Разработка автоматизированной системы управления процессом ректификации возвратного изобутилена

  

   Министерство образования и науки Российской Федерации  

  

   Нижнекамский Нефтехимический  колледж 

  Специальность 230401                          группа 3821 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ

Тема: Разработка автоматизированной системы управления процессом ректификации возвратного изобутилена 
 

Выполнила:         Сабирова Л.И.

Приняла:                               Колчерина Д.Ш. 
 

                             2010 г

               СОДЕРЖАНИЕ ПРОЕКТА

  Введение

1. Описание технологического процесса и основного оборудования.

2. Выбор параметров управления.

3. Выбор и описание технических средств измерения.

4. Выбор преобразователей информации для ввода ЭВМ.   Спецификация на технические    средства автоматизации.

5. Выбор и обоснование типа контроллера. Технические характеристики.

6. Выбор типа ЭВМ и терминальных устройств для отображения информации.

7. Выбор и описание интерфейса для сопряжения ЭВМ с источниками внешней информации.

8. Выбор программного обеспечения задач сбора, обработки и отображения информации.

9. Описание схемы автоматизации функциональная.

10. Описание блок схемы алгоритма автоматического управления. 
 
 
 
 
 
 
 

                ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация – одна из ведущих отраслей науки и техники, развивается в настоящее время особенно динамично. Автоматизация качественно изменяет характер труда рабочих, неизмеримо облегчая его. Это приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда. Автоматизация обеспечивает сокращение браков и отходов, уменьшение затрат сырья и энергии, уменьшение численности основных рабочих, удлинение сроков межремонтного пробега оборудования.

Внедрение специальных автоматических устройств, в частности РСУ Apacs ПАЗ Quadlog способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.

Развитие  автоматизации подразделяют на 4этапа:

1) Первый этап -  механизация труда (машины и аппараты выполняют работу, требующую физических усилий)

2) Второй этап – автоматизация контроля производства (наблюдение за ходом технологического процесса)

3) Третий этап – частичная автоматизация производства.

4) Комплексная автоматизация

Комплексная автоматизация процессов  предполагает также  и автоматическое управление пуском  остановом аппаратов  для ремонтных  работ и в критических  ситуациях

Объект  регулирования состоит  из ректификационной колонны, конденсатора, емкости, насоса, кипятильника и управляющей системы. Автоматизация производится по верху колонны. 

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

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

       Конденсат сливается в емкость позиционера 147, откуда насосом позиционера H-148 по регулятору расхода с коррекцией по уровню в емкость позиционера 147 подается на склад Т-7 с целью вывода из системы н-бутиленов. Часть дистиллята насосом поз. Н-148 из емкости поз. 147 подается в качестве флегмы в колонну поз. 145 на 79 тарелку по регулятору расхода. Давление верха колонны поз. 145 выдерживается не выше 0,5 МПа.          

      Кубовый продукт колонны позиционера 145 самотеком по регулятору расхода с коррекцией по температуре в кубе подается в колонну позиционера 156 или в колонну позиционера 159 на 16, 20,26  тарелки в зависимости от состава. Температура в кубе колонны позиционера 145 выдерживается в пределах от 65⁰до 75⁰С.

      Обогрев колонны позиционера 145 осуществляется паром через кипятильник позиционера 149. Пар подается по регулятору уровня.

Системой  блокировок предусмотрено:

- защита насоса позиции Н-148 от поломок путем автоматического его отключения при завышении температуры в головке насоса выше 65⁰ С;

- при падении давления на нагнетании насоса ниже 0,6МПа;

- при снижении уровня  в емкости позиционера  147 наже 10%;

-  защита колонны позиционера 145 путем автоматического прекращения подачи пара в кипятильник позиционера 145 выше 0,87МПа. 
 
 

2. ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ  УПРАВЛЕНИЯ

3. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

Преобразователь расхода Метран-300 ПР.

