Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Путь к автоматизированным заводам?
Автоматизированная система управления производством (АСУП, Computer Integrated Manufacturing — CIM) стала ключевой концепцией автоматизации произ водственных процессов. Подразумевается объединение всех потоков информации, связанной с производственной деятельностью предприятия. Следует, конечно, заме тить, что далеко еще то время, когда целый завод можно будет включить нажатием одной кнопки (и даже еще не ясно, необходимо ли добиваться этого).
Реализация АСУП — не простая задача. Автоматизация не значит "все или ниче го", это — постоянное усовершенствование и развитие. И такое развитие не ограниче но рамками фабрики или завода. В качестве примера весьма показательно сравнить изменения в производстве автомобилей за последние десять лет в США, Европе и Японии. В Японии параллельно с внедрением автоматизации новые модели автомо билей проектировались так, чтобы их было проще производить. В Европе прогрес сивные изменения вводились на существующих заводах. В США подход заключался в том, чтобы автоматизировать все и сразу и чтобы старые операции выполнялись машинами вместо рабочих. Результат конкуренции был следующим: на заводах Toyota около 100000 рабочих выпускали почти столько же автомобилей в год, сколь ко более полумиллиона — на заводах General Motors (и тем не менее в Японии цифры безработицы держатся ниже, чем в Европе и США). Позднее и европейские, и амери канские производители хорошо усвоили японские уроки. К сегодняшнему дню кон куренция между всеми производителями усилилась.
Мораль истории заключается в том, что "системное мышление" не ограничивает ся технологией производства, а включает огромное множество других факторов, ко торые, возможно, более трудно определить и описать, но которые не менее важны для конечного результата. Постоянное сравнение предполагаемого решения с поставлен ными целями является обязательной процедурой.
Другим примером является производство широко известных швейцарских наруч ных часов Swatch, где решающую роль сыграло изменение конструкции. Вначале было резко сокращено количество монтируемых деталей, что в свою очередь сделало возможным массовое производство и, следовательно, существенное снижение цены этого высококачественного изделия.
АСУП — это не набор программ, который можно приобрести в готовом виде или специально адаптировать к определенной производственной ситуации. Вся деятель ность предприятия должна быть спланирована и организована таким образом, чтобы технологии автоматического управления были сначала внедрены на уровне произ водственных участков и затем постепенно распространялись бы в другие области. Внедрение АСУП не является быстрым решением — его следует рассматривать ско рее как эволюцию, нежели революцию.
Японский принцип организации производства сконцентрирован в знаменитом лозунге "Точно в срок" (Just-in-Time — JIT). Такая организация производства приме няется для снижения объема запасов и складов, т. е. промежуточных накопителей между станками и между предприятиями. Этот принцип основан на поставке ком понентов точно в тот момент, когда они необходимы. Крупные компании, особенно в автомобильной промышленности, могут, таким образом, обходиться без больших и дорогостоящих складских помещений.
Впервые JIT-принцип был применен на заводах Toyota. Он сочетает социально-экономические факторы с техническими методами и принимает во внимание как ин формационные технологии, так и распределение ответственности между персоналом предприятия и поставщиками. Воплощение принципов JIT — это продолжительный и дорогостоящий процесс, на конвейерах Toyota он занял около десяти лет.
Дополнительным аргументом внедрения метода JIT было то, что накопление за пасов на складах скрывает проблемы производства. Для объяснения этого подхода японские специалисты использовали следующую аналогию. Буферные склады по добны воде в гавани, а дно представляет собой проблемы. Буфер-вода скрывает про филь дна, и корабль может налететь на невидимые скалы. Если же уровень воды низкий, то дно легко просматривается, и при необходимости можно выполнить обходные маневры. Подобным образом, если промежуточные хранилища исключены из производственного процесса, то проблемные области становятся яснее, поэтому необходимое решение найти проще. Для европейских и американских компаний основной целью является извлечение быстрой прибыли на существующих рынках. Проектирование и маркетинг сфокусированы на этой цели, а главный объект внимания — это производимые товары.
Каждая медаль имеет оборотную сторону. Благодаря внедрению JIT склады ком паний-заказчиков сократились, однако склады поставщиков увеличились. Посколь ку склады частично переместились на улицы (транспортировка), то возросла интен сивность дорожного движения. Проблемы доставки, связанные с перемещением по городу, настолько сильно влияют на транспортные связи, что лозунг "Точно в срок" все больше и больше превращается во что-то вроде "Точно в пробку" (Just-in-Line). Так что приведенное выше сравнение можно продолжить — когда уровень воды низ кий и морское дно обозримо, возникает несудоходное мелководье. Фактически высо кая зависимость концепции JIT от внешних факторов с течением времени привела к тому, что компании Toyota, Nissan и их последователи опять стали сооружать скла ды на новых заводах.
Вычислительная техника работает как усилитель информации и, следовательно, усугубляет и положительные и отрицательные стороны процесса или системы. При помощи ЭВМ то, что работает удовлетворительно, будет работать лучше, но то, что работало плохо, перестанет работать вообще. Техника никогда не должна становить ся самоцелью, замыкаться сама на себя. Кофеварку можно снабдить микропроцессо ром, но это не означает, что кофе будут пить иначе, чем если вода для его приготовле ния кипятилась на плите. Главным является точное определение достижимых целей и проектирование соответствующего инструментария или автоматизированной фаб рики. Цели должны быть ясно обозначены, например:снижение времени на производство единицы продукции с 2 часов до 45 минут;снижение затрат на производство единицы продукции на 10 %;управление качеством: снижение брака с 20 % до 5 %;снижение времени простоев (когда станок не используется, поскольку преды дущий не закончил операцию) на 50 %.
Если таких целей нельзя достигнуть с помощью автоматизации, или существуют другие, не связанные с автоматизацией решения, то лучше и не "автоматизировать"!
Циклогексанон является промежуточным продуктом в синтезе капролактама из бензола.
Получается циклогексанон из бензола методом гидрирования бензола водородом до циклогексанола с последующим окислением циклогексанола кислородом воздуха в присутствии катализатора нафтената кобальта[6].
В результате окисления образуются циклогексанон и циклогексанол . Циклогексанол превращается в циклогексанон методом дегидрирования на медно-магниевом или цинкохромовом катализаторе.
Проектная мощность производства 50 тысяч тонн в год в пересчете на капролактам.
Технологический процесс получения циклогексанона включает следующие стадии:
1. Процесс распределения пара, азота, воды. (стадия 0).
2. Гидрирование бензола (стадия 100).
3. Окисление циклогексанона (стадия 200). В стадию 200 входят следующие подстадии: 3.1 процесс окисления циклогексана; 3.2 процесс нейтрализации продуктов окисления; 3.3 процесс отмывки кислот из оксидата; 3.4 процесс выделения циклогексанона и циклогексанола; 3.5 процесс отгонки циклогексана в корпусе 3002, 3003; 3.6 процесс отгонки циклогексана в корпусе 3008; 3.7 процесс абсорбции циклогексана; 3.8 процесс очистки сбросных газов окисления; 3.9 процесс отгонки циклогексанона и циклогексанола из щелочных стоков и «Х»-масел.
4. Разделение продуктов окисления и продуктов дегидрирования (стадия 300). В стадию 300 входят следующие подстадии: 4.1 омыление эфиров; 4.2 экстракция солей; 4.3 отгонка циклогексана и воды; 4.4 получение циклогексанона-сырца; 4.5 отгонка спиртовой фракции; 4.6 получение циклогексанона-ректификата; 4.7 получение циклогексанола-ректификата.
5. Дегидрирование циклогексанола (стадия 600). В стадию 600 входят следующие подстадии: 5.1 Процесс получения циклогексана. 5.2 Процесс очистки циклогексана. 5.3 Процесс дегидрирования циклогексанола.
6. Склад промежуточных продуктов (стадия 500).
После каждой стадии продукт поступает в соответствующую емкость промсклада и оттуда дальше на соответствующую стадию. Таким образом, стадии не связаны непосредственно одна с другой, а представляют собой самостоятельные установки. Имеется несколько линий связи только у стадии 200 и 300 между собой. Все общецеховые коммуникации (распределение пара, азота, воды, конденсата) собраны в стадию “0”.Цех состоит из двух корпусов, 3002 и 3003, каждый из которых представляет агрегат производства циклогексанона, включающий все стадии, в том числе и стадию “0”. Общим для цеха является только промежуточный склад (стадия 500).На каждом корпусе
установка дегидрирования состоит из двух агрегатов (общее их количество – 4, остальных стадий по 2).
Циклогексанон технический - легковоспламеняющаяся, бесцветная, маслянистая прозрачная жидкость с характерным запахом.
Эмпирическая формула С6 Н10 О
Структурная формула
|
Относительная молекулярная масса |
98,144 |
|
Плотность при 20 С |
948 кг/м3 |
|
Температура плавления |
40,2 С |
|
Температура кипения |
155,6 С |
|
Растворимость в воде при 40 С |
0,08 кг на 1 кг воды. |
|
Растворимость воды в циклогексаноне при 40 С |
0,078 кг на 1 кг циклогексанона. |
Циклогексанон с водой образует азеотропную смесь состава: массовая доля воды - 55,3 %, массовая доля циклогексанона - 44,7 %.
Температура кипения азеотропной смеси 97 С
Циклогексан
|
Химическая формула |
C6H12 |
|
Молярная масса |
84.16 г/моль |
|
Плотность |
0.779 г/см³ |
|
Температура плавления |
6.5 °C |
|
Температура кипения |
80.74 °C |
Циклогексан — органическое вещество класса циклоалканов. Хим. формула — C6H12
Получение
Получают гидрированием бензола в жидкой фазе при t 150—250 °C и 1-2,5 МПа (выход 99 %), а также выделяют ректификацией из нефтепродуктов.
Для уменьшения количества циклогексанона, передаваемого циклогексану при контакте последнего с реакционными газами, предусмотрена предварительная абсорбция циклогексанона из реакционных газов циклогексаном.
Для очистки от циклогексана реакционных газов, поступающих из скруббера - конденсатора поз. К 203 и газов дросселирования после колонны отгонки циклогексана поз. К 220 используются абсорбер высокого давления поз. К 232 и абсорбер низкого давления поз. К 238 соответственно.
К 203, поступают в абсорбер поз. К 232 для дополнительного извлечения из них циклогексана.
Объемная доля циклогексана в реакционных газах на входе в абсорбер составляет около 5 %. Температура газов не более 50 °С.Абсорбер поз. К 232 - колонный аппарат насадочного типа. Насадка - фарфоровые кольца Рашига 25 х 25 х 3 мм. Абсорбер работает при давлении от 0,75 до 0,95 МПа. Реакционные газы проходят через абсорбер снизу вверх навстречу стекающему по насадке абсорбенту и через регулятор давления поз. РRCA 225 сбрасываются на установку каталитической очистки газов от окиси углерода корпуса 3008/1.
Абсорбция осуществляется смесью циклогексанона и циклогексанола, в которой хорошо растворяется циклогексан при низкой температуре. В качестве абсорбента используются продукты дегидрирования или кубовая жидкость колонны отгонки циклогексана поз. К 357. Абсорбент подается из емкостей поз. Е 506/1,2,3 отделения органических полупродуктов корпуса 3004 или со стадии 300 насосом поз. Н 362/1,2 в сборник поз. Е 233 по уровню поз. LRСSА 213, предварительно охлаждаясь в теплообменнике поз. Т 276 абсорбентом, поступающим из абсорбера поз. К 238 на омыление, и в холодильнике поз. Т 219 захоложенной водой до 20 °С. Расход абсорбента регулируется регулятором расхода поз. FRCA 221. Перед абсорбером абсорбент охлаждается до температуры не более 20 °С в холодильнике поз. Т 235 захоложенной водой. Часть абсорбента - до 0,5 м3/ч, после холодильника поз. Т 235 подается в отделение гидрирования бензола.
В кубовой части абсорбера поз. К 232 поддерживается постоянный уровень регулятором поз. LRCSA 209 - клапан на линии выдачи отработанного абсорбента в абсорбер поз. К 238.
Для создания благоприятного температурного режима (температура в кубовой части абсорбера 25 °С ) и снятия тепла реакционных газов и тепла абсорбции часть отработанного абсорбента подается насосом поз. Н 236 через холодильник поз. Т 237, где охлаждается захоложенной водой до температуры не более 20 °С, в среднюю часть абсорбера. при уменьшении уровня абсорбента в кубе абсорбера поз. К 232 до 10 % - поз. LRСSA 209;
Отработанный абсорбент, содержащий до 25 % циклогексана, по уровню в кубовой части абсорбера поз. К 232 дросселируется в кубовую часть абсорбера низкого давления поз. К 238. При этом из абсорбента выделяются газы дросселирования, насыщенные циклогексаном.
