремаль­ных регуляторов или управляющих вычислительных машин.

Экстремальный регулятор, например, служит для изменения расхода флегмы с целью получения максимально возможной чистоты дистиллята. На работу такого регулятора накладываются ограничения по расходу флегмы.

Большой эффект может дать применение управляющих ма­шин, на которые возлагаются следующие функции: вычисление оптимальной нагрузки колонны и установление задания регуля­тору расхода смеси; вычисление оптимальных соотношений рас­ходов смеси и флегмы, смеси и теплоносителя и установление задания регуляторам расхода флегмы и теплоносителя; коррек­тировка вычисленных соотношений расходов по составу целевого продукта; вычисление номера оптимальной тарелки питания и переключение, устройств ввода питания на эту тарелку; вы­числение оптимального значения энтальпии исходной смеси и установление задания регулятору расхода теплоносителя, пода­ваемого в теплообменник для нагревания смеси; переход от од­ного алгоритма управления к другому при изменении цели уп­равления, при переходе с пускового режима на нормальный и с нормального на останов (алгоритм машины включает ограни­чения, например, по качеству целевых продуктов) и т. д. Если ректификации подвергается многокомпонентная смесь, управ­ляющая машина рассчитывает номер тарелки для отбора промежуточного продукта и производит переключение устройств отбора на нужную тарелку.

Регулирование периодической ректификации. Схемы регули­рования периодически действующих ректификационных колонн значительно отличаются от приведенных выше. Кроме введения дополнительного программного устройства, которое осуществля­ет переключение ректификационной установки с одной операции на другую, видоизменяются следующие узлы регулирования.

Регулятор состава (температуры) в нижней части колонны заменяют регулятором расхода теплоносителя. Это объясняется тем, что время, необходимое для разделения исходной смеси в таких колоннах, обратно пропорционально скорости подвода тепла в куб колонны. Поэтому расход теплоносителя целесооб­разно поддерживать на постоянном, максимально возможном для данных технологических условий значений.

Регулятор давления в периодических колоннах отсутствует, а регулятор температуры в верхней части колонны снабжают специальным блоком. Он получает информацию о степени от­крытия клапана на магистрали флегмы и настраивается на оп­ределенное значение, соответствующее минимальному расходу отбираемого дистиллята ниже которого процесс становится эконо-мически невыгодным, так как произведение себестоимости дистиллята на его количество, уменьшаясь, достигает уровня эксплуатационных затрат. В этот момент закан­чивается отбор дистиллята и начинается отбор остатка.

Регулирование процесса экстрактивной ректификации. Осо­бенностью такого процесса является введение в верхнюю часть колонны растворителя, снижающего парциальное давление од­ного из компонентов. Растворитель должен подаваться в стро­гом соотношении с расходом исходной смеси, так как в против­ном случае происходит либо неоправданное увеличение нагруз­ки колонны, либо некачественное разделение компонентов сме­си. С целью поддержания соотношения расходов исходной смеси и растворителя устанавливают регулятор соотношения. Осталь­ные узлы регулирования экстракционной колонны и колонны регенерации растворителя аналогичны приведенным выше.

Автоматизация процесса ректификации горючих продуктов. Колонны ректификации горючих смесей должны быть обяза­тельно оснащены средствами контроля и регулирования уровня и температуры жидкости в кубе, а также температуры посту­пающей на разделение исходной смеси и флегмы; средствами сигнализации опасных отклонений значений параметров, опре­деляющих взрывоопасность процесса, и при необходимости — перепада давления между нижней и верхней частями колонны.

В колоннах, работающих под разрежением, с веществами, способными образовывать с кислородом воздуха взрывоопасные смеси, предусматривается автоматический контроль за содержа­нием кислорода в парогазовой фазе. Для технологических объ­ектов III категории взрывоопасности допускается предусматри­вать средства периодического лабораторного контроля.

При подаче флегмы в колонну насосами, остановка которых может привести к опасным отклонениям технологического ре­жима, должны быть разработаны меры, обеспечивающие непре­рывность технологического процесса.
1.2 Описание технологической схемы

Отгонка изобутилена и н-бутиленов от изопрена осуществляется в ректификационной колонне поз.145. Пары изобутилена и н-бутиленов с верха колонны пох.145 поступают в конденсатор поз.146.

Конденсат сливается в емкость поз.147, откуда насосом поз.Н-148 подается на склад Т-7 с целью вывода из системы н-бутиленов.