Измеряемые среды: вода(теплофикационная ,питьевая ,техническая, дистиллированная и т.п.) водные растворы, кроме абразивных  вязкостью до 2·10

Диапазон  температур измеряемой среды:1…150

Избыточное  давление измеряемой среды до 1,6 МПа.

Диаметр условного прохода  присоединяемого  трубопровода 25…300мм.

Пределы измерения расхода 0,18…2000 м/ч

Динамический  диапазон 1:100.

Пределы относительной погрешности  измерения объема до ± 1,0%.

Выходные  сигналы: импульсные(базовые), унифицированный  токовый 0-5, 0-20, 4-20 мА(опция), цифровой интерфейс  RS 485/HART(опция), трехстрочный ЖКИ.

Питание от источника постоянного  тока, стабилизированным  напряжением от 16 до 36 В.

Межповерочный интервал- 4 года.

ТУ 4213-026-12580824-96.

Применение:  в системах коммерческого  учета тепловой энергии, ГВС, ХВС, а также  для технологических измерений расхода воды и водных растворов в промышленности, в том числе в составе АСУТП.

Интеллектуальные  датчики давления  Метран-150.

Измерительные среды: жидкости, в  том  числе нефтепродукты; пар, газ, газовые  смеси.

Диапазоны измеряемых давлений; минимальный 0-0,025кПа; максимальный 0-60 МПа.

Выходные  сигналы 4-20 мА c HART – протоколом; 0-5 мА.

Основная  приведенная погрешность  до ± 0,075%.

Диапазон  температур окружающей среды от -40 до 80°С.

Дополнительная  температурная погрешность  до ± 0,05% / 10°С.

Диапазон  перенастроек пределов измерения 50:1.

Высокая стабильность характеристик.

Взрывозащищенное  исполнение вида «искробезопасная цепь и взрывонепроницаемая  оболочка».

Гарантийный срок эксплуатации-3 года.

Внесены в Госреестер средств  измерений под № 32854-06, сертификат № 25415, ТУ 4212-022-51453097-2006.

Интеллектуальные  датчики давления серии Метран-150 предназначены  для непрерывного  преобразования унифицированный  токовый выходной сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте  протокола HART входных измеряемых величин: избыточного давления, абсолютного давления и разности давлений.

Термопреобразователи  сопротивления платиновые взрывозащищенные ТСП  Метран-255(50П) и ТСП  Метран-256 (100 П, Pf 100).

Назначение: используются для  изменения температуры  жидких газообразных химически

8неагрессивных  сред, а также агрессивных,  не разрушающих  материал защитной  арматуры во взрывоопасных  зонах и помещениях, в которых могут  содержаться аммиак, азотоводородная  связь, углекислый  или природный  газы.

Маркировка  взрывозащиты: 1 Exdll CT6 X.

Количество  чувствительных элементов: 1.

НСХ: 50 П- для Т

СП  Метран-255, 100 П, Pt 100- ТСП  Метран-256.

Класс допуска: В.

Схема соединений: 2-х, 3-х  и 4-х проводная.

Диапазон  измеряемых температур: -50…500, -50..200°С.

Материал  головки: сплав АК 12.

Степень защиты от воздействия  пыли и воды IP 65 по ГОСТ 14254.

Климатическое исполнение: У1.1 по ГОСТ 15/50, но для знаний температуры  окружающего воздуха  от -45 °С до 60 °С; Т3 по ГОСТ 15/50, но для знаний температуры охлаждающего воздуха от -10°С до 600°С и относительной влажности до 98% при температуре 35°С.

Поверка, периодичность- не реже одного раза в год, методика поверки- в  соответствии с ГОСТ 8.461

Средний срок службы: не менее 8 лет.Гарантийный  срок эксплуатации: 18 месяцев с момента ввода в эксплуатацию.

  Электронный преобразователь датчика преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из многокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочно соединенный с металлической мембраной тензопреобразователя.