В кубовую часть абсорбера поз. К 238 подаются также насыщенные циклогексаном газы дросселирования из колонны отгонки циклогексана поз. К 220. Газы дросселирования из колонны поз. К 220 корпуса 3008 могут подаваться в абсорбер поз. К 238 корпуса 3002 или 3003.
Абсорбер поз. К 238 представляет собой царговую колонну с колпачковыми тарелками и работает в режиме:давление верха не более 39 кПа;температура верха и куба не более 25 °С;
Абсорбент в абсорбер поз. К 238 подается также насосом поз. Н 234/1,2 через холодильник поз. Т 240, где охлаждается захоложенной водой до 15 °С.
Расход абсорбента, подаваемого в абсорбер поз. К 238, поддерживается регулятором поз. FRCA 222.Газы дросселирования после абсорбера поз. К 238 с объемной долей циклогексана не более 0,1 % направляются на факельную установку стадии 200 корпуса 3010. К 238 на факельную установку стадии 100 корпуса 3008/2. Сброс осуществляется через клапан регулятора давления поз. PRCА 226. На случай аварийной остановки при отказе клапана поз.
Рис. 1.1 Технологический объект
Исходя из технологической схемы процесса, описанной выше, можно составить схему материальных потоков и их информационных переменных
(рисунок 1.1).
Остановка цеха должна быть проведена в следующей последовательности[6]:
В цехе могут возникнуть следующие аварийные ситуации:отключение электроэнергии;прекращение подачи воздуха КИП;прекращение подачи охлаждающей воды;прекращение подачи пара;прекращение подачи азота для азотного дыхания
выход технологического параметра за критическое значение, в том числе повышение давления в аппаратах выше разрешенного;
выброс продукта вследствие разгерметизации, разрушения аппаратов и трубопроводов; взрыв;пожар;отказ системы блокировок и сигнализации; отказ системы управления, контроля и сигнализации;отключение электропитания ЦПУ корпуса 3001 и контроллеров корпуса 3002, 3003.
При вышеперечисленных аварийных ситуациях необходимо произвести аварийную остановку цеха согласно инструкции «По аварийной остановке цеха циклогексанон-2», являющейся составной частью плана локализации и ликвидации инцидентов и аварий в цехе циклогексанон-2.
8.2 Аварийное состояние производства, способы предупреждения и устранения
|
Вид аварийного состояния производства, стадий, оборудования |
Причины возникновения аварийного состояния |
Действия персонала по предотвращению или устранению аварийного состояния |
|
1 |
2 |
3 |
|
34 Уровень в кубе абсорбера поз. К 238 – поз. LRCSA 210 более 80 %. |
34.1 Неисправность регулятора уровня поз. LRCSA 210. 34.2 Неисправность или остановка основного насоса поз. Н 241/1,2. 34.3 Неисправность регулятора расхода абсорбента на колонну поз. К 238 – поз. FRCA 222. |
34.1.1 Проверить работу регулятора уровня поз. LRCSA 210. 34.2.1 Включить в работу резервный насос поз. Н 241/1,2. 34.3.1 Проверить работу регулятора расхода –поз. FRCA 222. |
|
35 Уровень в кубе абсорбера поз. К 238 – поз. LRCSA 210 менее 30 %. |
35.1 Неисправность регулятора уровня поз. LRCSA 210 в колонне поз. К 238. 35.2 Неисправность регулятора уровня поз. LRCSA 209 в колонне поз. К 232. 35.3 Неисправность регулятора расхода абсорбента на колонну поз. К 238 – поз. FRCA 222. |
35.1.1 Проверить работу регулятора уровня поз. LRCSA 210. 35.2.1 Проверить работу регулятора уровня поз. поз. LRCSA 209. 35.3.1 Проверить работу регулятора расхода – поз. FRCA 222. |
|
36 Температура в кубе абсорбера поз. К 238 – поз. Т 228 более 50 С. |
36.1 Недостаточная конденсация паров циклогексана в конденсаторах поз. Т 223, Т 224, Т 225. 36.2 Количество подаваемого абсорбента на орошение абсорбера – поз. FRCA 222 менее 1,0 м3/ч. 36.3 Температура абсорбента, подаваемого на орошение абсорбера на выходе из холодильника поз. Т 240 – поз. ТRА 233 более 15 С. 36.4 Наличие воды в питании колонны поз. К 220. |
36.1.1 Проверить работу воздушных конденсаторов поз. Т 223/1,2,3 и подачу воды в конденсаторы поз. Т 223/4, Т 224, Т 225. Произвести разгрузку агрегата окисления. 36.1.2 Остановить агрегат окисления для чистки Т 223/4, Т 224, Т 225. 36.2.1 Проверить работу регулятора количества абсорбента поз. поз. FRCA 222. 36.3.1 Проверить подачу захоложенной воды на холодильник поз. Т 240. Проверить температуру захоложенной воды на входе в цех и через мастера смены цеха капролактам-2 отрегулировать ее температуру. 36.4.1 Проверить работу узла нейтрализации. |
|
37 Давление сбросных газов на выходе из абсорбера поз. К 238 – поз. РRСА 226 более 39 кПа. |
37.1 Неисправность регулятора давления сбросных газов поз. РRСА 226. 37.2 Недостаточная конденсация паров циклогексана в конденсаторах поз. Т 223, Т 224, Т 225. |
37.1.1 Проверить работу регулятора давления сбросных газов поз. РRСА 226, переведя их выдачу по байпасу на факельную установку корпуса 3010. 37.2.1 Проверить работу воздушных конденсаторов поз. Т 223/1,2,3 и подачу охлаждающей воды в конденсаторы поз. Т 223/4, Т 224, Т 225. Произвести остановку агрегата окисления для чистки трубчатки конденсаторов поз. Т 223/4, Т 224, Т 225 |
|
38 Объемная доля циклогексана в сбросном газе на выходе из абсорбера поз. К 238 – поз. Q 243 более 0,1 %. |
38.1 Недостаточная конденсация паров циклогексана в конденсаторах поз. Т 223, Т 224, Т 225. 38.2 Количество абсорбента, подаваемого на орошение колонны поз. К 238 - поз. FRCА 222 менее 1,0 м3/ч. 38.3 Температура сбросных газов на выходе из абсорбера поз. К 238 - поз. TRA 227 более 25 С. 38.4 Температура абсорбента, подаваемого на орошение колонны поз. К 238 –поз. TRA 233 выше 15 С. |
38.1.1 Проверить работу воздушных конденсаторов поз. Т 223/1,2,3, подачу охлаждающей воды в конденсаторы поз. Т 223, Т 224, Т 225. При забивке конденсаторов произвести остановку агрегата окисления, для чистки конденсаторов. 38.2.1 Проверить работу регулятора количества абсорбента поз. FRCА 222. 38.2.2 Увеличить количество абсорбента подаваемого на колонну поз. К 238. 38.3.1 Увеличить подачу захоложенной воды на холодильник поз. Т 225. Проверить температуру захоложенной воды на входе в цех. и через мастера смены цеха капролактам-2 отрегулировать ее температуру. 38.4.1 Увеличить подачу захоложенной воды на холодильник поз. Т 240. Проверить температуру захоложенной воды на входе в цех. и через мастера смены цеха капролактам-2 отрегулировать ее температуру. |
|
39 Уровень в кубе абсорбера поз. К 232 – поз. LRCSA 209 более 80 % или менее 20 %. |
39.1 Неисправность регулятора уровня поз. LRCSA 209 в кубе абсорбера поз. К 232. |
39.1.1 Проверить работу регулятора уровня поз. LRCSA 209. |
|
41 Объемная доля циклогексана в сбросном газе на выходе из абсорбера поз. К 232 - поз. Q 242 более 0,1 %. |
41.1 Температура сбросных газов на выходе из абсорбера поз. К 232 – поз. ТRSA 224 более 25 C. 41.2 Температура газов после скруббера поз. К 203 –поз. TRA 204 более 50 С. |
41.1.1 Проверить подачу абсорбента в верхнюю и среднюю части абсорбера поз. К 232. Проверить температуру свежего и циркуляционного абсорбента на выходе из холодильников поз. Т 235 и Т 237. Проверить температуру и давление захоложенной воды на входе в цех. 41.2.1 Согласно пункту № 40. |
Пуск оборудования в эксплуатацию после ремонта производится сменным персоналом по письменному распоряжению начальника цеха. Пуск узла абсорбции осуществляется при наличии продуктов дегидрирования в емкостях поз. Е 506/1,2,3 отделения органических полупродуктов корпуса 3004 или после пуска колонны отгонки циклогексана и воды поз. К 357 с использованием в качестве абсорбента продуктов дегидрирования или кубовой жидкости колонны поз. К 357. Если колонна поз. К 357 не работает и продукты дегидрирования в емкостях поз. Е 506/1,2,3 отсутствуют, предусмотрена возможность использования в качестве абсорбента воды из системы спутникового обогрева или конденсата из линии нагнетания насоса поз. Н 287/1,2, подаваемых в линию подачи абсорбента по шланговой перемычке. После пуска колонны поз. К 357 или накопления продуктов дегидрирования в емкостях поз. Е 506/1,2,3 отделения органических полупродуктов корпуса 3004 узел абсорбции переводится на использование в качестве абсорбента органических полупродуктов. Открывается регулятор уровня поз. LRCSA 213 арматура № 96, 96/1 и продуктами дегидрирования или кубовой жидкостью колонны поз. К 357 заполняется сборник поз. Е 233, кубовые части абсорбера поз. К 232 через арматуру № 9/2, 9/3, 9/4, 9/6 и регулятор расхода поз. FRCA 221 и абсорбера поз. К 238 через арматуру № 9/7, 9/8, 9/10 и регулятор расхода поз. FRCA 222. Устанавливается постоянная подача свежего абсорбента на абсорбера поз. К 232, К 238 (по 1,5 м3/ч) с выводом от насоса поз. Н 241/1,2 в сборник-смеситель поз. Е 335 через арматуру № 9/11, 9/12, 9/13, 9/15 и регулятор уровня поз. LRCSA 210.
План расположения оборудования должен показывать размещение средств технического обеспечения АСУТП на площадке.
План расположения средств технического обеспечения, выполняемый при разработке технического проекта, должен определять расположение пунктов управления и средств тех нического обеспечения, требующих специальных помещений или отдельных площадей для размещения.
Документ допускается включать в раздел "Структура комплекса технических средств" документа "Описание ком плекса технических средств".
План расположения оборудования и проводок должен по казывать планы и разрезы помещений, на которых должно быть указано размещение средств технического обеспечения Системы. Документ допускается включать в раздел "Структу ра комплекса технических средств" документа "Описание комплекса технических средств".
Особенностью данной системы являеться то что на обьект не требуеться устанавливать датчиков расхода (температуры и концентрации) исходной газовой смеси, которая подаеться в нижнюю часть абсорбера(высокого и низкого давления) с помощью компрессора, так как концентрация будет определяться подачей абсорбента в верху. Мы также экономим абсорбент который вторично подаеться в абсорберы высокого и низкого давления. В этом объете: абсорбере низкого давления не устанавливаем датчик тепературы, который измеряет температуру внутри абсорбера,а также не устанавливаем датчик концентрации который должен измерять концентрацию циклогексанона на выходе из нашей системы. Экономия аналоговых и дискретных модулей ввода и вывода.
Литературный обзор.
|
Название |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ АБСОРБЦИИ |
|
Номер публикации |
92002656 |
|
Страна |
RU |
|
Дата публикации |
1995.04.30 |
|
Имя изобретателя |
Кондрашов С.Н., Шумихин А.Г. |
|
РЕФЕРАТ Способ управления процессом многоступенчатой абсорбции относится к управлению технологическими процессами. Изобретение позволяет уменьшить дисперсию содержания воды в готовом продукте. Способ управления процессом многоступенчатой абсорбции предусматривает регулирование перепада давления каждой ступени изменением расхода рециркулирующей жидкости с коррекцией перепада давления I ступени по расходу газа, регулирование температуры каждой ступени изменением расхода хладагента в соответствующие холодильники, регулирование уровня низа колонны I ступени изменением расхода готового продукта на склад, регулирование уровня низа колонны III ступени изменением расхода конденсата в колонну. Затем проводят регулирование низа колонны II ступени изменением расхода бедного продукта в колонну, а регулирование содержания воды в готовом продукте – изменением расхода слабого продукта в колонну I ступени. |
|
Название |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ АБСОРБЦИИ |
|
Номер публикации |
93044782 |
|
Страна |
RU |
|
Дата публикации |
1997.01.27 |
|
Имя изобретателя |
Кондрашов С.Н., Шумихин А.Г., Меренков В.Г. |
|
РЕФЕРАТ Изобретение относится к области управления технологическими процессами. Изобретение позволяет снизить энергозатраты для достижения заданной степени очистки газа в многоступенчатых процессах с жесткими ограничениями на состав жидкого продукта. В способе управления процессом многоступенчатой абсорбции путем изменения расхода орошающей жидкости в концевой абсорбер в зависимости от состава жидкого продукта и изменения расходов отводимой из абсорберов жидкости в зависимости от уровня в абсорберах, согласно изобретению, температуры орошающей жидкости в абсорберах регулируют в зависимости от расхода и заданной степени очистки газа изменением расходов хладагента в рециркулирующие теплообменники по ступеням абсорбции так, чтобы суммарный расход хладагента был минимальным. |
По многим причинам работу абсорбционной колонны чрезвычайно трудно регулировать. Обычная колонна имеет много контуров регулирования, работа которых во многом зависит от друг от друга. Надлежащий выбор контура регулирования важен для обеспечения эффективного функционирования колонны — неправильное сочетание управляемых и контролируемых параметров может привести к сильным взаимодействиям и даже к нечувствительности работы установки в целом. Нормальная работа большинства колонн легко нарушается вследствие изменения погодных условий, а также колебаний параметров теплонесущей и охлаждающей сред. Правильный выбор системы регулирования может снизить чувствительность к таким возмущениям.