Имеется возможность подачи возвратного изобутилена насосом поз.Н-148 на всас насоса поз.Н-10 или в цех №1306 с целью очистки от нежелательных примесей. Предусмотрена схема использования возвратного изобутилена на приготовление шихты путем подачи его насосом поз.Н-148 на всас насоса поз.Н-10.. Часть дистиллята насосом поз. Н-148 из емкости поз.147 подается в качестве флегмы в колонну поз.145 на 79 тарелку. Давление верха колонны поз.145 выдерживается не выше 0,5 МПа (5,0 кгс/см2).
Кубовый продукт колонны поз.145 самотеком подается в колонну поз.156 на 16, 20, 26, тарелки в зависимости от состава. Температура в кубе колонны поз.145 выдерживается в пределах от 65 до 75 єС. Обогрев колонны поз.145 осуществляется паром через кипятильник поз.149

В колонне поз.156 от изопрена отгоняется весь изобутилен с небольшим количеством изопрена, пары с верха колонны поступают в конденсатор поз.157, охлаждаемый пропаном с температурой испарения 0 єС. Жидкий пропан в конденсатор подается через отделитель поз.154,. Конденсат из конденсатора поз.157 сливается в сборник поз.124, откуда насосом поз.Н-126 подается в линию питания колонны поз.145 и в виде флегмы в колонну поз.156 на 38 тарелку.

Кубовый продукт колонны поз.156, поступает в сборник поз.164.

Температура в кубе колонны поддерживается в пределах от 45 до 55 єС. Обогрев колонны поз.156 производится через выносной кипятильник поз.158 напорным паровым конденсатом,.

Кубовые продукты из сборника поз.164 насосом поз.Н-165 или Н-137 подаются в цех ИП-10 или на склад Т-10, или, временно, в емкость поз.174 (при останове цеха ИП-10 и склада Т-10), затем возвращаются в сборник поз.164 и далее откачиваются на ИП-10 или Т-10.

Для предотвращения терполимеризации изопрена в колоннах поз.145, 156, на всас насоса поз.Н-126 подается раствор ингибитора из сборника поз.1642 насосом поз.Н-137. Для приготовления раствора ингибитора в сборник поз.1642 набирается из куба колонн поз.156, 159 или закачивается из сборника поз.1641 насосом поз.Н-165 необходимое количество кубового продукта и засыпается расчетное количество ингибитора.

Для колонн Кт-145, Кт-156 управляющие потоки, возмущающие воздействия и регулируемые параметры сведены в таблицу 1.

Таблица 1 Перечень возмущающих воздействий

Возмущающие воздействие

Диапазон изменения

Расход исходного продукта

0-640 кг/ч

Температура исходного продукта

60-85 єС

Энтальпия греющего пара, теплоносителя, хладоагента

--//--

Состав сырья, содержание изобутилена

1-6% масс


Таблица 2 Перечень регулируемых параметров

Регулируемые параметры

Диапазон изменения

Точность изменения (абсолютные значения)

Температура в кубе колонны Кт-145

от 65 до 75єС

±3,5

Температура в кубе колонны Кт-156

от 45 до 55 єС

±2

Температура в верха колонны Кт-145

от 30 до 39 єС

±3,5

Температура в верха колонны Кт-156

от 20 до 27 єС

±2

Уровень куба колонны Кт-145

200-800 мм

±3,5

Давление верха колонны Кт-145

от 0,38 до 0,5МПа

±0,035

Уровень в емкости E-147

400 – 1000 мм

±0,01

Расход углеводородного коденсата из E-147.

0-5т/ч

±0,3

Расход пропана в О-154.

5 кг/ч

±0,3

Уровень в емкости E-164

200-1400 мм

±2

Таблица 3 Перечень управляющих потоков

Управляющий поток

Диапазон изменения

Расход питания Кт-145

0-640 кг/ч

Расход флегмы Кт-145

0-5000 кг/ч

Расход кубового продукта Кт-145

0-1500 кг/ч

Расход горячей воды в Т-149

0-2000 кг/ч

Расход холодной обратной воды в Т-146

0-2000 кг/ч

Расход изобутилена на склад Т-7

0-400 кг/ч

Расход изобутилена на всас Н-10

0-200 кг/ч

Расход пропана в О-154 с Бк-7

5 кг/ч

Расход из Е-124 в Кт-145

0-2000 кг/ч

Расход пара в Т-158, Т-159

0-5000кг/ч

На рисунке 1.1 приведена структурная схема автоматизации [4, 20].



