Дипломная работа: Система управления узлом дегидрирования этилбензола
Для измерения давления
предлагается использовать преобразователи давления Cerabar S PMP 635 и Cerabar S PMC 731 фирмы «Endress+Hauser»,
с видом искрозащиты EExiaIICT4/T6 [13].
Преобразователь давления
Cerabar S PMP 635 имеет следующие характеристики:
- Погрешность
(относительная), % < 0,1;
- Погрешность (дополнительная),
% 0,1/год;
- Диапазон измерения:
(абсолютное давление, кПа) от 16 до 600;
(избыточное давление,
кПа) от 16 до 600;
- Диапазон окружающих
температур, 0С от (- 40) до 100;
- Диапазон рабочих
температур, 0С от (-40) до 100;
Если высокая постоянная
температура превышает 850С, то датчик устанавливается с капиллярной
трубкой, с использованием специального кронштейна.
- Выходной сигнал от 4 до
20 мА/HART®;
- Степень защиты от
воздействия пыли и воды IP 65.
Преобразователь давления Cerabar S PMC 731 имеет следующие характеристики:
- Погрешность
(относительная), % < 0,1;
- Погрешность
(дополнительная), % 0,1/год;
- Диапазон измерения:
(абсолютное давление, кПа) от 0 до 4000;
(избыточное давление,
кПа) от 100 до 4000;
- Диапазон окружающих
температур, 0С от (- 40) до 100;
- Диапазон рабочих
температур, 0С от (-40) до 100;
Если высокая постоянная
температура превышает 850С, то датчик устанавливается с капиллярной
трубкой, с использованием специального кронштейна.
- Выходной сигнал от 4 до
20 мА/HART®;
- Степень защиты от
воздействия пыли и воды IP 65.
Для измерения расхода
предлагается использовать преобразователь дифференциального давления Deltabar S PMD 235 фирмы «Endress+Hauser», с видом
искрозащиты EExiaIICT4/T6 [13], имеющий следующие характеристики:
- Погрешность
(относительная), % < 0,1;
- Погрешность
(дополнительная), % 0,1/год;
- Диапазон измерения
(дифференциальное давление, кПа) от 0 до 300;
- Диапазон окружающих
температур, 0С от (-40) до 125;
- Диапазон рабочих
температур, 0С от (-40) до 125;
Если высокая постоянная
температура превышает 850С, то датчик устанавливается с капиллярной
трубкой, с использованием специального кронштейна.
- Выходной сигнал от 4 до
20 мА/HART®;
- Степень защиты от
воздействия пыли и воды IP 65.
Для измерения температуры
предлагается использовать датчики температуры промышленной группы «Метран»: ТСП
Метран-206, ТХА Метран-201 [12].
ТСП Метран-206 имеет
следующие характеристики:
- Диапазон измерений
(температура, 0С) от (-50) до 500;
- НСХ 100П;
- Класс допуска А;
- Материал головки полиамид
стеклонаполненный ПА-66;
- Материал защитной
арматуры 12Х18Н10Т;
- Степень защиты от
воздействия пыли и воды IP65
по ГОСТ 14254.
ТХА Метран-201 имеет
следующие характеристики:
- Диапазон измерений
(температура, 0С) от (-40) до 800;
- НСХ К;
- Класс допуска 2;
- Материал головки полиамид
стеклонаполненный ПА-66;
- Материал защитной
арматуры 12Х18Н10Т;
- Степень защиты от
воздействия пыли и воды IP65
по ГОСТ 14254.
Для измерения уровня
используется преобразователь измерительный уровня буйковый Сапфир-22Ду-Ex искробезопасного исполнения 0ExiaIIСТ6 [11], имеющий следующие
характеристики:
- Погрешность измерений,
% ±0,5;
- Диапазон окружающих
температур, 0С от (- 50) до 120;
- Диапазон измерений
(уровень, мм) от 0 до 400, от 0 до 1600;
- Плотность измеряемой
жидкости, кг/м3 от 400 до 2000;
- Предельно допустимое
избыточное рабочее давление, кПа до 4000.
Преобразователи
предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и
управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное
преобразование значения измеряемого параметра (уровня жидкости) в стандартный
токовый сигнал дистанционной передачи. Преобразователь состоит из
измерительного блока и электронного преобразователя. При изменении измеряемого
уровня происходит изменение гидростатической выталкивающей силы, воздействующей
на чувствительный элемент – буек. Это изменение через рычаг передается на
тензопреобразователь, размещенный в измерительном блоке, где линейно
преобразуется в изменение электрического сопротивления тензорезисторов.
Электронный преобразователь преобразует это изменение в токовый сигнал.
Для определения состава
контактного газа предлагается использовать промышленный многопоточный
хроматограф GC 1000 Mark II фирмы ООО «Йокогава электрик» [16], имеющий следующие
характеристики:
- Объект измерения газ;
- Диапазон измерений от
10 ppm до 100 %;
- Число измеряемых
потоков 31;
- Количество измеряемых
компонентов 255;
- Воспроизводимость ±1%
шкалы;
- Температура окружающей
среды от (-10) до 50 0С;
- Газ-носитель водород
(давление от 500 до 700 кПа);
- Выход от 4 до 20 мА;
- Питание 220В/50 Гц.
Для преобразования
выходного электрического сигнала от системы управления к клапану в
пневматический сигнал предлагается использовать позиционеры во взрывозащищённом
исполнении EExiaIICT6 типа 4763-10130012110 фирмы SAMSON [15], имеющие следующие
характеристики:
- Диапазон хода, мм от
7,5 до 90;
- Задающая величина, мА от
4 до 20;
- Сопротивление катушки
при 20 0С, Ом 250±7%;
- Воздух питания, кПа от 140
до 600;
- Характеристика линейная;
- Отклонение при
установке фиксированной точки, % <1,5;
- Температура окружающей
среды, 0С от (-45) до 85.
Для обеспечения
безопасности цепей датчики подключаются к модулям ввода/вывода системы
управления с помощью барьеров искробезопасности. Предлагается использовать
барьеры искробезопасности серии HiD 2000 фирмы «Elcon Instruments» (Италия) [14].
HiD 2030SK – аналоговый вход (2 канала):
обеспечивает полностью независимый (изолированный от земли и других цепей)
источник питания для интеллектуальных и обычных 2-х или 3-х проводных датчиков;
HiD 2062 – аналоговый
вход (2 канала): принимает входной сигнал от термоэлектрических
преобразователей из опасной зоны и преобразует их в изолированный аналоговый
токовый сигнал в безопасной зоне;
HiD 2072 – аналоговый
вход (2 канала): принимает входной сигнал от термометра сопротивления из
опасной зоны и преобразует его в изолированный аналоговый токовый сигнал в
безопасной зоне;
HiD 2038 – аналоговый
выход (2 канала): используется для управления электропневматическими
преобразователями или другими подобными устройствами с токовым управлением,
находящимися в опасной зоне.
HiD 2872 −
дискретный выход (2 канала): предназначен для управления электромагнитными
клапанами, светодиодными индикаторами, аварийными звуковыми сигналами.
HiD 2842 −
дискретный вход (2 канала): сигнал опасной зоны – «сухой» контакт; сигнал
безопасной зоны – 2 открытых коллектора (транзисторные выходы) в каждом канале,
обнаружение повреждения линии.
Серия Elcon HiD 2000 разработана для
использования совместно с системами управления технологическими процессами и
состоит из набора компактных модулей барьеров искробезопасности с
гальванической развязкой, предназначенных для обработки и согласования входных
и выходных сигналов на технологической установке.
Для реализации
блокировочных воздействий на объект управления предлагается использовать
клеточно-плунжерные отсечные клапаны КМО 101 НЖ 150 а НЗ У фирмы ЛГ
«Автоматика» с пневматическим приводом, в комплекте с электромагнитными клапанами
(во взрывозащищённом исполнении), сигнализаторами конечных положений (на базе
взрывозащищённого микропереключателя) и фильтрами-редукторами [10].
Отсечной клапан КМО 101
имеет следующие характеристики:
- Условное давление Pу, кПа 1600;
- Условный проход, мм 150;
Для трубопроводов с
диаметром d>150 мм используются переходные
конусы.
- Диапазон температур
регулируемой среды, 0С от 40 до 225;
- Материал 12Х18Н10Т;
- Класс герметичности по
ГОСТ 9544-93 А;
- Исходное положение
плунжера нормально закрытое;
- Температура окружающей
среды, 0С от (-40) до 70;
Обоснование выбора
микропроцессорных систем. При выборе микропроцессорной системы управления
технологическим процессом необходимо соблюдать перечисленные в пункте 3.1.
требования.
Сравним микропроцессорные
комплексы, представленные на российском рынке, по некоторым техническим
характеристикам и выберем наиболее подходящий (см. Таблица 2).
Имеющийся выбор
контроллерных комплексов позволяет найти нужное техническое решение для
конкретных различных условий [3]:
-большая память для
программ пользователя - комплекс Freelance 2000;
-высокое быстродействие –
комплекс «APACS+»;
-возможность повышения
надежности за счет резервирования - комплекс Freelance 2000, «APACS+»;
-возможность
распределения блоков ввода/вывода по производству – комплекс «APACS+».
-наибольший гарантийный
срок службы - комплекс «APACS+».
Таблица 2 -
Характеристики контроллеров
Фирмы |
Rockwell Automation |
Moore Products |
Bailey Hartman&Braun |
1 |
2 |
3 |
4 |
серии
контроллеров |
SLC
500 |
Apacs |
Freelance 2000 |
память |
16-64
кслова |
4Мб |
8 Мб |
число
входов/ выходов |
256-960
общих, из них 96 аналоговых |
400-500
общих |
832
дискретных или 416 аналоговых |
промышленные
сети |
DH+, DH485, Ethernet |
ModulNet, Modulbus, |
DigiNet-Ethеrnet |
полевые
сети |
нет |
IOBUS |
модуль DLM |
порты |
RS232 |
2 RS232 |
RS232C/ 485 |
резервирование |
нет |
есть |
резерв
ЦПУ |
окружающая
температура,0С |
0-55 |
0-60 |
0-50 |
окружающая
влажность, % |
5-95 |
0-95 |
<75 |
SCADA -программа |
открыт
RSView 32 |
открыт
In Touch |
cобственная SCADA |
гарантия
в месяцах |
18-
с момента поставки или 12- с момента включения |
36
– с момента поставки |
12-
с момента включения |
Выбираем многоуровневую
распределенную систему «APACS+»
фирмы Moore Products Company», решающую все функции управления: логическое
управление механизмами, регулирование и программное управление технологическими
агрегатами и позволяющая создавать структуры различной архитектурной сложности,
что придает ей исключительную гибкость.
При выборе системы
управления также учитывается тот факт, что в цехе уже существует многоуровневая
распределенная система «APACS+»,
это дает возможность к наращиванию существующей системы, и ведет к экономии денежных
средств.
В состав многоуровневой
системы входит полностью интегрированный програмно-аппаратный комплекс
противоаварийной защиты «QUADLOG»,
что позволяет использовать данные системы безопасности в стратегии управления
технологическим процессом.
Сетевая структура
комплекса достаточно полно обеспечивает требования разных автоматизируемых
объектов и включает следующие шины и модули (Лист №2 ДП 2102 00 022 05 ГЧ):
1)
IOBUS – шина ввода/вывода, обеспечивающая
двухстороннюю связь модулей ввода/вывода с модулями управления;
2)
MODULBUS – магистраль модулей, которая
обеспечивает связь между модулями управления и верхним пультом управления;
3)
ACM – микропроцессорный
усовершенствованный управляющий модуль для реализации задач управления,
является базовым элементом системы «APACS+». Модуль ACM может
обмениваться информацией по шине IOBUS
с любым модулем ввода-вывода, а через магистраль MODULBUS он может взаимодействовать с другими
управляющими, вычислительными и коммуникационными модулями компьютерной
управляющей сети;
4)
CCM – контрольный модуль критических
операций для реализации задач технологических блокировок, является базовым
элементом системы противоаварийной защиты «QUADLOG». Модуль CCM может обмениваться информацией по шине IOBUS с любым модулем ввода/вывода, а через магистраль MODULBUS он может взаимодействовать с другими
управляющими, вычислительными и коммуникационными модулями компьютерной
управляющей сети;
5)
SAM – стандартный аналоговый модуль
ввода-вывода, взаимодействующий с контроллером «APACS+» через шину IOBUS. SAM
обеспечивает обработку 32-х каналов, каждый канал может быть сконфигурирован
как аналоговый вход или выход, или дискретный вход или выход;
6)
CDM – критический дискретный модуль,
входит в семейство модулей ввода/вывода критического управления и
противоаварийных защит «QUADLOG».
Этот конфигурируемый модуль может обмениваться информацией с модулями ССМ
системы «QUADLOG» через шину IOBUS. К свойствам модуля относится обеспечение безопасного
управления выходными каналами, обнаружение коротких замыканий в сигнальной цепи
канала, обнаружение обрывов в кабельных соединениях, обеспечение индивидуальной
защиты каналов модуля от коротких замыканий. В модуле CDM 32 канала ввода/вывода, каждый из которых может быть
сконфигурирован как дискретный вход, дискретный выход или дискретный импульсный
выход;
7)
VIM – модуль ввода сигналов напряжения.
Это интеллектуальный микропроцессорный модуль, к которому подключаются входные
сигналы напряжения и сигналы термопар (до 16 каналов). Модуль VIM обеспечивает связь с управляющим
модулем «ACМ» через шину IOBUS. Основные особенности модуля:
повышает точность измерений, обеспечивает быструю реакцию системы на обгорание
(прожог) термопар благодаря наличию конфигурируемой функции автоматического
реагирования на эти отказы, индивидуально изолированные входные каналы
обеспечивают лучшую защиту от коротких замыканий [9].
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13
|