Факторы существенные для процесса абсорбции можно разделить на входные и выходные. К входным воздействиям относятся: C0 – концентрация циклогексанона в исходной газовой смеси; FГ – расход исходной газовой смеси; FА – расход абсорбента; TГ - температура газовой смеси; TА - температура абсорбента. Выходные параметры: C1 - концентрация циклогексанона в обедненном газе; P – абсолютное давление в колонне; L – уровень насыщенного абсорбента в нижней части колонны.
Рисунок 1.3 – Модель объекта
Показателем эффективности процесса абсорбции является концентрация извлекаемого компонента в обедненной смеси, а целью управления - достижение определенного значения этой концентрации при заданной производительности установки. Концентрация определяется разностью количеств извлекаемого компонента, поступающего в колонну с газовой смесью и поглощаемого из нее абсорбентом. При эксплуатации абсорбционной установки контролю подлежат концентрационный состав обедненного газа, абсолютное давление в абсорбционной колонне, уровень жидкости в нижней части колонны, температура свежего абсорбента. После анализа параметров технологического процесса, которые подлежат контролю и регулированию запишем в таблицу :
|
№ |
Наименование установки |
Наименование параметра |
Еди-ницы изме-рения |
Предел измере-ния |
Допустимое отклонение |
Конт-роль |
Регу-ли-рова-ние |
|
1 |
Трубопровод реакционных газов то К203 |
Расход |
м3/ч |
100 |
±2% |
нет |
нет |
|
2 |
Трубопровод обеднённого газа из калонны К232 |
Концентрация |
% |
0.1 |
±7% |
да |
нет |
|
3 |
Абсорбер K232 |
Давление |
МПа |
0.95 |
±3% |
да |
да |
|
Уровень |
м |
1 |
±2% |
да |
да |
||
|
Температура |
0С |
50 |
±2% |
да |
нет |
||
|
4 |
Трубопровод абсорбента на входе в колонну К232 |
Расход |
м3/с |
3.19·10-3 |
±2% |
да |
да |
|
Температура чистого абсорбента, |
0С |
20 |
±0.5 |
да |
нет |
||
|
5 |
Абсорбер K238 |
Давление |
МПа |
0.03 |
±3% |
да |
да |
|
Уровень |
м |
1 |
±2% |
да |
да |
||
|
Температура |
0С |
25 |
±2% |
да |
нет |
||
|
6 |
Емкость233 |
Уровень |
м |
1 |
±2% |
да |
да |
|
7 |
Трубопровод абсорбента на входе в колонну К238 |
Расход |
м3/с |
3.19·10-3 |
±2% |
да |
да |
|
Температура чистого абсорбента, |
0С |
20 |
±0.5 |
да |
нет |
||
|
8 |
Трубопровод реакционных газов то К220 |
Расход |
м3/ч |
100 |
±2% |
да |
нет |
На основании выбранной структуры управления процессом осуществляется проектирование функциональной схемы.
Регулирование концентрации извлекаемого компонента в на сыщенном абсорбенте. Такая цель управления часто ставится при проведении процесса абсорбции в производстве кислот. В этом случае из газовой смеси необходимо поглощать такое количество компонента, которое бы обеспечило постоянство кон центрации Yк. В качестве основного регулируемого параметра следует брать эту концентрацию (часто используют также плот ность продукта), а регулирующее воздействие должно осуществ ляться изменением расхода абсорбента. При этом датчик со става с целью уменьшения запаздывания может быть установ лен не на линии насыщенного абсорбента, а в кубе колонны [4].
Регулирование состава при переменном расходе газовой сме си. Если расход газовой смеси определяется технологическим режимом предшествующего процесса, то стабилизировать его нельзя, а изменения его являются для абсорбера сильными воз мущениями. Для качественного регулирования процесса эти возмущения следует компенсировать до распространения их в объекте. Эту задачу решает регулятор соотношения расходов газовой смеси и абсорбента с коррекцией по концентрации Yк.Если на установку поступает смесь постоянного состава, то исключается одно из сильных возмущающих воздействий. Тогда достаточно вместо регулирования концентрации Yк ограничить ся стабилизацией расходов газовой смеси и абсорбента. Если при этом расход газовой смеси изменяется во времени, уста навливают регулятор соотношения расходов газовой смеси аб сорбента без коррекции по концентрации.
Регулирование процесса изотермической абсорбции. Некото рые процессы абсорбции протекают с большим выделением теп ла, что ухудшает массопередачу. В связи с этим возникает не обходимость в отборе части тепла из абсорбера, для чего уста навливают охлаждающие змеевики непосредственно в колонне. Расход хладоносителя, подаваемого в змеевик, должен опреде ляться тепловым режимом всего абсорбера. Если змеевики ус тановлены по всей высоте абсорбера, то параметром, характе ризующим тепловой режим абсорбера, является температура хладоносителя на выходе из него. Если же змеевики установле ны только в нижней части абсорбера, регулируемой величиной является температура насыщенного абсорбента.
Регулирование перепада давления в колонне. Некоторые конструкции абсорбционных колонн очень чувствительны к на рушению гидродинамического режима: даже незначительные изменения скорости газа в колонне ведут к неустойчивым ре жимам ее работы. В этих случаях следует стабилизировать не давление, а перепад давления в колонне изменением расхода обедненной газовой смеси.
Регулирование процесса при рецикле абсорбента. В некото рых случаях абсорбент, выходящий из куба колонны, лишь час тично отбирается с установки, большая же часть его возвраща ется в колонну в качестве рецикла. Уровень в колонне при такой технологии регулируют изменением расхода насыщенного аб сорбента, выводимого с установки, а концентрацию Yк—-изменением расхода свежего абсорбента.
Регулирование по возмущению (использование многоконтур ных систем). Если в объект поступают возмущения в виде изме нения состава и расхода исходной смеси, то расход абсорбента целесообразно изменять в зависимости от этих параметров, т. е. использовать регулирование по возмущению. Благодаря использованию многоконтурных систем можно значительно улучшить качество регулирования процесса и при наличии других возмущений. В качестве вспомогательных па раметров выбирают расход абсорбента — при регулировании концентрации извлекаемого компонента в обедненной смеси; расход хладоносителя — при регулировании температур газовой смеси и абсорбента, выводимых из холодильников; расход на сыщенного абсорбента — при регулировании уровня.
Процессы химической технологии - это сложные физико-химические системы, имеющие двойственную детерминированно-стохастическую природу, переменные в пространстве и во времени. Участвующие в них потоки вещества, как правило, многофазные и многокомпонентные. В ходе протекания процесса в каждой точке фазы и на границах раздела происходит перенос импульса, энергии, массы. Весь процесс в целом протекает в аппарате с конкретными геометрическими характеристиками, оказывающими, в свою очередь, влияние на характер этого процесса.
Цель процесса:получение очищенного газа с концентрацией (циклогексана и циклогексанона) равной (Q цик <= 0.1%) .
Участок абсорбции состоит из абсорбера высокого и низкого давления, (холодильников – № 1, № 2, № 3,№ 4 ,и емкости для абсорбента.
В нижнюю часть абсорбера высокого давления компрессором (двигателем M1) поступает газовая смесь состоящая: реакционных газов от скруббера конденсатора,газов дросселирования от теблообменика, (Fгаз = 4,0 – 9,4 м3/ч) и (Q цик = 5%) а верхнюю часть колонны насосом (двигателем M4) подается жидкая смесь состоящая:анола ректификата стадия 300 ,анола ректификата,а также абсорбент (в качестве абсорбента используются продукты дегидрирования или кубовая жидкость колонны отгонки циклогексана при T1= 20 °С и (Fаб1 = 20 - 80 м3/ч) в среднюю часть калонны подаеться кубовая жидкость при T3= 20 °С и (Fаб3 = 2 - 8 м3/ч), где происходит реакция поглощения газа жидкостью, в результате чего выделяется тепло. Реакция поглащения должна протекать при определенной температуре в нижнем (Т5=50°С) и в верхнем (Т6 =26°С) частях абсорбера.Сам процесс абсорбции протекает при (Т9=30°С). Давление в верхней части колонны на входе равно P1 =0.95 МПа). Охлаждение абсорбента происходит с помощью холодильников. Абсорбция осуществляется смесью циклогексанона и циклогексанола, в которой хорошо растворяется циклогексан при низкой температуре.
В нижнюю часть абсрбера низкого давления компрессором (двигателем M2) поступает газовая смесь состоящая: реакционных газов от ретификационной калонны, (Fгаз1 = 5,0 – 6,4 м3/ч) и Q анон1 = 5%) а верхнюю часть колонны насосом (двигателем M4) подается жидкая смесь состоящая:анола ректификата стадия 300 ,анола ректификата,а также абсорбент (в качестве абсорбента используются продукты дегидрирования или кубовая жидкость колонны отгонки циклогексана при Т2=20 °С и (Fаб2 = 10 - 40 м3/ч), где происходит реакция поглощения газа жидкостью, в результате чего выделяется тепло. Реакция поглащения должна протекать при определенной температуре в нижнем (Т7=17°С) и в верхнем (Т8 =25°С) частях абсорбера.Сам процесс абсорбции протекает при (Т10=20°С). Давление в верхней части колонны на входе равно P2 = 39КПа). Охлаждение абсорбента происходит с помощью холодильников. Абсорбция осуществляется смесью циклогексанона и циклогексанола, в которой хорошо растворяется циклогексан при низкой температуре.
Для предотвращения аварийных ситуаций:уменьшения вредных выбросов в абсорберах происходит измерение концентрации Q цик и Q цик1 . При превышении этого значения закрывается запорный клапан на линии выхода конечного продукта.
Затем продукт с пониженным содержанием циклогексана и циклогексанона поступает на другие процессы.
В процессе абсорбции получается продукт заданной концентрации (Q цик =0.1 %). Для стабилизации его концентрации в абсорбере высокого давления необходимо регулировать расход абсорбента Fаб1, поступающего в абсорбер высокого давления. Также необходимо поддерживать уровень (L=1м)в нижней части абсорбера и давление в абсорбере(P1=0.95МПа) Так как при превышении давления мы получим другую концентрацию конечного продукта. А для стабилизации его концентрации в абсорбере низкого давления необходимо регулировать расход абсорбента Fаб2, поступающего в верхнюю часть абсорбер низкого давления. Также необходимо поддерживать уровень (L=1м)в нижней части абсорбера и давление в абсорбере(P2 =39КПа)
При построении систем автоматизации производственных процессов определяют технологические параметры, подлежащие контролю и регулированию, а так же выявляют точки введения управляющих воздействий и каналы их прохождения по объекту. С этой целью составляют схему взаимных воздействий технологических параметров объекта, выделяют основные и дополнительные каналы прохождения сигнала, а затем выявляют контуры регулирования, компенсирующие колебания технологических параметров на входе аппарата. При необходимости контуры регулирования связывают между собой, и контролируемые величины выбирают так, что бы их число было минимальным, но достаточным для полного представления о ходе протекания технологического процесса.
Исходя из технологической схемы процесса, описанной выше, можно составить схему материальных потоков и их информационных переменных
(рисунок 1.2 а).
С точки зрения экономической составляющей:на обьект не требуеться устанавливать датчики расхода(температуры и концентрации) исходной газовой смеси. Мы также экономим абсорбент который вторично подаеться в абсорберы высокого и низкого давления. В этом обьете:абсорбере низкого давления не устанавливаем датчик температуры, который измеряет температуру внутри абсорбера,а также не устанавливаем датчик концентрации который должен измерять концентрацию циклогексанона на выходе нашей системы. Экономия аналоговых и дискретных модулей ввода и вывода. И такая экономическая составляющая ни как не повлияла на работу нашей системы.