Рис 1.1 Структурная схема автоматизации.

F– возмущающие воздействия, которые нельзя застабилизировать при входе в исследуемый объект: f1 – загрязнение, f2 – коррозия, f3 – отложение продуктов реакции на стенках аппарата, f4 – образование осадка, Тпит. – температура исходного продукта; Qпит. – состав исходного продукта.

Х – входные параметры, характеризующие материальные и энергетические потоки на входе в исследуемый объект: Fпит. Кт-145 – расход питания в колонну К-145; Fпит.Кт-156– расход питания в колонну Кт-156; Fг.воды Т-149 – расход горячей воды в теплообменники Т-149; Fг.воды Т-158 – расход горячей воды в теплообменники Т-158;; Fх.воды Т-146 – расход холодной воды в конденсаторы Т-146; Fпропан О-154 – расход пропана в отделитель О-154;

U – возмущающие воздействия, которые при входе в объект можно застабилизировать: Lкуба – уровень в кубе колонны; Fпит. – расход питания в колонны; Pверха – давление верха колонны; Fфлегмы – расход флегмы в колонну; LE-147 – уровень в емкости E-147; LE-124 – уровень в емкости E-124.

Y – выходные параметры, характеризующие материальные и энергетические потоки на выходе из исследуемого объекта: Qкуб. – состав кубового продукта колонны; Qдист. – состав дистиллята колонны; Fкуб. – расход кубового продукта колонны; Fдист. – расход дистиллята колонны.

2 ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ
2.1 Описание контуров контроля и регулирования

  1. Контур регулирования уровня в кубе колонны поз. 145 (поз. 1)

Текущее значение уровня в кубе колонны измеряется и преобразуется уровнемером буйковым САПФИР-22М. (поз. 1а). С него выходной электрический унифицированный сигнал 4-20 мА Через входной барьер искробезопасности (поз. 1б) подается на модуль ввода аналог. сигнала системы управления APACS и поступает в процессорный блок

Управляющее воздействие в виде унифицированного сигнала с аналог. Выхода системы управления поступает через выходной барьер искробезопасности (поз. 1 в) и позиционер (1г) на «НЗ» РК (1д), установленный на линии подвода пара в кипятильник. Параллельно происходит запись параметра на принтере, текущее и управляющее воздействие показывается на дисплее.

Контуры регулирования уровня поз. 7 (в Е-154) и поз.11(Е-124) описываются аналогично

  1. Контур регулирования расхода флегмы в ректификационную колонну поз. 145 (поз.2)

На трубопроводе флегмы установлено сужающее устройство (поз. 2а), которое служит для создания перепада давления ∆ Р. Перепад давления поступает на дифманометр Метран-100-ДД-1460, преобразованный в унифицированный электрический сигнал 4-20 мА через входной барьер искробезопасности (поз. 2в) подается на модуль ввода аналог. сигнала системы управления и поступает в процессорный блок

Управляющее воздействие в виде унифицированный сигнала с аналог. выхода системы управления поступает через выходной барьер искробезопасности (поз. 2 г) и позиционер (2д) на «НО» РК (2е), установленный на линии подачи флегмы. Параллельно происходит запись параметра на принтере, текущее и управляющее воздействие показывается на дисплее.

Контуры регулирования расхода поз. 9(флегма в К-156) и поз.16 (расход сырья в К-145) описываются аналогично

3) Контур регулирования давления ректификационной колонны поз. 145 (поз.3)

Текущее значение давления колонны измеряется и преобразуется датчиком давления Метран-100-ДИ-1152 (поз.3а). С него выходной электрический унифицированный Сигнал 4-20 мА через входной барьер искробезопасности (поз. 3б) подается на модуль ввода аналог. сигнала системы управления и поступает в процессорный блок

Управляющее воздействие в виде унифицированного сигнала с аналог. выхода системы управления поступает через выходной барьер искробезопасности (поз. 3 в) и позиционер (3г) на «НО» РК (3д), установленный на линии обратной воды. Параллельно происходит запись параметра на принтере, текущее и управляющее воздействие показывается на дисплее.

4)Контур регулирования расхода кубового продукта колонны поз. 145 в колонну поз. 156 с коррекцией по температуре (поз. 4)

Текущее значение температуры колонны измеряется термопреобразователем типа ТСПУ Метран-276-Exd (поз.4а). С него выходной электрический унифицированный сигнал 4-20 мА через нормирующий преобразователь и входной барьер искробезопасности (поз. 4б) подается на модуль ввода аналог. сигнала системы управления и поступает в процессорный блок

На трубопроводе флегмы установлено сужающее устройство(поз. 4в), которое служит для создания перепада давления ∆ Р. Перепад давления поступает на дифманометр Метран-100-ДД-Еx (поз. 4г) преобразованный в унифицированный электрический сигнал 4-20 мА через входной барьер искробезопасности (поз. 4д) подается на модуль ввода аналог. сигнала системы управления и поступает в процессорный блок

Управляющее воздействие в виде унифицированный сигнала с аналогового выхода системы управления поступает через выходной барьер искробезопасности (поз. 4е) и позиционер (4ж) на «НЗ» РК (4з), установленный на линии питания колонны поз.156. Параллельно происходит запись параметра на принтере, текущее и управляющее воздействие показывается на дисплее.

5) Контур регулирования расхода подачи на склад Т-7с коррекцией по уровню (поз. 5)

Текущее значение уровня в кубе колонны измеряется и преобразуется уровнемером буйковым САПФИР-22М (поз. 5а). С него выходной электрический. унифицированный. Сигнал 4-20 мА через входной барьер искробезопасности (поз. 5б) подается на модуль ввода аналог. сигнала системы управления и поступает в процессорный блок

На трубопроводе флегмы установлено сужающее устройство (поз. 5в), которое служит для создания перепада давления ∆ Р. Перепад давления поступает на дифманометр Метран-100-ДД-Еx (поз. 5г) преобразованный в унифицированный электрический сигнал 4-20 мА Через входной барьер искробезопасности (поз. 5д) подается на модуль ввода аналог. Сигнала системы управления и поступает в процессорный блок Управляющее воздействие в виде унифицированного сигнала с аналог. Выхода системы управления поступает через выходной барьер искробезопасности (поз. 5е) и позиционер (5ж) на «НЗ» РК (5з), установленный на подачи продукта на склад Т-7. Параллельно происходит запись параметра на принтере, текущее и управляющее воздействие показывается на дисплее.

Контур регулирования расхода напорного конденсата в кипятильник Т-158 с коррекцией по уровню в колонне К- 156 поз.8 описывается аналогично

6) Контур контроля температуры продукта в корпусе насоса поз. 148 (поз.6)

Текущее значение температуры колонны измеряется термопреобразователем типа ТСПУ Метран-276-Exd (поз.7а). С него выходной электрический. унифицированный сигнал 4-20 мА через нормирующий преобразователь и входной барьер искробезопасности (поз. 7б) подается на модуль ввода аналог. сигнала системы управления и поступает в процессорный блок

Контуры контроля температуры поз. 13 (верха колонны К-156) и поз.14 (верха колонны К-145) описываются аналогично

7) Контур регулирования температуры в кубе колонны поз. 156 (поз. 10)

Текущее значение температуры колонны измеряется термопреобразователем типа ТСПУ Метран-276-Exd (поз.11а). С него выходной электрический унифицированный. сигнал 4-20 мА через нормирующий преобразователь и входной барьер искробезопасности (поз. 11б) подается на модуль ввода аналог. сигнала системы управления и поступает в процессорный блок

Управляющее воздействие в виде унифицированного сигнала с аналог. выхода системы управления поступает через выходной барьер искробезопасности (поз. 11в) и позиционер (11г) на «НЗ» РК (11д), установленный на линии слива кубовой жидкости в сборник поз 164. Параллельно происходит запись параметра на принтере, текущее и управляющее воздействие показывается на дисплее.

8) Контур контроля уровня в сборнике поз. 1641 (поз.12)

Текущее значение уровня в сборнике измеряется и преобразуется уровнемером буйковым САПФИР-22М. (поз. 13а). С него выходной электрический унифицированный Сигнал 4-20 мА через входной барьер искробезопасности (поз. 13б) подается на модуль ввода аналог. Сигнала системы управления и поступает в процессорный блок

9) Контур контроля давления куба колонны поз. 156 (поз.15)

Текущее значение давления колонны измеряется и преобразуется датчиком давления Метран-100-ДИ-Еx (поз.16а). С него выходной электрический. унифицированный Сигнал 4-20 мА через входной барьер искробезопасности (поз. 16б) подается на модуль ввода аналог. сигнала системы управления и поступает в процессорный блок


2.2 Обоснование выбора приборов и средств автоматизации.