Цель управления: получение продукта заданной концентрации (Q цик =0.1 %) .
Структурная схема САУ представлена на рисунке 1.2 б. На данной схеме приведены входные воздействия и выходные показатели, а также их взаимодействие. Анализ технологического процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона как ОУ позволяет обосновать выбор структуры системы автоматического управления.
Рисунок 2.1. Анализ процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона:
а) Схема материальных потоков и их информационных переменных; б) структурная схема САУ как ОУ.
На основании выбранной структуры управления процессом осуществляется проектирование функциональной схемы.
Схема газового абсорбера колонного типа со слоем осадка имеет следующий вид [1]:
где , — весовые расходы абсорбента (жидкость);
, — весовой расход газовой смеси;
, — концентрация поглощаемого компонента в жидкой фазе;
, — концентрация поглощаемого компонента в газе.
Уравнение массообмена:
где — удельный поток поглощаемого компонента из газа в жидкость;
— коэффициент массопередачи.
Рисунок. 2.2 Процесс абсорбции
— равновесная концентрация поглощаемого компонента в газовой смеси;
, .
Выделим участок в слое осадка длинной .
Принимаем равномерное распределение газа и жидкости по всему слою осадка.
Для вывода математической модели используются следующие уравнения:
где — количество вещества накапливаемого в данном слое;
— количество вещества поступающего в слой:
— количество вещества уходящего из слоя.
В процессе массообмена происходит изменение объемов жидкой и газовой фаз в данном слое.
где — удельный объем жидкой фазы;
— удельный объем газовой фазы;
— удельный объем насадки.
где — площадь сечения адсорбера;
— плотность жидкости.
Подставим 2.3.5 и 2.3.6 в 2.3.2, получим:
Уравнение 2.3.8 называется уравнением неразрывности жидкости.
Чтобы полностью определить выражение 5.1.8 необходимо определить взаимосвязь между и :
где — толщина слоя жидкости;
— поверхность насадок.
Эмпирическая зависимость между величинами и получена только для стационарного режима работы. Для нестационарного режима:
Аналогично можно получить уравнение математического баланса для газа:
Подставим 2.3.12 и 2.3.13 в 2.3.2:
Разделим 2.3.14 на и перейдя в правой части к пределу получим:
Получим уравнение профиля поглощаемого компонента в газовой фазе.
Запишем уравнение материального баланса для данного компонент:
Умножим 2.3.15 на величину :
Вычтем из уравнения 2.3.22 уравнение 2.3.21:
Разделим 2.3.23 на :
где
2.3.24— уравнение профиля концентрации поглощаемого компонента в газовом потоке на слое осадок толщиной .
Аналогично можно получить уравнение профиля поглощаемого компонента в жидкости.
Данное уравнение будет иметь вид:
В данном уравнении по сравнению с 5.1.24 изменен знак при и (т.к. концентрация поглощаемого компонента увеличивается за счет поглощения жидкого компонента).
Таким образом, при переменных весовых расходах , математическая модель газоабсорбера включает:
Если и ,
то и ;
и математическая модель газоабсорбера примет вид:
Зависимость является нелинейной, поэтому система уравнений 5.1.27 и 5.128 является не линейной. Задачей является линеаризовать данную систему:
где Г — константа Генри.
Обозначим и умножим 5.1.31 на Г:
по структуре данная система уравнений аналогична системе уравнений кожухотрубчатого противоточного теплообменника 2.3.34 и 2.3.35.
Передаточная функция газоабсорбера аналогична передаточной функции данного теплообменника.
ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА
Системы регулирования расхода имеют два основных отличия от сис тем регулирования большинства технологических параметров [2].
Во-первых, инерция собственно объекта регулирования обычно пренебрежимо мала, и после перемещения штока регулирующего кла пана в новое положение новое значение расхода устанавливается за доли секунды или, в крайнем случае, за несколько секунд. Это означает, что динамические характеристики системы определяются главным об разом инерционностью измерительного устройства, регулятора, испол нительного устройства и линий передачи сигнала (импульсных линий).
Во-вторых, сигнал, соответствующий измеренному значению рас хода, всегда содержит помехи, уровень которых высок. Частично шум представляет собой физические колебания расхода, частота которых настолько велика, что система не успевает на них реагировать. Поэто му при наличии шума, чтобы избежать усиления в системе случайных возмущений, следует применять малые значения коэффициента уси ления регулятора.
Нелинейная зависимость между перепадом давления на нормаль ном сужающем устройстве (например, диафрагме) и расходом при водит к тому, что при изменении расхода степень устойчивости систе мы регулирования изменяется. Увеличение коэффициента усиления объекта с ростом расхода теоретически может быть скомпенсировано, если эффективное значение коэффициента усиления клапана будет изменяться обратно пропорционально расходу. Клапана с такой харак теристикой практически не существует. Если требуется обеспечить качественное регулирование расхода при условии, что его значение может изменяться более чем вдвое, то для получения сигнала, пропор ционального расходу, необходимо использовать преобразователь, осу ществляющий операцию извлечения корня. Безусловно, указанная нелинейность отсутствует, если в качестве датчика используется элект ромагнитный расходомер.
Другой тип нелинейности встречается в случае использования по зиционера. Небольшое изменение сигнала на входе в позиционер приводит к тому, что на клапан подается максимальный управляющий сигнал. При дальнейшем увеличении сигнала на входе в позиционер его выходной сигнал не изменяется. Таким образом, частотные харак теристики системы зависят от величины сигнала, и настройки регуля тора, удовлетворительные при больших возмущениях, не обеспечива ют нужного качества регулирования при малых возмущениях.
Для синтеза АСР необходимо определить численные значения следующих коэффициентов:
; (3.1)
; (3.2)
; (3.3)
. (3.4)
Для этого необходимы следующие параметры:
технические характеристики
|
Абсорбер поз. К 232 |
1 |
Вертикальный аппарат D = 1 000/1 600 мм, Н = 19 765 мм, V = 21,46 м3 Насадка – кольца полуфарфоровые КПФ-25 Ррасч. = 1,25 МПа, tрасч. = 100 C |
10Х17Н13М2Т Плиты минераловатные полужесткие ПП Кожух из алюминиевого листа |
Рисунок 3.1 – Параметры емкости смешения
Тогда площадь определим как:
; (3.4)
;
; (3.5)
.
2) расходы абсорбента Fаб=50м3/ч и сырья FР0=10м3/ч [1].
3) параметры клапана из [1]: , .
.
Рассчитаем коэффициенты:
;
;
.
Для перехода к реальной передаточной функции по управлению необходимо домножить КХ на ход штока (0,2м) клапана и разделить на коэффициент клапана.
Окончательно получи передаточные функции модели:
; (3.6)
. (3.7)
ОСОБЕННОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА
Системы регулирования расхода имеют два основных отличия от сис тем регулирования большинства технологических параметров [8].
На рис. 3.1 изображена система регулирования расхода жидкости между двумя аппаратами. Объектом регулирования явля ется горизонтальный трубопровод, длина которого ( = 60 м, а внут ренний диаметр = 28 мм. На трубопроводе установлено сужающее устройство 1 с датчиком перепада давления и исполнительное устрой ство 3 состоящее из исполнительного механизма и регулирующего клапана с линейной расходной характеристикой.
Номинальные статические условия работы системы регулиро вания:
расход жидкости F0 = 6плотность жидкости = 1000 кг/м3;перепад давления на трубопроводе (разность между давлением жидкости на входе в трубопровод p1 и давлением жидкости на выходе из трубопровода р2 )
Составить линеаризованное дифференциальное уравнение объек та регулирования, связывающее изменение расхода жидкости через трубопровод с изменением перепада давления на трубопроводе Определить тип и численные значения параметров динамиче ского звена, которому соответствует трубопровод как объект регули рования расхода.
Решение. Запишем уравнение равновесия сил, действующих на поток жидкости в трубопроводе:
Где
— сила, приложенная к жидкости за счет разницы давления в аппара тах (А-плошадь поперечного сечения трубопровода);
Рисунок. 3.1. Схема системы регулирования расхода
— сила трения ( — потери давления на трение, связанные с расхо дом жидкости соотношением );
— сила инерции, равная произведению массы жидкости на ускорение ( — скорость жидкости).
Подставляя эти выражения в уравнение равновесия сил, получим нелинейное (из-за присутствия F2) дифференциальное уравнение пер вого порядка:
(3.8)
В номинальных статических условиях, когда расход жидкости не изменяется (dF/dt = 0), уравнение (5.1) принимает вид:
(3.9)
откуда следует значение коэффициента k :
(3.10)
Проведем линеаризацию уравнения (3.8). Для этого разложим в ряд Тейлора в окрестностях точки, соответствующей номинальному ста тическому режиму, выражение для силы трения и отбросим все нели нейные слагаемые ряда:
(3.11)
Введем для отклонения параметров от номинальных значений
обозначения:
(3.12)
Подставим (3.11) в уравнение (3.8) с учетом обозначений (3.12)
и, принимая во внимание соотношения (3.9) и (3.10), получим линеа ризованное дифференциальное уравнение первого порядка:
Приведем полученное дифференциальное уравнение к стандарт ному виду, чтобы определить постоянную времени трубопровода:
Коэффициент перед первой производной является постоянной времени трубопровода:
Коэффициент перед в правой части уравнения — статический коэффициент усиления трубопровода:
Таким образом, объект в системе регулирования расхода можно приближенно считать статическим звеном первого порядка с постоян ной времени Т= 0,2 с и коэффициентом усиления K= 2,3 л/(с МПа).
На рис. 3.2 приведена структурная схема системы регулирования расхода жидкости в трубопроводе.
Расход F с помощью сужающего устройства 1 преобразуется в перепад давления , который измеряется дифманометром 2 и преоб разуется в пневматический сигнал р2.
Диапазон измерения дифманометра от 0 Па до 1270 Па, диапазон изменения выходного сигната от 20 кПа до 100 кПа. По динамическим свойствам дифманометр соответствует статическому звену первого порядка с постоянной времени Т2 = 0,5 с.
Пневматический сигнал , соответствующий измеренному зна чению расхода передается от дифманометра к регулятору 4 по импульсной линии 3 длиной 150 м.
Сформированное регулятором управляющее воздействие по им пульсной линии 5 длиной 150 м поступает в мембранный испол нительный механизм 6 с объемом рабочей камеры 1.7 л. Диапазон изменения управляющего воздействия от 20 кПа до 100 кПа.
Обе импульсные линии вместе с камерами, к которым они под соединены , можно приблизительно считать статическими звеньями первого порядка с постоянными времени, зависящими от длины импульсной линии и от объема камеры (рис. 5.3,б).
Рис. 3.2. Структурная схема системы регулирования расхода .
Рисунок 3.3 зависимость длины трубопровода от постоянной времени.
а — влияние падения давления в трубопроводе на пропорциональную расходную характеристику регулирующего клапана (1 — = 0 кПа: 2 — = 70 кПа; 3— = 140 кПа; 4= 280 кПа);
б — зависимость постоянной времени Т от длины /пневматической импульсной линии, передающей давление сжатого воздуха в регулятор (1), в исполнительный механизм с объемом камеры 0,4 л (2), в исполнительный механизм с объемом камеры 1,7 л (3).
Изменение давления в рабочей камере исполнительного меха низма вызывает перемещение h штока регулирующего клапана 7 с пропорциональной расходной характеристикой (рис. 5.3, а). При этом проходное сечение клапана изменяется, что приводит к изменению регулируемого расхода F. Клапан вместе с трубопроводом можно считать статическим звеном первого порядка с постоянной времени Т7 = 1 с.
Значения параметров в номинальном статическом режиме:
расход жидкости
перепад давления на клапане = 140 кПа;
перепад давления на трубопроводе = 280 кПа;
перепад давления на диафрагме 760 Па;
Определить частотные характеристики разомкнутой системы регулирования расхода, рассчитать максимальный коэффициент уси ления пропорционального регулятора и критический (предель ный) период и найти оптимальные значения параметров настрой ки ПИ-регулятора в соответствии с рекомендациями Циглера и Никольса .
Решение. Определим постоянные времени импульсных линий по кривым на рис. 5.3,б. Постоянная времени импульсной линии от датчика до регулятора равна = 6,5 с. Постоянная времени импульс ной линии от регулятора до исполнительного механизма составляет Т4 = 27 с.
Найдем критическую частоту сокр для системы с пропорциональ ным регулятором из условия
Где ,, ,— фазово-частотные характеристики всех звеньев кон тура регулирования;— фазово-частотная характеристика разомк нутой системы.
Решение этого уравнения дает значение критической частоты
позволяющее определить величину критического периода:
Для того, чтобы определить максимальный коэффициент усиления пропорционального регулятора, необходимо сначала найти коэф фициенты усиления остальных элементов системы регулирования.
Связь между расходом и перепадом давления на сужающем устрой стве определяется выражением.
в котором коэффициент А: можно вычислить по значениям парамет ров в номинальном статическом режиме:
Замечание. Поскольку сужающее устройство имеет нелинейную стати ческую характеристику, найденное значение Kt соответствует лишь номи нальному режиму и будет меняться с изменением расхода.
Полагая, что статическая характеристика дифманометра линейна, его коэффициент усиления можно определить как отношение диапа зона изменения выходного сигнала к диапазону измерения:
Чтобы найти коэффициент усиления исполнительного механизма, воспользуемся следующими соображениями. При минимальном зна чении давления = 20 кПа клапан полностью закрыт (h = 0% ), при максимальном значении давления =100кПа клапан полностью открыт (h = 100% ). Считая статическую характеристику исполни тельного механизма линейной, вычислим его коэффициент усиления:
Для определения коэффициента усиления регулирующего клапа на воспользуемся его расходной характеристикой, приведенной на рис. 5.3,а, учитывая соотношение между падением давления на кла пане и в трубопроводе. Тангенс угла наклона касательной, проведен ной к кривой 4 в точке, соответствующей номинальному режиму, дает значение.
Теперь, перемножив АЧХ всех элементов системы регулирования, найдем амплитудно-частотную характеристику разомкнутой системы и, приравняв ее единице при критической частоте.
получим максимальный коэффициент усиления пропорционального регулятора
Пользуясь рекомендациями Циглера и Никольса, найдем опти мальные настройки для пропорционально-интегрального регулятора:
Произведем моделирование в Matlab 6.5
Рисунок 3.4 Структурная схема регулирования расхода
Рисунок 3.5 Результат моделирования полученной системы регулирования. tp=120 с, Перерегулирование =24 %
Каскадные системы регулирования подразумевают 2 контура регулирования.
В качестве второго контура регулирования возьмем температуру в абсорбере высокого давления. Датчик температуры ТСМУ Метран 274Exia.C помощью характеристики (диапазона измерения и выходного сигнала) определим коэффициент усиления датчика температуры
Построим в Мatlab 6.5 зависимость изменения температуры 0-180 сигнал 4-20мА
Рисунок 3.6 График зависимости тока[4 20] от диапазона[0 180]
X=[0 180]
Y=[4 20]
plot(X,Y)
xlabel('T')
ylabel('I')
Y=11.25x+4
Из этого следует что коэффициент усиления датчика температуры Kтемп=11.25
Постаяная времени датчика с учетом кожуха составляет Тдатч=15с
При регулирование учтем передаточную холодильника
|
Холодильник поз. Т 237 ( 3 элемента) |
2 |
Кожухотрубчатый аппарат Fобщ. = 93 м2, D = 400 мм, L = 4 690 мм Трубки: 25х2х4 000 мм, n = 300 шт Трубное пространство: Ррасч. = 0,6 МПа, tрасч. = 100 C Межтрубное пространство: Ррасч. = 2,5 МПа, tрасч. = 100 C |
12Х18Н10Т Вст3сп5 Пакеты минераловатные прошивные Кожух из алюминиевого листа |
Постоянная времени импульсной линии от датчика до регулятора равна = 6,5 с. Постоянная времени импульс ной линии от регулятора до исполнительного механизма составляет Т9 = 27 с.А также с учетом передаточной функции обьекта
Система будет иметь вид
Рисунок 3.7 Каскадная система регулирования расход температура.
Расчитаем с помощью метода Циглера-Никольса добьемся автоколебаний Kp=0.19
T=450-156=294;TI=294*0.82=241;Ki=1/TI=0.00041;P=0.19/2=0.095;
Рисунок 3.8.результат моделирования структурной схемы при полученых настройках регулятора
Изменим настройки на 10 % процентов Ki=0.000369;P=0.19/2=0.0855;
Рисунок 3.9 Структурная схема расход температура при изменении настроек регулятора на 10%
Рисунок 3.10 результат моделирования структурной схемы при полученых настройках регулятора
Сравнивая изменение параметров регулятора видно, что при увеличении Kп, Tи регулятора на 10% время регулирования tp=2500 с, что быстрее на 100 секунд по сравнению с исходными. Перерегулирование =13.8 % и это меньше на 1.3 % по сравнению с первоначальными. Следовательно принимаем следующие настройки параметров регулятора Ki=0.000369;P=0.19/2=0.0855;
3.4 Анализ влияния нелинейности и моделирование
Одним из характерных режимов работы нелинейной системы является автоколебательный режим, когда при отсутствии входного сигнала в системе возникают незатухающие периодические процессы.
Рисунок 3.11.Модель системы управления с использованием нелинейного элемента
Рисунок 3.12 :Переходная характеристика с учетом нелинейности.
Данные для расчета[9]:
среда — вода;
максимальный объемный расход
перепад давлений при максимальном расчетном расходе РО = 0.354 МПа;
темпе ратура поглатителя T=22°С;
плотность поглатителя x=997,4 ;
абсолютное давление до РО Р1 = 0.5 МПа;
абсолютное давление насыщенных паров при 22 °С Рнщ = 0,017 МПа;
кинематическая вязкость при 22°С
1. Работа регулирующего клапана характеризуется величиной пропускной способности Kv, м3/час, и пропускной характеристикой. Коэффициент условной пропускной способности равен расходу жидкости через клапан в м3/час с плотностью 1000 кг/м3, при перепаде давлений на нем 0,1 МПа (1 бар). Условный коэффициент пропускной способности определяется по формуле:
(3.13)
2. Предварительно по каталогу выбираем двухседельный РО, имеющий Dy=25мм и Ку=10= 1,2Кмакс=7.31м3/ч.
3. Определяем число Рейнольдса:
(3.14)
Так как Rey>2000, то влияние вязкости на расход не учитываем и выбранный РО проверяем на возможность возникновения кавитации.
4. Определяем коэффициент сопротивления РО(переводим диаметр в см)
(3.15)
Рисунок.3.13 Зависимость коэффициента кавитации Ккав и Ккав.max от
1.-для односедельных и двухседельных регулирующих органов при подаче среды на затвор;2- и для односедельных регулирующих органов при подаче среды под затвор;3- для односедельных и двухседельных регулирующих органов при подаче среды на затвор.
5. По кривой 1 рис 3.13 находим коэффициент кавитации Ккав = 0,5.
6. Определяем перепад давления, при котором возникает кавитация:
(3.16)
7. Заданный перепад давлений ро больше кав. следовательно, выбранный РО будет работать в кавитационном режиме и не обеспечит заданного расхода жидкости.
По условиям технологического процесса невозможно снизить ро до кав и увеличить кав до ро, поэтому необходимо выбрать ближайший больший РО, для которого снова определяется . В данном случае выбираем двухседельный РО с Dy =40мм и =25м3/ч, для которого
По кривой 3 рис 3.13 = 0.7
Тогда
(3.17)
Определяем максимальную пропускную способность:
(3.18)
Так как 1,2 = 7.48 м3/ч меньше Кvy =25м3/ч, то вновь выбранный РО обеспечит заданный максимальный расход в условиях кавитации. Выбор РО по пропускной способности считается законченным.
8. Окончательно принимаем двухсидельный РО с Dy =40мм и =25м3/ч.
9. Определяем
(3.19)
10. Уточняем
(3.20)
11. Уточняем перепад на регулирующем органе:
(3.21)
12. Уточняем максимальный расход через РО для принятого значения K у =25 м3/ч:
(3.22)
13. Находим относительные значения расхода:
14. Определяем диапазон перемещений РО для n' = 6.6:с линейной характеристикой
Рисунок 3.14 Расходные характеристики РО с линейной пропускной характеристикой.
Определяем из рис 6.3 0<S<0,1 ;
15. Определяем максимальное и мини мальное значения коэффициента передачи для рабочего диапазона нагрузок:для линейной пропускной характеристи ки
Рисунок 3.15 Значение коэффициента передачи РО с линейной пропускной характеристикой.
Определяем из рисунка 6.5
.
Выбираем РО с линейной пропускной характеристикой.
Выбор регулирующего клапана с ближайшей большей пропускной способностью Ky:
выбираем двухседельный стальной регулирующий клапан 25С40НЖ условный проход 40 мм ;условная пропускная способность 25 м3/ч;пропускная характеристика линейная, равнопроцентная;вид действия НО;материал Сталь 25Л;температура регулируемой среды от -40 до +50
Рисунок 3.16 - АСР с учетом отклонения характеристики РО от номинальной на 5% и 20%.
Рисунок 3.17 – Графики переходных процессов при отклонения характеристики РО от номинальной на 5% и 20%.
Сравнивая изменение параметров регулятора видно, что при увеличении Kп, Tи регулятора на 10% время регулирования tp=140 с, что быстрее на 5 секунды по сравнению с исходными. Перерегулирование =17.6 % и это меньше на 5% по сравнению с первоначальными. Следовательно принимаем следующие настройки параметров регулятора Kп=8.37, Tи=15,
Анализируя полученные результаты, можно сказать, что РО с нелинейными характеристиками, кроме компенсации нелинейностей объектов позволяют реализовать более «мягкий» переходной процесс, что влечет за собой увеличение времени регулирования.
Изучив результаты моделирования было решено не менять ни характеристику РО ни настройки регуляторов.
Определение степени опасности помещения установки технических средств автоматизации представляет собой важнейшую задачу, от решения которой во многом зависит результат проектирования системы автоматизации. Предприятия химического комплекса особенно опасны в этом смысле, поскольку производство часто основано на использовании токсичных, пожаро- и взрывоопасных веществ, а также сильнодействующих ядов. В соответствии с конкретными используемыми вредными веществами предприятия, а также непосредственно производственные помещения подлежат классификации по каждому из опасных и вредных факторов[10].
Безопасные методы обращения с сырьем, готовым продуктом и полупродуктами
Производство циклогексанона обладает повышенной опасностью из-за наличия следующих факторов[6]:
Таблица 4.1 Температурные классы электрооборудования
|
Температурный класс |
Предельная температура, С |
Температурный класс |
Предельная температура, С |
|
Т1 Т2 Т3 |
450 300 200 |
Т4 Т5 Т6 |
135 100 80 |
Таблица 4.2 Категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности
|
Категория помещения |
Характеристика веществ и материалов, находящихся (обращающихся) в помещении |
|
1 |
2 |
|
В1-В4 – пожароопасные |
ГЖ и трудно горючие жидкости, твердые горючие трудно горючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха, друг с другом только гореть, при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б. |
Таблица 4.3 Классификация по ПУЭ
|
аименование производственных помещений и наружных установок |
Категория взрывопожарной и пожарной опасности |
Классификация по ПУЭ |
Средства пожаротушения |
Группа производственных процессов по санитарной характеристике ( СНиП 2.09.04-87) |
||||
|
Класс взрывоопасной зоны |
Категория и группа взрывоопасных смесей |
Наименование веществ, определяющих категорию и группу взрывоопасных смесей |
Класс пожароопасной зоны |
Наименование веществ, определяющих класс пожароопасной зоны |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
2 Стадия окисления. Помещение приготовления катализатора корпуса 3002, 3003. Отм. 6,000 м. |
А |
В – 1а |
II A – T 3 |
Циклогексан |
П - 1 |
Циклогексан |
Первичные средства пожаротушения: пожарные краны, ящики с песком, огнетушители ОП -10. Автоматическая система пожаротушения. Система блокировок по отключению установок венти- |
I б Процессы, вызывающие загрязнение веществами третьего класса опасности, а также веществами, обладающими стойкими запахом тела и спец- |
Таблица 4.4 Характеристика производства по опасности накопления статического электричества
|
Наименование стадий, операций, оборудования, транспортных систем, на которых ведется процесс, обработка или перемещение веществ диэлектриков |
Наименование вещества |
Значение удельного объемного электрического сопротивления, Ом м |
Основные технические мероприятия по защите от статического электричества и вторичных проявлений молний |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
2 Стадия 200 Процесс окисления циклогексана. Трубопроводы и аппараты с органическими веществами. |
Циклогексан Циклогексанон Циклогексанол |
1015 107 106 |
Защитное заземление. Все емкости с ЛВЖ и ГЖ находятся под избыточным давлением азота (азотное дыхание, подача азота давлением 4,9 кПа в линии инертов). Заполнение аппаратов и емкостей осуществляется через опускные трубы. Наличие перемычек статического электричества на изоляции. |
Таблица 4.5. Взрывопожароопасные и токсичные свойства сырья, полупродуктов, готового продукта и отходов производства.
|
Наименование сырья, полупродуктов, готовой продукции, отходов производства |
Класс опасности (ГОСТ 12.1.007) |
Агрегатное состояние при нормальных условиях |
Плотность паров,газов по воздуху г/м3 |
Растворимость в воде, %масс |
Возможно ли воспламенение, образование токсичных веществ при взаимодействии с водой, кислородом, другими веществами (материалами) (да, нет) |
Температура |
Пределы воспламенения |
Аэровзвеси ( г/м3 или кг/м3) дисперсность |
ПДК (ОБУВ) в воздухе рабочей зоны производственных помещений, мг/м3 |
Характеристика токсичности |
|||||||
|
Кипения |
Плавления |
Воспламенения, самовоспламенения |
Вспышки |
Начало экзотермического разложения |
Концентрационные, % об. |
Температурные, С |
|||||||||||
|
нижний |
верхний |
нижний |
верхний |
||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
|
Циклогексан |
IV |
жидкость |
2,99 |
4 |
нет |
80,7 |
6,5 |
259 |
-18 |
- |
1,3 |
7,8 |
- |
- |
- |
80 |
Циклогексан - вещество малоопасное, токсичное |
|
Циклогексанон |
III |
жидкость |
3,38 |
9,9 |
нет |
156,6 |
31,2 |
420 |
40 |
- |
1,3 |
9,1 |
- |
- |
- |
10 |
Циклогексанон - вещество умеренно опасное, токсичное. |
Объекты I и II категории взрывоопасное. Для объек тов I и II категории взрывоопасно (SIL3 и RC5-6) необхо димо полное разделение функций и, соответственно, установ ка собственных клапанов РСУ и ПАЗ, чтобы обеспечить тре буемый уровень безопасности.
Учитывая категорию взрывопожарной и пожарной опасности, класс В1а взрывоопасной зоны, категорию и группу взрывоопасных смесей приборы должны иметь взрывозащищенное исполнение и искрозащиту .
Барьеры искрозащиты служат для обеспечения искробезопасности электриче ских цепей датчиков температуры, давления и др. измерительных преобразователей в системах измерения, сигнализации и регулирования, находящихся во взрыво-пожароопасных зонах производств различных отраслей промышленности (химиче ской, нефтехимической, нефтегазовой и др.).
Барьеры искрозащиты в зависимости от типа имеют входные или выходные искробезопасные электрические цепи, выполненные с уровнем взрывозащиты по ГОСТ Р 51330.10-99 «ib» — взрывозащищенный или «ia» — особовзрывозащищенный. Все барьеры устанавливаются вне взрывоопасной зоны и относятся к неразборным из делиям.
В «Правилах устройств электроустановок» (ПУЭ) взрывоопасная зона — это по мещение или ограниченное пространство в помещении, в которых имеются или мо гут образоваться взрывоопасные смеси.
Вид взрывозащиты основан на ограничении энергии искрообразования. Допу стимые параметры цепи: максимальное напряжение разомкнутой цепи до 30 В, ток к.з. до 100 мА, допустимая мощность до 0,45 Вт.
Барьеры искрозащиты могут быть активными и пассивными. Активные барьеры обеспечивают искробезопасность и питание датчиков с унифицированными выход ными сигналами, электропневматических преобразователей и др. устройств. Напря жение питания активных барьеров составляет величину 36±3,6 VDC или 24±0,5 VDC. Погрешность преобразования активных барьеров ±(0,1. ..0,2)%.
Пассивные барьеры обеспечивают искробезопасность датчиков и др. измери тельных преобразователей, не имеющих собственных источников питания (напри мер, электропневматических преобразователей, позиционеров, термопар и термоме тров сопротивления в обычном исполнении).
В блоках искрозащиты на стабилитронах (БИС) применяются защищенные плав кими предохранителями стабилитроны для ограничения напряжения шунтировани ем аварийного тока на землю. Барьеры состоят из шунтирующих стабилитронов и последовательно включенных резисторов или резисторов и сменных предохраните лей. Искрозащитные элементы обеспечивают искробезопасность электрических це пей посредством ограничения энергии. В нормальном режиме напряжение пробоя стабилитронов не превышает определенного значения и стабилитрон не пропускает ток. При превышении напряжения пробоя в случае аварии стабилитрон переходит в режим стабилизации с увеличением протекающего через него тока. При дальнейшем увеличении тока срабатывает предохранитель, предотвращая передачу критической электрической мощности во взрывоопасную зону.
Рисунок 4.3 -Электрическая схема барьера искрозащиты на стабилитро нах
Рисунок 4.4- Принципиальная схема соединений 2-канального барьера искрозащиты БИЗ 9712 фирмы «Сенсорика»
В активных барьерах искрозащиты с Гальванической развязкой источник сигна ла передается или принимается из взрыво опасной зоны через изолированный тракт (чаще оптрон). Так, в активных барьерах серии Корунд-М500 гальваническое раз деление сигнальных цепей входа и выхода происходит благодаря преобразованию входного сигнала постоянного тока в ча стоту следования импульсов и передачи их через оптрон с последующим восстановлением уровня постоянного тока. На рис. 4.5 приведена принципиальная электрическая схема активного барьера искрозащиты КОРУНД-М510.
Это допускает возможность заземления первичного преобразователя. Для умень шения вероятности возникновения взрывоопасной ситуации при заземлении необ ходимо следить, чтобы только одна точка цепи была заземлена, а другая должна быть изолирована от земли (напряжение пробоя не менее 500 В.).
Заземление барьера искрозащиты достигается установкой его на DIN-рельс. Кро ме того, обычно имеется одна клемма для заземления проводом. Устройства, уста новленные во взрывоопасной зоне (измерительные преобразователи, клапаны и др.) должны быть изолированы от земли. Если необходимо их заземление, то использу ются барьеры искрозащиты с гальванической изоляцией.
Рисунок 4.5- Принципиальная электрическая схема активного барьера искрозащиты КОРУНД-М510.
Для осуществления непрерывного регулирования технологическим процессом требуется получение текущих значений параметров, обеспечивающих заданное качество процесса. Поэтому на стадии подбора первичных преобразователей требуется особая тщательность. Нужно оценить какие параметры подлежат жесткому контролю и регулированию, затем второстепенной важности. После проведенного анализа проводится заказ нужного оборудования (требуемого класса точности, класс опасности помещения, в котором будет эксплуатироваться оборудование).
Таблица 4.6 Спецификация на приборы и средств автоматизации
|
№ позиции на схеме |
Наименование параметров |
Состав системы |
Тип приборов |
Количество |
|
|
Условное обозначение |
Технические характеристики |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
FRCA-12 FRCA-10 |
Расход абсорбента в колонну К 238 и в колонну К 232. |
FE (12-1) FE (10-1) |
|
Метран 300ПР |
2 |
|
FY (12-2) FY (10-2) |
Преобразователь I/Р, класс точности 0,5 |
Samson 3760 |
2 |
||
|
FV (12-3) FV (10-3) |
Клапан регулирующий с пневматическим позиционером. |
K-6T-47F-1511311 BL0AK. |
2 |
||
|
2FiA-8 |
Расход абсорбента в колонну К 238. |
FE (8-1) |
Расходомер вихреакустический |
Метран-300ПР |
2 |
|
FRA-18 |
Расход абсорбента в колонну К 238 и К 232 |
FE (18-1) |
Расходомер вихреакустический |
Метран-300ПР |
2 |
|
PCA-3 PCA-17 |
Давление в верхней части абсорбера K232 и Давление в верхней части абсорбера K238 |
PE (3-1) PE (17-1) |
Датчик давления; диапазон измерения 0.63-160 бар;погрешность +-0.25;параметры рабочей среды -30-+110°С выходной сигнал 4-20 мА |
Метран-22-АС |
2 |
|
PY(3-2) PY (17-2) |
Преобразователь I/Р. Входной сигнал 4-20 мА, выходной сигнал 0,02-0, l МПа. Класс точности 0,5. |
Samson 3760 |
2 |
||
|
FV 3-3) FV (17-3) |
Регулирующий клапан с пневматическим позиционером, Ду150;Ру=64;Kv=400."НЗ". |
25С50НЖ |
2 |
||
|
LRCSA-14;11; 5 |
Уровень в кубе колонны К 238 и уровень в баке E233 |
LE(14-1) LE (11-1) LE (5-1) |
Буйковый уровнемер Уровень 1 м; давление 40МПа МПа;погрешность +-0.5; параметры рабочей среды ---200-+450°С выходной сигнал 4-20 мА |
серия 12300 |
3 |
|
LY (14-2) LY (11-2) LY (5-2) |
Преобразователь I/P. Входной сигнал 4-20 мА, выходной сигнал 0,02-0, l МПа. Класс точности 0,5. |
Samson 3760 |
3 |
||
|
LV (14-3) |
Регулирующий клапан с пневматическим позиционером, тип Ду=70; Ру=64; Kv=160. "НЗ" |
25С50НЖ |
3 |
||
|
LV (11-3) |
Регулирующий клапан с пневматическим позиционером, тип Ду=60; Ру=64; Kv=160. "НЗ" |
25С50НЖ |
1 |
||
|
LV (5-3) |
Регулирующий клапан с пневматическим позиционером, тип Ду=40; Ру=40; Kv=16. "НЗ" |
28473113311 ALOAK, фирма "Хонеувел" |
1 |
||
|
QRA – 9 |
Объемная доля циклогексана, % из абсорбера К 232. |
QT (9-1) |
Термохимический газоанализатор 0-50% НКПР |
СТМ-30 1Exdib//CT6 |
1 |
|
ТRSA -4 |
Температура, ° С верхней части абсорбера К 232 |
ТЕ (4-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRSA- 6 |
Температура, °С абсорбента после холодильника Т 235. |
ТЕ (6-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRSA- 7 |
Температура, °С абсорбента после холодильника Т237. |
ТЕ (7-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТIA- 1 |
Температура, ° С в кубовой части абсорбера К 232. |
ТЕ (1-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRA- 16 |
Температура, ° С в верхняя части абсорбера К 238. |
ТЕ (16-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRA -13 |
Температура, ° С в кубовой части абсорбера К 238. |
ТЕ (13-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRA -15 |
Температура, ° С абсорбента после холодильника Т 240. |
ТЕ (15-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ Метран 274-Exia |
1 |
|
ТRA -2 |
Температура, ° С в калонне К232 |
ТЕ (2-1) |
термопреобразователь сопротивления |
ТСМУ 205 Ex |
1 |
|
HCV 218, 219,220 |
Дистанционное управление положение отсекатя |
GAL 218 GAН 219 GAL 220 |
Выключатель концевой поз |
L5K13PUM211 |
2 |
|
GYL 218 GYН 219 GYН 220 |
Реле давления |
РДМ-5 |
2 |
Бланк заказов датчиков температуры ТСМУ Метран 274 Exia
Автоматизация относится к отраслям, которые очень быстро развиваются. При разработке новых решений важно выполнить требование по совместимости с действующими средствами. Принципиально важно сохранение единого подхода к программированию, управлению и техническому обслуживанию.В современных условиях предприятия вынуждены повышать гибкость своего производства, что требует применения более универсальных решений из области управления. Соответственно, Контроллеры компании Beckhoff (Германия)
Контроллеры делятся на 3 класса: контролеры промышленной шины серии ВС и ВХ, серия Embedded-PC CX1000 и промышленные PC.
Контроллеры относятся к классу контроллеров, программируемых по стандарту МЭК 61131-3. Концепция компьютерного управления компании Beckhoff базируется на модульном принципе построения контроллеров и систем ввода/вывода, встраи ваемых компьютерах, программном обеспечении TwinCAT, высокоскоростной сети EtherCAT, сети Lightbus на основе оптоволокна и др.
Модульные PC-based контроллеры включают контроллеры серии СХ — СХ1000, СХ1020 и СХ9000 различных модификаций в зависимости от типа процессора, объе-
ма памяти, системных интерфейсов и пр.
Контроллер СХ1000 (рис. 1.4) относится к кон троллерам средней производительности. Все мо дули контроллера устанавливаются на DIN-рейке. Контроллер СХ1000 может работать в автономном режиме, без монитора и клавиатуры (в этом случае соответствующие компоненты не требуются). Если управляющая система не имеет средств визуали зации, существует возможность ее обслуживания через встроенный Ethernet или интерфейс RS-232.
При необходимости визуализация подключение осуществляется через DVI/USB мо дуль (DVI-Digital Video Interface — цифровой видеоинтерфейс) к любой управляющей панели Beckhoff. Контроллеры серии СX1000 представляют собой систему, модули ко торой соединяются между собой с помощью стандартной системной шины РС/104. Отдельные компоненты системы представляют собой модули одинарной (19 мм) или двойной (38) ширины. Базовый блок состоит из одного модуля CPU (СХ100х-0ххх), по ставляемого в различных модификациях, и одного модуля питания (СХ100-000х).
Различие модификаций процессорных модулей касается объема памяти (16 MB Флэш/32 MB RAM или 64 MB Флэш/128 MB RAM). Последний вариант является обя зательным условием для работы системы в среде Windows ХР Embedded. Также мо дули отличаются наличием различных интерфейсов (Ethernet, RS-232, USB), встроен ной операционной системой (Windows CE.NET или Windows ХР Embedded). Общи ми для контроллеров серии СХ являются: системная шина PC/104 Standard или ISA, блок питания на 24 VDC. Все варианты блоков питания оборудуются двустрочным (по 16 знаков в каждой строке) ЖК-дисплеем с подсветкой для вывода сообщений о статусе. Пользовательские программы могут использовать дисплей также для вывода
специальных текстовых сообщении.
Среди модулей серии СХЮОО имеются модули с интерфейса ми промышленных шин Profibus, CANopen, DeviceNet, SERCOS Interface и Lightbus как в исполнении Master, так и в исполнении Slave.
Для программирования контроллеров используется програм мное обеспечение TwinCAT. Сочетание модульной аппаратной ча сти и мощного программного обеспечения позволяет позициони ровать СХЮОО как контроллер для универсального применения.
Контроллер СХ9000 (рис. 1.5) включает процессорный мо дуль, блок питания, интерфейсы ввода/вывода, EtherCAT-модули
или K-bus модули. Операционная система — Microsoft Windows СЕ, оперативная па мять 64 Мбайт с расширением до 128 Мбайт., интерфейс — 2xEthernet. Программное обеспечение контроллера — TwinCAT СЕ PLC или СЕ NC РТР runtime.
Таблица 4.7 — Распределение параметров, подлежащих контролю и регулированию по модулям 1-го контроллера
|
Модуль |
Канал |
Параметр |
|
1 |
2 |
3 |
|
AI1(KL 3458) |
1 |
Температура в кубовой части абсорбера высокого давления |
|
2 |
Температура в калонне высокого давления |
|
|
3 |
Температура верхней части абсорбера высокого давления |
|
|
4 |
Температура после холодильника X1 |
|
|
5 |
Температура после холодильника X2 |
|
|
6 |
Температура после холодильника X3 |
|
|
7 |
Температура в кубовой части абсорбера низкого давления |
|
|
8 |
Температура верхней части абсорбера низкого давления |
|
|
AI2(KL 3458) |
1 |
Давление в верхней части абсорбера высокого давления |
|
2 |
Давление в верхней части абсорбера низкого давления |
|
|
3 |
Расход абсорбента в калонну высокого давления |
|
|
4 |
Расход абсорбента в калонну низкого давления давления |
|
|
5 |
Уровень в калонне высокого давления |
|
|
6 |
Уровень в калонне низкого давления |
|
|
7 |
Уровень в емкости |
|
|
8 |
Обьемная доля циклогексана |
|
|
AI3(KL 3458) |
1 |
Расход абсорбента в среднюю часть калонны высокого давления |
|
2 |
Расход абсорбента поступающего в емкость |
|
|
3 |
- |
|
|
4 |
- |
|
|
5 |
- |
|
|
6 |
- |
|
|
7 |
- |
|
|
8 |
- |
|
|
AO1(KL 4418) |
1 |
Регулирование давления в абсорбере высокого давления |
|
2 |
Регулирование давления в абсорбере низкого давления |
|
|
3 |
Регулирование уровня в абсорбере высокого давления |
|
|
4 |
Регулирование уровня в абсорбере низкого давления |
|
|
5 |
Регулирование уровня в емкости |
|
|
6 |
Регулирование расхода абсорбента поступающего в абсорбер высокого давления |
|
|
7 |
Регулирование расхода абсорбента поступающего в абсорбер низкого давления |
|
|
8 |
- |
|
|
DI1(KL 1408) |
1 |
Нажата кнопк включения 1 насоса |
|
2 |
Нажата кнопк включения 1 насоса(резервного) |
|
|
3 |
Нажата кнопк включения 2 насоса |
|
|
4 |
Нажата кнопк включения 2 насоса(резервного) |
|
|
5 |
Нажата кнопк включения 3 насоса |
|
|
6 |
Нажата кнопк включения 3 насоса(резервного) |
|
|
7 |
Нажата кнопк включения 1 компрессора |
|
|
8 |
Нажата кнопк включения 2 компрессора |
|
|
DO1(KL 2408) |
1 |
Включить двигатель М1 |
|
2 |
Включить двигатель М2 |
|
|
3 |
Включить двигатель М3 |
|
|
4 |
Включить двигатель М4 |
|
|
5 |
Включить двигатель М5 |
|
|
6 |
Включить двигатель М6 |
|
|
7 |
Включить двигатель М7 |
|
|
8 |
Включить двигатель М8 |
Решения в системах управления реального времени зависят от сложности про блемы и поставленной цели. Хотя большинство понятий и подходов похожи, суще ствующие многочисленные средства и технологии позволяют получать совершенно разные реализации автоматизированных систем. Так же как и в других технических областях, здесь не существует универсального решения, и для каждой конкретной задачи требуется свой подход[5].
Достаточно трудно разделить уровни интеграции систем управления, так как чет ких границ нет. Тем не менее существуют большие области, которые характеризуют ся своей технологией, своей промышленной базой и долей рынка. Приведенный 3Десь обзор не претендует на полноту.
Интегральные и гибридные микросхемы содержат логику обработки данных, по зволяющую реализовать сложные алгоритмы на основе либо комбинационного уп равления, либо программного микрокода {firmware), "зашитого" в микросхему. Мик ропроцессоры общего назначения также базируются на простых, программно управляемых логических схемах. Кроме серийно выпускаемых, возможно примене ние специальных заказных микросхем для конкретных приложений, однако из-за высоких издержек на проектирование и запуск в производство это становится эконо мически эффективным, если объем выпуска превышает несколько тысяч штук.
Для сопряжения (полевых) локальных контуров регулирования с АСУТП верхнего уровня используют сетевые коммуникации.
Модульная система ввода/вывода Bus Terminal. Станция ввода/вывода представ ляет собой сетевой контроллер ВС (Bus Coupler), обеспечивающий связь модулей вво да/вывода с промышленной шиной. Контроллер станции ввода/вывода может также выполнять самостоятельные функции по управлению процессом, диагностике и др. В систему ввода/вывода входят более 150 типов модулей, в том числе модули Bus Terminal с интерфейсами RS-232, RS-485, Ethernet для связи с различными интеллектуальными устройствами (подключение к сети Ethernet только для контроллера ВС9000). Дискрет ные модули выполнены в виде 2-, 4-и 8-канальных устройств. Стандартные аналоговые входы сигналов +10 В, 0 ... 10 В, 0/4 ... 20 мА выполнены в 1-, 2-, 4- и 8-канальном вари анте. В стандартном корпусе модуля шириной всего 12 мм компактно сосредоточены входы и выходы аналоговых сигналов. Благодаря этому достигается высокая плотность системы, позволяющая экономично использовать занимаемое пространство. На рис. 1.6 показан контроллер ВС9000 из серии ВС.
Управление каналами ввода/вывода осуществляется по промышленной шине через интерфейсный модуль Bus coupler, который выбирается по типу шины, в соот ветствии с необходимыми требованиями.
Модуль расширения K-bus позволяет подключать до 255 модулей ввода/вывода к одному контроллеру. Контроллеры промышленных шин Beckhoff поддерживают про токолы Lightbus, Profibus DP/FMS, Interbus, CANopen, DeviceNet, ControlNet, Modbus, Fipio, SERCOS Interface, RS-232, RS-485, Ethernet TCP/IP и USB.Модуль ввода/вывода может быть мастер-устройством промышленной шины. Как правило, это целесообразно для интегрирования подсистем в систему более вы сокого уровня. Мастер-устройства доступны для следующих шин: AS-Interface, EIB, LON, DALI, LIN и EnOcean.
Различные типы Bus Terminal контроллеров (рис. 1.7) используют различные сети. Сеть Lightbus поддерживает ПЛК типа ВС2000; Profibus — ВС31хх; Interbus — ВС4000; CANopen — ВС51хх; DeviceNet — ВС52хх; Modbus — 7300; RS-485 — ВС8000, ВХ8000; RS-232 — BC81xx; Ethernet TCP/IP — BC90xx, BX9000, BC91xx.В зависимости от типа шины интерфейсные модули BUS Coupler подразделяют ся на следующие типы: EtherCAT — ВК1120, ВК1250; Lightbus — 
ВК20хх; Profibus — ВКЗОхх, ВК31хх, ВК35хх; Interbus — ВК4500; CANopen — ВК5lxx, LC5lxx; DeviceNet -BK52xx, LC5200; ControlNet — BK7000; CC-Link— BK7150; Modbus — BK73xx; FipiВК7420; Sercos Interface — BK75xx, RS-485 — BK8000; RS-232— BK8100; Ethernet TCP/ IP— BK90xx, 9100; ASi— KL/KS62xl, LON— KL/KS6401; MP-bus— KL/KS6771.
Серия контроллеров BX (BX3100, BX5120, BX5200, BX8000 и ВХ9000) отличается от серии ВС большим объемом памяти (ОЗУ-512 кбайт, флэш ПЗУ — 1 Мбайт), а также наличием дополнительного интерфейса RS-485, ЖК-дисплея и часов реально-ю времени. Кроме того, контроллеры серии ВХ поддерживают промышленную сеть CANopen. На рис. 1.8 показан общий вид контроллера ВХ9100.Промышленные (рис. 1.9) базируются на процессоре Intel Pentium от 266 МГц до 2 ГГц, объем ОЗУ — от 64 Мбайт до 1 Гбайт. Возможно оснащение промышленного ПК встроенным ЖК-дисплеем или удаленным на расстояние до 100 м. Новая серия промышленного ПК С6300 обладает малыми габаритами, высокой производительно стью, большим набором интерфейсов промыш ленных шин. ПО промышленного компьютера — TwinCAT под Windows NT/2000/XP.
Компоновка вашей системы оказывает значительное влияние на надежность вашей системы, удобство ее установки, внешний вид, а также удобство и безопасность ее технического обслуживания:
Архитектура подключения
Пример 1.подключения контроллеров СX
Существует много способов автоматизации, и невозможно определить несколько простых универсальных решений. Большинство задач можно решить на основе раз ных подходов и на разном оборудовании. Важно четко различать уровни системной интеграции и выбрать правильные аппаратное и программное решения в соответ ствии с конкретной проблемой. Оборудование и компоненты, выполняющие одина ковые функции, могут существенно отличаться. Например, для измерения напряже ния и выдачи значений в цифровой форме существует широкий набор аппаратуры — от АЦП на базе микросхем до экзотических программируемых цифровых вольтмет ров с дистанционным сбором данных[7].
Чертежи расположения оборудования и проводок содержат планы и разрезы производственных помещений и наружных установок с размещением и координацией приборов и средств автоматизации, щитов, пультов, агрегатных комплексов и др., а также потоков электрических и трубных проводок [7].
С точки зрения механических размеров наиболее распространенным промышлен ным стандартом являются 19-дюймовые монтажные (объединительные) шкафы и стойки. Размер 19 дюймов, или 482.6 мм, — это ширина шкафа. Высота компонен тов измеряется в условных монтажных единицах, обозначаемых буквой U (44.45 мм или 1.75 дюйма). На практике используются только высоты, кратные трем, напри мер, 3U, т. е. 133.35 мм или 5.25 дюйм. На профессиональном жаргоне используются выражения "одинарная высота" и "двойная высота". Однако следует иметь в виду, что "одинарная высота" значит 3U, а не U. Эти размеры совместимы с форматом плат, предназначенных для установки в разъемы системных шин. Вы сота плат формата Eurocard, разработанных для установки в стандартную стойку, на чинается со 100 мм и увеличивается с шагом 133.35 мм, или 3U. На рис. 12.1 показан типовой 19-дюймовый шкаф.
Формат 19 дюймов регламентирован международным стандартом ISO/IEC 297, в Германии - DIN 41494 и в США - ANSI/IEEE 1101. Немецкий стандарт DIN 41494 охватывает не только шкафы, стойки и стеллажи, но и печатные платы, разъемы и т. п. Формат 19 дюймов поддерживается большинством производителей вычисли тельной техники и периферийных устройств для промышленных приложений. Су ществуют реализации некоторых системных шин в формате, специально предназна ченном для установки в 19-дюймовые стойки, например VMEbus и Compact PCI.Формат 19 дюймов неудобен — по крайней мере для европейцев — тем, что ис пользует американскую систему мер, а стандарт IEC 297 совмещает две различные системы единиц, что тоже не улучшает ситуацию. Из-за этого был определен новый стандарт IEC 917 "Metric rack components, multimodule 25 mm" ("Метрические ком поненты несущих элементов, база 25 мм"), в котором размеры высоты, ширины и глу бины кратны 2.5 или 25 мм. Новый стандарт учитывает большую популярность фор мата 19 дюймов — компоненты того формата можно устанавливать в стойках метрического стандарта с помощью простых переходников.танционное управление, либо могут быть оснащены им. Новые компоненты и узлы проектируются автономно, а затем совмещаются с уже имеющимся оборудованием.
ПЛК СX1000 серии фирмы Bechoff можно с помощью специальных драйверов программировать через Step7 фирмы Siemens или через СoDeSys. Ниже, на рисунке 4.6 приведен пример непрерывного ПИД-регулятора для контура регулирования расхода в газопроводе, написанного на языке LAD.
Рисунок 4.6 РID регулятор на языке LAD
На основании функциональной схемы была составлена мнемосхема для SCADA – системы процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона. На ней указаны ключевые технологические аппараты, устройства контроля (созданы окна для отображения регистрируемых параметров) и органы управления.
На схеме указаны технологические аппараты, устройства измерения и регулирования. Для большей наглядности созданы окна для отображения регистрируемых параметров.
Управление данными устройствами производится с помощью PLC и промышленных компьютеров. В данных устройствах применяется специализированное программное обеспечение, которое позволяет наблюдать за ходом тех. процесса в режиме реального времени, так же для передачи информации широко применяются мнемосхемы реализованные с помощью программного обеспечения. В качестве программного обеспечения могут использоваться скада-системы которые позволяют организовать управление тех.процессом, прием и передачу информации, а так же архивирование параметров и данных. Примерная схема подключения приборов и устройств автоматики в скада-системах:
В области систем микроклимата для шкафов действуют несколько стандартов: IEC 60 890 (ранее МЭК 890), EN 60 814, DIN 57660 часть 500, VDE 0660 часть 500, являющиеся по сути одной и той же нормой, принятой разными институтами. Эти стандарты унифицируют принцип расчёта теплообмена шкафа.
Считается, что единственным способом теплообмена шкафа с окружающей средой является естественная конвекция. Следовательно, принципиально важным является понятие эффективной площади теплообмена шкафа. Очевидно, что способ установки шкафа: свободно стоящий, у стены, в нише — радикально влияет на теплообмен шкафа. Стандартом предусмотрена классификация типов установки шкафов и указана формула для расчета эффективной площади теплообмена А для каждого случая (табл. 1). В приведённой таблице использованы следующие обозначения:
W — ширина шкафа, м;
H — высота шкафа, м;
D — глубина шкафа, м.
Далее для расчётов будут использоваться следующие переменные и параметры:
Формулы для расчёта параметра А
|
Тип установки |
Формула для расчёта А, м2 |
|
Один шкаф, свободно стоящий |
A = 1,8·H · (W + D) + 1.4 · W · D |
|
Один шкаф, монтируемый на стену |
A = 1,4 · W · (H + D) + 1,8 · D · H |
|
Крайний шкаф свободно стоящего ряда |
A = 1,4 · D · (H + W) + 1,8 · W · H |
|
Крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену |
A = 1,4 · H · (W + D) + 1,4 · W · D |
|
Не крайний шкаф свободно стоящего ряда |
A = 1,8 · W · H + 1,4 · W · D + D · H |
|
Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену |
A = 1,4 · W · (H + D) + D · H |
|
Не крайний шкаф в ряду, монтируемом на стену, под козырьком |
A = 1,4 · W · H + 0,7 · W · D + D · H |
Рис. 2. Типичная диаграмма мощности холодильного агрегата
Ti — температура внутри шкафа, K; Ta — температура окружающей среды, K;
ΔT = Ti – Ta;
Qv — тепловые потери, выделяемые
оборудованием внутри шкафа, Вт;
Qs — тепло, отводимое через поверхность шкафа, Вт; Qs>0 при ΔT>0, Qs<0 при ΔT<0;
Q0 — необходимая мощность охлаждения холодильного агрегата (кон диционера) шкафа или тепловая мощность обогревателя шкафа (Q0<0), Вт;
V — объёмный поток воздуха, м3/ч; A — эффективная площадь теплообмена шкафа, м2;
k — коэффициент теплопередачи,
; для листовой стали k ≈ 5,5,
для пластиков k ≈ 3,5; для шкафов сдвойными стенками из стального или алюминиевого листа принимают k ≈ 2,7 ÷ 3,0.
Если шкаф не имеет средств климатизации, то установившаяся (Qv =Qs) разность температур между внутренним пространством шкафа и окружающей средой описывается известным уравнением теплопроводности
(1)
Если полученное из (1) с помощью выражения ΔT = Ti – Ta значение Ti больше/меньше допустимого, то не обходима дополнительная мощность для охлаждения/отопления шкафа: Q0=Qv – Qs.Несложная подстановка даёт итоговое выражение:
Q0=Qv – k · A · (Ti – Ta) (2)
Пример расчётов
Пусть имеется свободно стоящий шкаф высотой 2 м,шириной 0.6 м,глубиной 0.5 ,максимальная температура окружающей среды +50С,а максимально допустимая температура внутри шкафа равна +35С,суммарная мощность тепловых потерь оборудования внутри шкафа составляет 700Вт.
Для указанного шкафа значение параметра A=0.44 ;
Коэффициент теплопередачи для этого шкафа ;
;
;
Необходимо выбрать холодильный агрегат, имеющий мощность охлаждения не ниже 1063 Вт при соотношении температур снаружи и внутри шкафа +50°С/+35°С. Очень важно при выборе агрегата оперировать не только значением мощности, но и значениями температур Ti и Ta; это иллюстрируется типовой диаграммой тепловой мощности кондиционера, показанной на рис. 2.Из точки Ta = 50°C строим вертикальную линию до характеристики, соответствующей Ti = 35°C, и затем горизонталь до пересечения с осью значений мощности. Полученное значение (≈ 1200 Вт) больше требуемого, поэтому холодильный агрегат с этой характеристикой подойдёт для решения нашей задачи.
Заметим, что выбор для расчёта именно таких значений температуры снаружи и внутри шкафа не случаен. Определение рабочих характеристик холодильных агрегатов проводится согласно стандарту DIN 3168. Этим стандартом предусмотрено два обязательных режима испытаний:
«А35/A35» и «A35/A50». Первое обо значение указывает, что испытание проводится при температуре воздуха внутри шкафа +35°С и воздуха снаружи шкафа +35°С; второе указывает на температуру воздуха внутри шкафа+35°С и воздуха снаружи шкафа.+50°С. Буква А в обоих обозначениях указывает, что теплоносителем является воздух (air — воздух, англ.). Встречаются различные варианты этой нотации: «A50/A35», «A 35 A 50», в немецкоязычной литературе и на оборудовании используется нотация.«L 35 L 50» (Luft — воздух, нем.). Следствием таких требований стандарта является тот факт, что почти все контроллеры кондиционеров и теплообменниковимеют заводскую установку+35°С. Будьте внимательны: если в спецификации холодильного агрегата указано лишь одно значение его мощности, то это значение для условий.
Рис. 3. Диаграмма тепловой мощности нагревателей четырёх моделей
«А35/A35». Тепловая мощность агрегата в условиях «А35/A50» будет на много ниже. По диаграмме рис. 2 легко установить, что это 1500 Вт и 1200 Вт соответственно.
Ведущие производители холодильных агрегатов снабжают свои изделия полными диаграммами мощности, благодаря чему инженер может про вести корректный расчёт для любых параметров окружающей среды.
2. Рассмотрим тот же шкаф, что и ранее, при эксплуатации в зимних условиях: минимальная температура окружающей среды равна –30°С, а минимально допустимая температура внутри шкафа равна +10°С, суммарная мощность тепловых потерь оборудования внутри шкафа составляет 700 Вт.
1) А = 4,4 м2;
2) ΔT =+10 – (–30) = +40 К;
3) k ≈ 5,5 Вт ;
4) Qv = 700 Вт; Вт
5) Q0 = 700 Вт – 5,5 м2 · К · 4,4 м2 ×
× (+40 K) = –268 Вт.
Q0<0, поэтому в рассматриваемом случае необходим обогреватель шкафа. Нагреватели, аналогично холодильным агрегатам, характеризуются диаграммами тепловой мощности (рис. 3). Модели обогревателей обо значены цифрами от 1 до 4.
Однако на практике этими диаграммами почти никогда не пользуются, за исключением случаев, когда необходимо экономить каждый ампер. В кратких характеристиках обогрева теля всегда указано одно значение его мощности; обычно это значение при +20°С. Поскольку при понижении температуры тепловая мощность растёт, выбрать обогреватель просто: достаточно лишь убедиться, что тепловая мощность, указанная в спецификации прибора, превышает требуемую.
Представленный метод расчёта теплообмена стандартизован для шкафов, установленных в помещении, то есть исходит из того, что отсутствует движение воздуха снаружи шкафа. Для шкафов, установленных на улице, где возможно движение воздуха, применяют тот же метод расчёта, а для учёта больших тепловых потерь необходимо удвоить значение коэффициента теплопередачи k.
ЭВМ применяется в управлении процессами для сбора, анализа и архивирования информации, однако других приложений помимо собственно регулирования доволь но мало. Предстоит еще много сделать для расширения их функций.
В системах цифрового управления сравнительно просто испытывать новые стра тегии управления, поскольку работа ЭВМ полностью изменяется при модификации программного обеспечения и при этом не требуется переоснащения или перепроек тирования аппаратной части. Поэтому цифровые системы управления представляют собой не просто новый способ применения отработанных принципов управления, но скорее полностью новую технологию, более гибкую и обладающую новыми возмож ностями.
Внедрение систем управления происходит на многих уровнях. Окончательный выбор конкретного решения диктуется не только техническими соображениями, но и такими разнообразными факторами, как наличие персонала, рабочая среда и т.д .Для крупных проектов, типичных для производства, имеются универсальные пакеты программного обеспечения для организации мониторинга и управления, настраивае мые с помощью таблиц параметров. Преимущество таких готовых решений в том, что они проще в настройке и эксплуатации, чем заказные разработки. Часто такие систе мы поддерживают ведение документации проекта.
Автоматизация является важнейшей технологией, обеспечивающей качество и эффективность производства, а ВТ — важнейшая составная часть автоматизации. Будущее автоматизации не ограничено производством — ей отведена решающая роль и в эффективном использовании природных ресурсов, и в защите окружающей среды от слишком быстрого и неконтролируемого промышленного развития. Авто матизация — одно из реалистичных решений проблемы достижения высокого каче ства жизни в мире в котором стоит жить.
1. Кобринец В.П. Моделирование объектов и систем управления: учеб пособие. – Минск: БГТУ, 2005 – 150 с.
2. Ф. Шински. Управление процессами по критерию экономии энергии. – Москва: Издательство "Мир", 1981 – 389 с.
3. Клюев А.С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования. – Москва: Энергоатомиздат, 1989 – 368 с.
4. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности./под ред Голубятников В.А., Шувалов В.В.:– М.:Химия,1991;
5.Харазов Интегрированые системы управления Санкт-Петербург 2009г
6 .Регламент.
7. Олсон Цифровые системы управления.
8 Беспалов А.В.Харитонов Н.И.Задачник по системам управления химико-технологическими процессами
9 Справочное пособие под редакцией Клюева А.С. Наладка средств автоматизации и систем регулирования -М. Энерго атомиздат.-1989.
10 Конспект лекций Охрана труда.
PAGE \* MERGEFORMAT 1
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
5
PAGE \* LOWER 4
КП 05 05 11 01
Разраб.
Тылькович В.С.
Провер.
Гринюк Д.А.
Реценз.
Н. Контр.
Богослав Н.М.
Утверд.
Гринюк Д.А.
Анализ системы автоматизации технологического процесса
Лит.
Листов
БГТУ 4.21.05.11.2010
Н2С
СН2
СН2
СН2
СН2
С=О
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
PAGE \* LOWER 14
КП 05 05 11 02 ПЗ
Разраб.
Тылькович В.С
Провер.
Гринюк Д.А.
Реценз.
Н. Контр.
Богослав Н.М.
Утверд.
Гринюк Д.А.
Разработка математической модели процесса управления
Лит.
Листов
9
БГТУ 4.21.05.11.2010
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
PAGE \* LOWER 21
КП 05 05 11 03 ПЗ
Разраб.
Тылькович В.С
Провер.
Гринюк Д.А.
Реценз.
Н. Контр.
Богослав Н.М.
Утверд.
Гринюк Д.А.
Разработка математической модели процесса управления
Лит.
Листов
9
БГТУ 4.21.05.11.2010
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
1
PAGE \* LOWER 34
КП 05 05 11 04 ПЗ
Разраб.
Тылькович В.С
Провер.
Гринюк Д.А.
Реценз.
Н. Контр.
Богослав Н.М.
Утверд.
Гринюк Д.А.
Разработка схем автоматизации технологического процесса
Лит.
Листов
11
БГТУ 4.21.05.11.2010