Уровнемеры

Уровнемер и преобразователь уровня гидростатический (буйковый) САПФИР-22М-ДД-Ех, преобразователь измерительный, взрывозащищенный гидростатическим давлением.

Назначение: для использования в системах контроля и регулирования, в системах количественного учета контролируемых сред, энергоресурсов.

Измеряемые среды и параметры: и р=4,0 МПа

Форма предоставления информации: 4-20 мА

Пределы измерения: 0-250кПа

Предельно допускаемое рабочее избыточное давление: 4,0 МПа

Погрешность измерения: 0,5

Питание, потребляемая мощность: от блока питания БПС-24 или типа БПС-90

Монтаж: монтажные части - фланец с резьбовым отверстием к ; ниппель с накидной гайкой М201,5

ПОСТ, ТУ: Ту 25-02.720441-85
Сужающие устройства

Сужающее устройство – диафрагма камерная ДКС 10-150 и ДКС 10-40 , предназначена для создания перепада давления при измерении расхода жидкостей, газов или пара по методу переменного перепада давления во фланцах трубопровода. Представляет собой сборочный узел, состоящий из самой диафрагмы, двух кольцевых камер («плюсовой» и «минусовой») корпуса, прокладки и патрубков отбора давления.

Отбор давления среды в корпуса кольцевых камер ДКС 10-150 выполняется через кольцевую щель Изготавливаются для установки на фланцах. Данные диафрагмы выпускаются с впадиной под фланцы и с выступом под фланцы по ГОСТ 12815-80.

диаметр условного прохода: Dу=150мм и Dу=40мм,

условное давление :Ру=10 МПа,

материал :сталь 12Х18Н10Т

При заказе необходимо указать:

1. Условное давление.

2. Условный проход трубопровода.

3. Условное обозначение по материалам.

4. Исполнение (с впадиной, с выступом).


Датчики давления
Интеллектуальный датчик давления Метран 100-100-ДД 1460 предназначены для измерения и непрерывного преобразования в унифицированный аналоговый токовый сигнал и/ или цифровой сигнал в стандарте протокола HART, или цифровой сигнал на базе интерфейса RS485 разности давлений;

Температура измеряемой среды в рабочей полости датчика не должна превышать допускаемой температуры окружающего воздуха. Поскольку в рабочей полости датчика нет протока среды, температура среды на входе в датчик, как правило, не должна превышать 120°С. Для снижения температуры измеряемой среды на входе в рабочую полость датчик устанавливают на соединительной линии, длина которой для датчика Метран 100-ДД рекомендуется не менее 3 м

Датчики ДД выдерживают воздействие односторонней перегрузки предельно допускаемым рабочим избыточным давлением в равной мере как со стороны плюсовой, так и минусовой камер

Достоинства:

Встроенный фильтр радиопомех.

Внешняя кнопка установки "нуля".

Непрерывная самодиагностика.

Характеристики:

Измеряемые среды: жидкости (в т.ч. нефтепродукты), пар, газ, в т.ч. газообразF ный кислород и кислородосодержащие газовые смеси; пищевые продукты

Выходной сигнал: 4-20мА;

основная погрешность: +0,1;

Материал: Сплав 36НХТЮ, углеродистая сталь;

Маркировка по взрывозащите: ЕхiaIICT5X;

Степень защиты от воздействия пыли и воды: IP65 по ГОСТ 14254

Внесен в Госреестр средств измерений, сертификат №11320

Межповерочный интервал - 3 года Гарантийный срок эксплуатации - 3 года
Интеллектуальный датчик давления Метран-100-ДИ 1152 предназначены для измерения и непрерывного преобразования в унифицированный аналоговый токовый сигнал и/ или цифровой сигнал в стандарте протокола HART, или цифровой сигнал на базе интерфейса RS485 давления

Датчик выдерживает воздействие перегрузки давлением Р = 1,25 Рmax, где Рmax -максимальный верхний предел измерений для данной модели датчика

Температура измеряемой среды в рабочей полости датчика не должна превышать допускаемой температуры окружающего воздуха. Поскольку в рабочей полости датчика нет протока среды, температура среды на входе в датчик, как правило, не должна превышать 120°С. Для снижения температуры измеряемой среды на входе в рабочую полость датчик устанавливают на соединительной линии, длина которой рекомендуется не менее 0,5 м

Достоинства:

Встроенный фильтр радиопомех.

Внешняя кнопка установки "нуля".

Непрерывная самодиагностика
Характеристики:

Измеряемые среды: жидкости (в т.ч. нефтепродукты), пар, газ, в т.ч. газообразF ный кислород и кислородосодержащие газовые смеси; пищевые продукты

Верхний предел измерения: 1,0 МПа

Выходной сигнал: 4-20мА;

основная погрешность: +0,1;

Материал: Сплав 36НХТЮ, углеродистая сталь;

Маркировка по взрывозащите: ЕхiaIICT5X;

Внесен в Госреестр средств измерений, сертификат №11320

Межповерочный интервал - 3 года Гарантийный срок эксплуатации - 3 года


Термопреобразователи
Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом типа ТСПУ–Метран-276-Exd.

Внесены в Госреестр средств измерений под № 21968-06, сертификат № 20149, ТУ 4211-003-12580824-2001.

Cертификат соответствия № РОСС RU.ГБ06.В00088 требованиям ГОСТ 51330.0; ГОСТ Р 51330.1; ГОСТ Р 51330.10

Термопреобразователь ТСПУ Метран-276-Ех могут применяться во взрывоопасных зонах, в которых возможно образование взрывоопасных

смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом категорий IIА, IIВ и IIС, групп Т1-Т6 по ГОСТ 12.1.011.

Предназначены для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким. 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.

-Выходной сигнал: 4-20мА;

-Предел допускаемой основной приведенной погрешности: 0,25, 0,5;

-Степень защиты термопреобразователя от воздействия пыли и воды IP65 по ГОСТ 14254.

-Виброустойчивость - группа исполнения V1 по ГОСТ 12997.

-Маркировка взрывозащиты:

ExiaIICT5, ExiaIICT6 с видом взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" - "ia";

1ExdIICT5, 1ExdIICT6 с видом взрывозащиты взрывонепроницаемая оболочка d".

-Напряжение питания:

от 18 до 42 В постоянного тока - для термопреобразователей с выходным сигналом 4-20 мА;

36 В постоянного тока - для термопреобразователей с выходным сигналом 0-5 мА .

Допускаемое отклонение напряжения питания - не более ±2%;

Потребляемая мощность:

не более 0,9 Вт - для термопреобразователей обыкновенного исполнения;

не более 0,5 Вт - для термопреобразователей взрывозащищенного исполнения.
Пример обозначения при заказе:

ТСПУ Метран-276-08 - Exd - 200/l - 0,5 - Н10 - (0...100)°С - 420 мА - БК - Т6 -У1.1(...) - ГП

1. Тип термопреобразователя:

ТСПУ Метран-276

2. Код исполнения защитной арматуры:

3. Вид взрывозащиты (указывается только для термопреобразователей взрывозащищенного исполнения):

Exd - взрывонепроницаемая оболочка.

4. Длина монтажной части, L, мм.

5. Абсолютное значение предела допускаемой основной приведенной погрешности.

6. Код исполнения защитной арматуры по материалам.

7. Диапазон преобразуемых температур.

8. Выходной сигнал.

9. Тип монтажного комплекта :

БК бронированный кабель;

ТБ трубный монтаж

10. Температурный класс (указывается только для термопреобразователей взрывозащищенного исполнения) по ГОСТ Р 51330.0

11. Климатическое исполнение по ГОСТ 15150:

У1.1 (указать температуру воздуха при эксплуатации)

12. Обозначение метрологической поверки:

ГП поверка органами Госстандарта.

Регулирующие клапана.
Регулирующий клапан модели GX серии DVC2000 фирмы Fisher® является самой современной конструкцией, состоящей из регулирующего клапана и привода и предназначенной для регулирования разнообразных сред: жидкостей, газов и пара. Клапан модели GX является прочным, надежным и простым в выборе конфигурации. Размер привода выбирать не нужно – он выполняется автоматически сразу же после определения конструкции корпуса клапана. Оптимизированная конструкция позволяет уменьшить количество деталей, а также снизить затраты на техническое обслуживание.

Клапан модели GX соответствует требованиям стандартов EN и ASME. Он допускает использование совместно с полным набором дополнительного оборудования, включая встроенный цифровой контроллер серии FIELDVUE® DVC2000.

Особенности

• Простота в выборе размеров и типа

• Не требуется определение размера привода –

выбор производится автоматически

• Легкость технического обслуживания

• Максимальная унификация деталей для всех

размеров

• Заменяемый комплект внутренних деталей

• Низкая стоимость эксплуатации

• Прочная конструкция

• Компактный, реверсируемый в полевых

условиях пневматический привод с

несколькими пружинами

• Имеется вариант со встроенным, простым в

калибровке цифровым контроллером серии

DVC2000

• Размеры клапана от DN 15 до DN 150

(от 0.5 до 6 дюймов)

• Классы давления PN 10 – 40, Классы 150 и 300

• Конструкция с высокой пропускной

способностью

• Тракт корпуса клапана оптимизирован для

получения стабильного потока

• Полный спектр материалов, включая сплавы

• Классы герметичности: Класс IV, V и VI

• Диапазон регулирования 50: 1

(равнопроцентная пропускная характеристика)

• Дополнительное металлическое уплотнение

сильфона
Цифровой позиционер.
Клапан конструкции GX может использоваться с цифровым контроллером серии

DVC2000. Контроллер DVC2000 легок в использовании, имеет небольшие размеры и сконструирован с учетом пожеланий по облегчению монтажа. Он преобразует

входной сигнал 4-20 мА в пневматический выходной сигнал, который управляет работой привода регулирующего клапана. Установка параметров прибора осуществляется с помощью кнопок и жидкокристаллического индикатора. Интерфейс

защищен от воздействия окружающей среды герметичным корпусом. Интерфейс поддерживает несколько языков, включая немецкий, французский, итальянский, испанский, китайский, японский и английский.
Входные и выходные барьеры искробезопасности
Серия ELCON HiD 2000 разработана для использования совместно с системами управления технологическими процессами и состоит из набора компактных модулей барьеров искробезопасности с гальванической развязкой,предназначенных для обработки и согласования входных и выходных сигналов на технологической установке.Кроме этого имеется набор стандартных и заказных объединительных плат, на которые модули устанавливаются.

При использовании этой новой линии модульных барьеров искробезопасности с гальванической развязкой

обеспечивается существенное снижение затрат на проектирование систем управления технологическими процессами, их наладку и обслуживание.

Компактные модули, вмещающие один, два или четыре изолированных канала, устанавливаются на объединительную плату и снимаются с нее без нарушения разводки кабелей. Для этого не требуется специальных знаний, поэтому исключается наиболее частый источник ошибок. Новый метод “Quick Lok” фиксации модулей без использования инструментов снижает затраты времени на монтаж и очень прост. При нажатии вниз фиксаторов на боковых сторонах модуля поворачиваются фиксирующие штыри на нижней стороне модуля, которые закрепляют его на объединительной плате. Чтобы снять модуль с платы, просто поднимите вверх фиксаторы. При обслуживании только дефектные модули снимаются с объединительной платы и заменяются исправными. Для этого не требуется специальных знаний, не надо отключать и вновь подключать сигнальные кабели, что позволяет исключить наиболее частый источник ошибок.

Поляризация объединительной платы надежно предотвращает ошибочную установку модулей при замене.

Основные особенности серии HiD 2000:

- высокая плотность компоновки, достигнутая за счет использования передовых методов проектирования и

преимуществ технологии поверхностного монтажа;

- отличные характеристики, в частности высокая точность передачи и воспроизведения сигналов, низкая

потребляемая и рассеиваемая мощность;

- широкая функциональность, большой выбор входных / выходных сигналов, гальваническая изоляция,

обнаружение повреждений линии;

- барьеры серии HiD 2000 сертифицированы на предмет искробезопасности в соответствии со стандартами CENELEC, CSA, FM, ГОСТ, SABS, SAA и другими международными и национальными стандартами. Кроме того, они соответствуют Европейским директивам по ЭМС, и все модули имеют маркировку СЕ.

Номинальные условия эксплуатации

Температура 23 °С

Относительная влажность 50 %

Номинальное напряжение питания 24 В пост. (от 20.4 до 30 В)

Нагрузка (там, где она применяется) 250 Ом

Верхнее значение шкалы 20 мА

Рабочая температура (может быть уменьшена) от 0 до 60 °С

Температура хранения от - 20 до 70 °С

Относительная влажность

(без конденсации до 35 °С)


3. РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КАНАЛА

  1. Контур регулирования уровня в кубе колонны Т-145 (поз. 1)

САПФИР-22М-ДД-Ех к=0,5

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала составляет:



  1. Контур регулирования расхода флегмы в ректификационную колонну поз.145 (поз.2)

Метран-100-ДД-1460 к=0,1

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала составляет:


3) Контур регулирования давления ректификационной колонны поз. 145 (поз.3)

Метран-100-ДИ-1152 к=0,1
HID 2842 к=0,1

Погрешность измерения канала составляет:


4) Контур регулирования расхода кубового продукта колонны поз. 145 в колонну поз. 156 с коррекцией по температуре (поз. 4)

Канал 1. Регулирование температуры:

ТСПУ Метран-276 к=0,25

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 1 составляет:



Канал 2.Регулирование расхода:

Метран-100-ДД-1460 к=0,1

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 2 составляет:



5) Контур регулирования расхода подачи на склад Т-7с коррекцией по уровню поз. 5

Канал 1. Регулирование уровня:

САПФИР-22М-ДД-Ех к=0,5

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 1 составляет:



Канал 2.Регулирование расхода:

Метран-100-ДД-1460 к=0,1

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 2 составляет:



6) Контур контроля температуры продукта в корпусе насоса поз. 148 (поз.6)

ТСПУ Метран-276 к=0,25

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 1 составляет:


7) Контуры регулирования уровня в емкости поз. Е-154 (поз. 7)
САПФИР-22М-ДД-Ех к=0,5

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала составляет:


8) Контур регулирования расхода напорного конденсата в кипятильник Т-158 с коррекцией по уровню в колонне К- 156 поз.8

Канал 1. Регулирование уровня:

САПФИР-22М-ДД-Ех к=0,5

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 1 составляет:



Канал 2.Регулирование расхода:

Метран-100-ДД-1460 к=0,1

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 2 составляет:



9) Контуры регулирования расхода флегмы в К-156 (поз. 9)

Метран-100-ДД-1460 к=0,1

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала составляет:

10) Контур регулирования температуры в кубе колонны поз. 156 (поз. 10)

ТСПУ Метран-276 к=0,25

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 1 составляет:



11) Контур регулирования уровня в емкости поз. Е-124 (поз. 11)

САПФИР-22М-ДД-Ех к=0,5

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала составляет:



12) Контур контроля уровня в сборнике поз. 1641 (поз.12)

САПФИР-22М-ДД-Ех к=0,5

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала составляет:



13) Контур контроля температуры верха колонны К-156 (поз.13)

ТСПУ Метран-276 к=0,25

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 1 составляет:




14) Контур контроля температуры верха колонны К-145(поз.14)

ТСПУ Метран-276 к=0,25

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала 1 составляет:



15) Контур контроля давления куба колонны поз. 156 (поз.15)

Метран-100-ДИ-1152 к=0,1

HID 2842 к=0,1

Погрешность измерения канала составляет:



16)Контур регулирования расхода питания в ректификационную колонну поз.145 (поз.16)

Метран-100-ДД-1460 к=0,1

HID 2026 к=0,1

Погрешность измерения канала составляет:



4.СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Голубятников В.А., Шувалов В.В.

Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учебн. для техникумов.- 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1985. - 352 с., ил.
2. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. Изд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Б.Д.Кошарского. Л., «Машино-строение» (Ленингр. отд-ние), 1976. – 488 с. с ил.
3. Номенклатурный каталог технических средств автоматизации.

ЗАО «Промышленная группа Метран», г. Челябинск, 2001-368с.
4. http://www.sibspz.ru
5. http://www.metran.ru


ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения курсовой работы построили информационно-измерительную систему. Для этого выбрали технические средства измерения и преобразования, пригодные для ввода в ЭВМ. При этом учитывалось функциональное назначение системы и объем обрабатываемой информации.

Для решения задачи сопряжения ЭВМ:

- осуществили разработку алгоритмом ввода и вывода информации;

- определили вид интерфейса сопряжения;

- выбрали модули связи ЭВМ с объектом.

Таким образом, были выполнены требования к выбору устройств и приборов, предназначенных для создания информационно-измерительных и управляющих автоматизированных систем на базе ЭВМ.




Скачать файл (870.9 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru