Автоматизации технологического процесса вулканизации автомобильных покрышек

0
11

Аннотация

Курсовой проект выполнен на тему: «Автоматизации технологического процесса вулканизации автомобильных покрышек». 

Произведена автоматизация процесса с подбором современных средств автоматизации и компьютерной управляющей техники. В пояснительной записке приведены результаты выбора и обоснования функциональной структуры, разработки информационного и технического обеспечения системы автоматизации.

Разработанная система управления предназначена для выполнения функций автоматического регулирования, преобразования сигналов и сигнализации параметров.

Технические решения по построению системы управления приняты на базе использования современных технических и программных средств. В частности центральная часть АСУТП построена с использованием приборов и систем ведущей фирмы «Метран» и «Сименс». 

Проект выполнен на кафедре «Автоматизация Телекомуникаций и Управление» ЮКГУ имени М. Ауезова.

 

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Аннотация 1

Нормативные ссылки 5

Определения, обозначения и сокращения 5

Введение 6

1 Анализ процесса как объекта управления 7

1.1 Краткая характеристика объекта управления 7

1.3 Принцип действия и конструктивное оформление объекта управления 10

2 Системно-технический синтез системы управления 14

2.1 Цель создания, критерии управления, требования к системе управления 14

2.2 Обоснование выбора управляющих функций системы управления 14

2.2.1 Автоматизация циклических и периодических процессов 14

Для поддержания технологических  параметров в процессе висбрекинга установлены следующие датчики: датчик температуры поз.2 с регулирующим клапаном поз.3, датчик расхода поз.60 с регулирующим клапаном поз.61, датчик расхода поз.58 с регулирующим клапаном поз.59. Они предназначены для контроля и регулирования процесса там, где они установлены. При аварии некоторого участка, регулирующие клапаны перекрываются, тем самым обеспечивая безопасность процесса. 14

2.2.2 Автоматизация поддержания технологических параметров. 14

2.2.2.1 Регулирование расхода. 14

2.2.2.2 Регулирование уровня. 15

2.2.2.3 Регулирование давления. 15

2.2.2.4 Регулирование температуры. 15

Регулирующие клапаны установлены на позициях 3, 14, 16 и 18, которыми управляют, соответственно, датчик температуры 13, установленный на выходе теплообменника Т-13,  датчик температуры 15, установленный в колонне К-1, а также датчик температуры 17, который установлен между колоннами К-1 и К-2. 15

2.3 Обоснование выбора информационных функций системы управления 15

3 Разработка структуры управления и контроля 16

4 Разработка информационного обеспечения АСУТП 19

4.1 Описание разработанной системы классификации и кодирования 19

4.1.1  Кодировка технологического оборудования 19

4.1.2 Кодировка источников текущей информации об объекте 19

4.1.3 Кодировка задач АСУТП. 19

4.2 Разработка паспорта измеряемых параметров 19

4.3 Алгоритмическое и программное обеспечение системы автоматизации 21

5 Аппаратурно-технический синтез системы управления 25

5.1 Реализация управляющих функций системы управления 25

5.2 Реализация информационных функций системы автоматизации 25

5.2.3 Выбор и обоснование средств информации об объекте автоматизации 26

5.3 Реализация функций защиты и блокировки 26

6. Список использованных источников 27

ПРИЛОЖЕНИЯ 28

Нормативные ссылки

В настоящем проекте использованы ссылки на следующие документы.

Таблица 0.1. Использованные нормативные ссылки

Обозначение Наименование
ВСН 205-84 Инструкция по проектированию электроустановок систем автоматизации технологических процессов
ГОСТ 2.708-81 Правила выполнения электрических схем цифровой и 

вычислительной техники

ГОСТ 2.755-87 Обозначения условные графические в схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения
ГОСТ 2.754-72 Обозначения условные графические электрического оборудования и проводок на планах
ГОСТ 2.601-95  Эксплуатационная документация (ЕСКД)
ФС ЮКГУ 4.6-002-2004 СМК Правила оформления учебной документации. Общие требования к графическим документам
СНиП 3.05.07-85 Системы автоматизации
ПТЭ Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей
ПТБ Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей
ВСН-329-78 Инструкция по технике безопасности при  монтаже и наладке приборов контроля и средств автоматизации

Определения, обозначения и сокращения

В проекте использованы следующие обозначения и сокращения.

Таблица 0.2. Использованные в проекте нестандартные обозначения и сокращения.

Обозначение Наименование
АСР Автоматическая система регулирования
АСУТП Автоматизированная система управления технологическим процессом
АТК Автоматизированный технологический комплекс
ИМ Исполнительный  механизм
САУ Система автоматического управления
СУ Система управления
ТОУ Технологический объект управления
ТП Технологический  процесс
ТСА Технические средства автоматизации
УСО Устройство связи с объектом
ЧМИ человеко-машинный интерфейс, интерфейс человек – машина (англ. HMI)
ПЛК Программируемый логический контролер (англ. PLC)

Введение

Целью курсового проекта является автоматизация технологического процесса вулканизации. 

Продукция цеха автомобильные покрышки выпущенные путем вулканизации резины.

Целью проекта являлась автоматизация технологического процесса вулканизации.

Разработанная система управления предназначена для выполнения функций автоматического регулирования, преобразования сигналов и сигнализации параметров: пар, перегретая вода, вода низкого давления, промышленная вода и т.д.

Технические решения по построению системы управления приняты на базе использования современных технических и программных средств. В частности центральная часть АСУТП построена с использованием приборов и систем ведущей фирмы «Метран» «Сименс».

Содержание курсового проекта соответствует требованиям задания и методических указаний.

1 Анализ процесса как объекта управления

1.1 Краткая характеристика объекта управления

АВТОКЛАВ-ПРЕСС

Автоклав-прессы применяются для вулканизации покрышек, камер, обрезиненных катков и некоторых других резино-технических изделий. В конструкции автоклав-пресса содержатся эле­менты, присущие вулканизационным котлам (паровая камера с крышкой и днищем) и гидравлическим прессам (гидроцилиндр, плунжер, траверсы и колонны). Наибольшее распространение получили автоклав-прессы со съемной крышкой и неподвижной паровой камерой (рис.8.13). pastedGraphic.png

Вулканизационная часть автоклав-пресса состоит из корпуса 7 (цилиндрическая паровая камера), соединенного с верхней коль­цевой траверсой 11 и литым днищем 4. Корпус сваривается из ли­стовой стали толщиной 8—12 мм. Паровая камера закрывается крышкой 12, которая крепится к кольцевой траверсе байонетным кольцом 14. В отличии от вулканизационных котлов, описанных ранее, здесь поворачивается не крышка, а кольцо 14. Поворот его производится или вручную с помощью зубчатой передачи 19, или с помощью гидроцилиндра 20.

Внутрь автоклава подаются пар и охлаждающая вода, для чего в верхней части корпуса имеется соответствующие штуцеры. Уплотнение крышки осуществляется с помощью резиновой ман­жеты 21.

Прессовая часть автоклав-пресса состоит из гидравлического цилиндра 2, смонтированного на кольцевом основании 3, плунжера 1, проходящего внутрь паровой камеры, и колонн 5, соеди­няющих верхнюю и нижнюю траверсы. Плунжер уплотняется в цилиндре с помощью гидравлического сальникового устройства 18 и в паровой камере посредством парового сальника 17.

В гидравлический цилиндр с помощью трубопровода 8 и гидрораспредилительной коробки 10 в период перезарядки подается вода давлением 2-2.5 МПа, а в момент подпрессовки и в течении всего цикла вулканизации – вода давлением 12-12.5 МПа.

Вулканицизационные формы с изделиями устанавливаются в виде стопки на стол 6, смонтированный на плужере. На стопку укладываются два уравнительных диска 16 (так называемый эквалайзер), автоклав закрывается крышкой, в цилиндр подается вода высокого давления, и автоклав готов к началу вулканизационного процесса. 

1.2 Физико-химические основы функционирования объекта управления
В результате подачи перегретой воды в варочную камеру в форме создается распорное усилие, определяемое величиной по­крышки (а следовательно, и камеры) и давлением перегретой воды. Прессовое рабочее усилие автоклава должно быть таким, чтобы обеспечить надежное замыкание всей стопки прессформы. Прессовое рабочее усилие Рраб (в Н) определяется по следую­щему уравнению:

Ррабк+iGф+Gi+G2+T

где Рк — распорное усилие, создаваемое перегретой водой в ва­рочной камере, Н; i — число вулканизационных форм в стопке; Gф — сила веса одной формы с покрышкой, варочной камерой и водой, Н; Gi — вес подвижного стола и уравнительного диска, Н; G2 — вес плунжера, Н; Т — сопротивление в уплотнительных уст­ройствах, Н.

Распорное усилие Рк  (в Н)  в варочной камере определяется по уравнению:

Pk=pastedGraphic_1.png

где р — давление перегретой воды, Па; DH и DBH — наружный и внутренний диаметры полости варочной камеры, м.

1.3 Принцип действия и конструктивное оформление объекта управления 

На рис.8.15 показана принципиальная схема установки контрольно-измерительных и регулирующих приборов на автоклав-прессе, предназначенном для вулканизации автомобильных покрышек. Регулятор цикличности процесса 6 типа КЭП-12У обеспечивает открытие и закрытие мембранных исполнительных механизмов, установленных на коммуникациях, в по­следовательности, соответствующей принятому режиму вулкани­зации.

После загрузки форм в автоклав и их подпрессовки начинает­ся цикл  вулканизации.   Оператор   нажимает  кнопку   щитка   5  и включает регулятор цикличности 6 в работу. Регулятор цикличности открывает мембранный клапан 16, который подает инструмен­тальный  воздух  в регистрирующие  манометрические регуляторы температуры ) и 2 со шкалой от 0 до 200 °С. Регулятор темпера­туры 1 регулирует нагрев автоклав-пресса по подаче в паровую камеру острого пара, а регулятор температуры 2 —  по температуре кон­денсата, выпускаемого из автоклава. Замерная гильза 28 капил­лярной системы регулятора 1 установлена в корпусе автоклава, а замерная гильза 29 регулятора 2 — на линии спуска конденсата. Мембранные клапаны (на линии ввода пара 21 и на линии спуска  конденсата 25)   соединены латунными трубками  с  соответствую­щими регуляторами.

pastedGraphic_2.png

Одновременно с подачей сжатого воздуха на мембранный кла­пан 16 подается воздух и к мембранному клапану 17. Последний открывается  и  обеспечивает  подачу  греющего  пара  в  варочные камеры. После определенной выдержки, необходимой для прогрева всех варочных камер, клапан 17 перекрывает доступ пара в варочные камеры и обеспечивает сообщение их с мембранным кла­паном 18. Мембранный клапан 18 срабатывает от регулятора цикличности и открывает доступ перегретой воды в полости варочных камер.  Одновременно с этим  включаются  в  работу мембранные  клапаны 21 и 25, регулирующие температуру в автоклаве. Идет процесс вулканизации.

По истечении времени вулканизации регулятор цикличности 6 прекращает, подачу сжатого воздуха к мембранному клапану 16, доступ воздуха к регуляторам температуры 1 и 2 прекращается, они выключаются из работы; мембранные клапаны 21 и 25 под действием своих пружин занимают исходное положение (нормально закрытое) и перекрывают линию подачи пара в автоклав и ли­нию спуска конденсата из него. На клапан 18 прекращается по­дача инструментального воздуха, он срабатывает, перекрывает до­ступ перегретой воды из линии и сообщает полость варочных ка­мер (через клапан 19) с линией спуска. Одновременно с работой клапана 18, обеспечивающего выход перегретой воды из варочных камер, подается инструментальный воздух на клапан 23; последний срабатывает и выпускает пар из паровой камеры автоклава в линию продувки. После выпуска пара клапан 23 закрывается. Регулятор цикличности 6 открывает клапан 20 на линии про­мышленной воды. Вода поступает в автоклав и охлаждает формы с покрышками. Одновременно с этим через мембранный клапан 19 в   варочные   камеры   подается   вода   низкого   давления   для   их охлаждения. Спуск охлаждающей воды  из автоклава обеспечивает мембранный клапан 24.I

По окончании указанных операций и при отсутствии давления в автоклаве производится его перезарядка.

Реле давления 9 предохраняет от подачи перегретой воды в варочные камеры при отсутствии в гидравлическом цилиндре автоклав-пресса высокого давления.

Все приборы смонтированы на специальном пульте вблизи автоклава. Здесь же смонтированы манометры 3, 4, 7, показывающие давление в автоклаве, варочных камерах и гидроцилиндре.

Как и вулканизационные котлы, автоклав-прессы снабжаются противоаварийными устройствами — блокировками, не позволяющими открывать крышку автоклава при наличии давления в паровой камере и предотвращающими подачу пара в котел, если он неплотно закрыт крышкой. |

После извлечения вулканизованной покрышки из прессформы на участке перезарядки с помощью специального устройства (так называемого пистолета) в варочную камеру подается сжатый воздух, под действием которого остатки воды удаляются из варочной камеры наружу. В дальнейшем варочная камера вынимается из
покрышки при помощи специальных станков.

2 Системно-технический синтез системы управления

2.1 Цель создания, критерии управления, требования к системе управления

АСУТП предназначены для выработки и реализации управляющих воздействий на ТОУ в соответствии с принятым критерием управления. Критерий управления указывает, какова конкретная цель функционирования ТОУ. Существует множество критериев управления, таких как: прибыль (либо себестоимость), производительность устаноновки, или выход целевого продукта, или же один из показателей качества целевого продукта. Комплекс технических средств включает  в себя: чувствительные элементы, преобразователи, регуляторы, исполнительные механизмы, средства вычислительной техники. Кроме того в управлении участвует оперативный персонал.

Мы создаем систему управления для упрощения слежения за параметрами  и облегчения управления ТОУ.

Решение задачи управления можно разделить на следующие этапы.

2.2 Обоснование выбора управляющих функций системы управления

В данном проекте разработана система автоматизированного управления на базе КТС фирмы «Honeywell» США, которые разработаны в соответствии с мировыми стандартами. Применение интеллектуальных датчиков, регистрирующих приборов, исполнительных механизмов фирмы «Honeywell» США позволяет достигать точности управления, надежности, простоты в обращении и обслуживании, что в свою очередь приводит  к сокращению расходов на ремонт, снижение стоимости продукции, улучшение выхода готовой продукции, увеличение производительности всего процесса.

 

2.2.1 Автоматизация циклических и периодических процессов

Для поддержания технологических  параметров в процессе висбрекинга установлены следующие датчики: датчик температуры поз.2 с регулирующим клапаном поз.3, датчик расхода поз.60 с регулирующим клапаном поз.61, датчик расхода поз.58 с регулирующим клапаном поз.59. Они предназначены для контроля и регулирования процесса там, где они установлены. При аварии некоторого участка, регулирующие клапаны перекрываются, тем самым обеспечивая безопасность процесса.     

2.2.2 Автоматизация поддержания технологических параметров.

2.2.2.1 Регулирование расхода.

Регулирующие клапаны 66, 68, 70, 72 регулируются датчиками расхода жидкости 65,67,69,71,установленные на входе печей П-1/1 иП-1/2, которые при превышении или уменьшении заданного параметра закрывают или открывают регулирующий клапан.

Также регулируются расход бензина на входе в колонну К-1, расход воды на входе холодильника Х-9А.

2.2.2.2 Регулирование уровня.

Регулирующие клапаны 81 и 84 позволяют следить за уровнем в теплообменнике Т-13 и емкости Е-20/1. Уровень измеряется и регулируется при помощи датчиков уровня, а также регулятора и клапана, который при превышении заданного уровня увеличивает выход (спуск) поступающей жидкости.

2.2.2.3 Регулирование давления.

В данном процессе регулируется  давление только пара, на позициях 33 и 40, которые зависят от показаний датчиков давления 32 и 39.   

Измерительный сигнал о текущем значении давления формируется на интеллектуальном расходомере STD 3000. Сконструированный с использованием микропроцессорной технологии датчик давления STD 3000 измеряет давление с исключительной точностью, стабильностью и надежностью. 

2.2.2.4 Регулирование температуры.

Регулирующие клапаны установлены на позициях 3, 14, 16 и 18, которыми управляют, соответственно, датчик температуры 13, установленный на выходе теплообменника Т-13,  датчик температуры 15, установленный в колонне К-1, а также датчик температуры 17, который установлен между колоннами К-1 и К-2.   

2.3 Обоснование выбора информационных функций системы управления

3 Разработка структуры управления и контроля

Заложенная в курсовой проект система управления рассматривается как единое целое, содержащее несколько основных составляющих частей или уровней с физической и логической точки зрения. Укрупненная структурная схема системы управления показана на рисунке 3.1.

 pastedGraphic_3.pngpastedGraphic_4.png

pastedGraphic_5.pngpastedGraphic_6.png

Рис. 3.1. Структурная схема разработанной системы управления

Технические средства и функциональные группы устройств КТС и их условные обозначения на рис. 3.1

Таблица 3.2

Условное обозначение Наименование
УВК Управляющие вычислительные комплексы
ВТ Видеотерминал ( дисплей, монитор )
УП Устройство печати (принтер)
ДС Аппаратура диспетчерской оперативной связи
ПГС Аппаратура производственной громкоговорящей связи

На структурной схеме процесса отображены, в общем виде, основные решения проекта по организационной и технической структурам автоматизированной системы управления технологическими процессами с соблюдением иерархии системы и взаимосвязей между пунктами контроля и управления оперативным персоналом и технологическим объектом управления.

Из структурной схемы следует, что система управления процесса нейтрализации двухуровневая, т.е. ведется централизованное управление всем процессом с диспетчерского и оперативного пунктов рис. 3.1..

Перечень условных буквенных обозначений КТС представлен в таблице 3.2. Элементы структурной схемы изображаются в виде прямоугольников.

С операторского пункта осуществляется связь с АСУ, необходимая для выдачи оперативной информации в АСУП и получение от нее производственных ограничений и заданий.

Внутри прямоугольников, изображающих участки и подразделения процесса, раскрывается их производственная структура. При этом выделены цеха, участки, технологические линии, группы агрегатов для выполнения законченного этапа данной секции. При разработке структурной схемы управления и контроля особое внимание обращено на организационную структуру. Это создает предпосылки к качественно новому содержанию организационной структуры производства.

4 Разработка информационного обеспечения АСУТП

4.1 Описание разработанной системы классификации и кодирования

4.1.1  Кодировка технологического оборудования

Функциональная схема процесса вулканизации включает в себя множество различных видов оборудования. Для упрощения описания происходящего процесса  используется кодировка, которая является общепризнанной для облегчения считывания информации. Ниже приводится список основного технологического оборудования.

А – автоклав-пресс;

Г – Гидрокоробка;

4.1.2 Кодировка источников текущей информации об объекте

Для представления текущей информации об объекте в данном процессе я пренебрегаю кодировкой, так как не представляет особой сложности понять слова бензин, вода, в бассейн и т.д., которые используются в данной функциональной схеме.

4.1.3 Кодировка задач АСУТП.

Основной задачей АСУТП является автоматизация процесса. Мой процесс довольно большой и его функциональная схема также больших размеров. Для данного процесса необходимо проставить такое количество датчиков, которое бы обеспечивало контроль и регулирование над всем процессом. Так как датчиков будет много, а расписывать их на схеме крайне неудобно и неэкономно, следовательно необходимо ввести специальную кодировку параметров и датчиков. По стадартам она имеет следующий вид:

ТЕ – датчик температуры;

FE – датчик расхода;

PE – датчик давления;

LE – датчик уровня (уровнемер);

QE – датчик концентрации.

4.2 Разработка паспорта измеряемых параметров

Основным агрегатом установки синтеза аммиака служит колон­
на синтеза. Колонны синтеза изготавливают из специальных легиро­ванных сталей. При высоких температурах и давлении аммиак и
особенно водород взаимодействуют со сталью, ухудшая ее механи­ческие свойства;

Для снижения температуры стенок холодная азотоводородная смесь, поступающая в колонну синтеза, проходит вдоль внутренней поверхности цилиндрического корпуса колонны. Применяют полоч­ные и трубчатые колонны.

pastedGraphic_7.png

Рис.3. Колонна синтеза аммиака под средним давлением:

   1-корпус колонны; 2-крышка; 3-катализаторная коробка; 4-теплоизоляция; 5-колосниковая решетка; 6-теплообменник; 7-центральная труба; 8-теплообменные трубы

Основной газ, поступающий в колонну синтеза сверху, проходит вдоль стенок внутреннего стакана в межтрубном пространстве теплообменника и, нагреваясь за счет теплоты процесса катализа, по центральной трубе поднимается в надкатализаторное пространство. Затем азотоводородная смесь распределяется по теплообменным трубкам, опускается по цент­ральной теплообменной трубке вниз и, поднимаясь вверх по кольцевому пространству между внутренней и внешней трубка­ми, нагревается до температуры реакции, охлаждая контактную массу. Далее газ фильтруется через катализатор, на котором происходит синтез. Аммиачно-азотоводородная смесь при 500°С поступает в трубное простран­ство теплообменника и нагрева­ет свежую порцию азотоводородной смеси. Для регулирова­ния температурного режима в зоне катализа предусматривает­ся подача части (холодного) га­за снизу через центральную трубку, минуя теплообменные устройства.

Также важнейшим в этом процессе считается производство пара, краткая схема производства которого представлена ниже.

pastedGraphic_8.png

Где:

 1-подогреватель природного газа;

 4-теплообменник;

 5-трубчатая печь;

 6-топка;

 Жирная линия – пар.    

4.3 Алгоритмическое и программное обеспечение системы автоматизации

Выбор и обоснование параметров контроля.

Параметры контроля технологического процесса

Позиция Вид параметра (T,P,F,L,Q) и место измерения Размерность параметра Класс точности датчика Вид контроля
1 2 3 4 5
T 0C 0,25 Н
T 0C 0,25 Н
T 0C 0,25 Н
T 0C 0,25 Н
T 0C 0,25 Н
T 0C 0,25 Н
T 0C 0,25 Н
T 0C 0,25 Н
T 0C 0,25 Н
10а P Кг/см2 0,25 Н
11а P Кг/см2 0,25 Н
12а P Кг/см2 0,25 Н
13а F М3 0,25 Н
14а F М3 0,25 Н
15а F М3 0,25 Н
16а F М3 0,25 Н
17а F М3 0,25 Н
18а F М3 0,25 Н
19а F М3 0,25 Н
20а F М3 0,25 Н
21а Q pH 0,1 Н
22а Q Мг/м3 0,1 Н
23а Q Мг/м3 0,1 Н
24а Q Мг/м3 0,1 Н
25а Q г/см3 0,1 Н

Температурный режим в печи (П) и в теплообменнике (ТП) поддерживается изменением температуры поступающего природного газа в смеси с паром. При этом термометры сопротивления, измеряющие температуру, воздействуют через соответствующие регуляторы на клапаны, которые уменьшают или увеличивают поступление нагретого пара.

Постоянство концентрации пара в природном газе на входе в (П) достигается с помощью датчика газоанализатора (до этого газ был очищен о серосодержащих соединений в Р и А). При этом через регулятор осуществляется воздействие на клапан, изменяющий подачу пара. Далее газ смешивается с воздухом и поступает в шахтный конвертор, где смешивается с остаточным метаном, соотношение пар:газ = 0.,8:1 поддерживается клапаном на входе в конвертор.

Постоянное давление в 4МПа поступающего в ПД природного газа поддерживается регулятором давления, воздействующего на клапан, установленный в трубе на входе в ПД.

Давление газа измеряется при помощи датчика давления. Датчик давления STD 3000 фирмы “Honeywell” предназначен для измерения избыточного, абсолютного давления, давления-разряжения, разности давлений.

Измеряемые среды: газ, жидкость, пар.

Диапазон измерений: 0…100МПа.

Температура измеряется датчиком STT 3000 фирмы “Honeywell”  предназначается для измерения температуры жидких и газообразных химических сред. Количество чувствительных элементов: 1 или 2, Класс допуска: 2;.

Диапазон измеряемых температур:-40…10000С. Рабочий спай: изолированный. Материал головки: стеклонаполненный полиамид;. Средний срок службы: 3 года. 

Расход жидкости и газов измеряется при помощи расходомеров. Расходомеры SCM 3000 Plus и SM 3010 предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами.

Измеряемые среды: газ, пар, жидкость.

Параметры измеряемой сред: температура

-40…2600С интегральный монтаж;

-40…4500С удаленный монтаж датчика.

Максимальное избыточное давление в трубопроводе 10 МПа;

 Диаметр условного прохода трубопровода в мм:

для всего модельного ряда 50…1820;

для встраиваемых в трубопровод моделей (вариант с участком трубы) 12,5…50;

Пределы измерений рассчитываются дл конкретного применения.

Средний срок службы 10 лет.  

Вторичные приборы. 

Многоканальный самописец VP 131 предназначен для сбора, обработки и регистрации информации, поступающей от датчиков с выходным унифицированным сигналом, сигналом взаимно индуктивности и датчиков температуры измеряющих параметры технологического процесса.

Основные технические характеристики:

Количество подключаемых датчиков разных типов от 1 до 12.

Регистрация и хранение данных: периодичность регистрации данных 5-48 с (назначается оператором).

Напряжение питания регистратора: 220 В 50Гц.

Температура окружающей среды регистратора: 5…500С.

Средний срок службы 8 лет.

Одноканальный самописец DPR 100 A предназначен для сбора, обработки и регистрации информации, поступающей от датчиков. Основные технически характеристики:

Количество подключаемых датчиков 1.

 Напряжение питания: 220 В 50 Гц.

Температура окружающей среды 5…500С.

Средний срок службы 10 лет.

Выбор и обоснование параметров сигнализации и блокировки.

Параметры сигнализации, защиты и блокировки.

Наименование параметра, (позиция прибора источника сигнала размерность параметра Пределы (установки)  Автоматические действия по блокировке (защите)
Сигнализация  Блокировка (защита)
MIN MAX MIN  MAX
850 1020 Закрыть клапан1г на трубопроводе 
22а 0,81:1 0,83:1 Открыть клапан 22г на трубопроводе

5 Аппаратурно-технический синтез системы управления

5.1 Реализация управляющих функций системы управления

В таком важном и дорогостоящем процессе, как процесс вулканизации большое внимание уделяется управлению системами и приборами. Щиты систем автоматизации, предназначенные для размещения на них средств контроля и управления технологическим процессом, контрольно-измерительных приборов, сигнальных устройств, аппаратуры управления, автоматического регулирования, защиты, блокировки остались на своих местах, но с целью улучшения качества оперативного контроля, управления  и для создания благоприятных условий работы оперативного персонала было реконструирован операторский пункт, расширенно помещение, установлены новые большие мониторы для слежения за процессами, установленно новое программное обеспечение, позволяющее наглядно видеть малейшие изменения параметров и быстро исправлять неполадки, не сходя с места.  

5.2 Реализация информационных функций системы автоматизации

Основными устройствами КТС являются самописцы Versaprint 131, приборы сигнализации, микропроцессорный контроллер (программатор DCP550), средства связи. 

Для начала обоснуем применение самописца Versaprint 131. Регистрирующие приборы, не требующие расходных материалов, целесообразно применять там, где не нужен бумажный носитель, но необходимо сохранение истории процесса и удобное представление информации. Измеряемые величины графически отображаются на экране, запоминаются во внутренней памяти и на дискете 3,5″. В любой момент на графическом дисплее самописца можно просмотреть историю процесса за большой промежуток времени, смещая характеристики по времени назад. Информация с помощью дискеты или через порт связи может быть передана на персональный компьютер для дальнейшего анализа и распечатки. Использование стандартного мате­матического обеспечения персонального компьютера создает широкие возможности для анализа, обработки и представления информации.

Программатор DCP550 принимает сигнал, обрабатывает, формирует на выходе управляющее воздействие, согласно заложенного алгоритма регулирования. Для наглядного отображения измеряемого сигнала применяется выносной дисплей ST221 работающий в графическом режиме.

К средствам связи относятся громкоговорители (рупоры) и телефонные аппараты. Чаще используются, конечно, телефоны, т.к. информация не искажается, не теряется и доходит точно до получателя, чего может не случиться, если использовать другие виды громкоговорящей связи.

5.2.3 Выбор и обоснование средств информации об объекте автоматизации

Применение программатора DCP550 фирмы «Honeywell» США позволяет эффективно осуществлять конфигурирование, эксплуатацию и обеспечивает исчерпывающие возможности управления, широкое использование сети и добиться уникальной гибкости в применении. Применение интеллектуальных датчиков фирмы «Honeywell» обладающие высокими характеристиками и широким диапазоном настройки, встроенным диапазоном, цифровой двухсторонней связью и вносят в проект следующие преимущества от приобретения «интеллекта»: сокращение времени установки и пуска, снижение затрат на обслуживание, снижение стоимости продукции, улучшение выхода готовой продукции, увеличение производительности всего процесса.

5.3 Реализация функций защиты и блокировки

Наименование параметра, (позиция прибора источника сигнала размерность параметра Пределы (установки)  Автоматические действия по блокировке (защите)
Сигнализация  Блокировка (защита)
MIN MAX MIN  MAX
850 1020 Закрыть клапан1г на трубопроводе 
22а 0,81:1 0,83:1 Открыть клапан 22г на трубопроводе

6. Список использованных источников

  1. Инков А.М. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплинам АПП и АТТП для студентов специальности 36.01 и 36.02. 3-е издание, переработанное и доп. — Шымкент; Южно-Казахстанский Государственный Университет, 2004, — 33 с.
  2. Автоматическое  управление в химической промышленности. — М.: Химия, 1987.- 368 с.
  3. Материалы с сайтов Интернет http://www.automation-drives.ru 
  4. Номенклатурные справочники и прайс-листы фирм производителей современных технических средств автоматизации (СНГ и дальнее зарубежье, 2000-05 г, имеются на кафедре АКИ, в том числе в электронном варианте).

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЯ

Заказная спецификация на приборы и средства автоматизации

Поз. Наименование и техническая характеристика оборудования и 

материалов, завод-изготовитель 

(для импортного оборудования-

страна, фирма)

Тип, марка оборудования. Обозначение документа и № опросного листа Единица измерения Код завода- изготовителя Код оборудования и материалов Цена единицы, тенге Количество Масса единицы оборудования, кг
наименование код
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Автоматический контроль температуры смягчителей  в поз. ЕМ-1…ЕМ-2,  tmax = 1900С.

Интеллектуальный термопреобразователь. Аналоговый выход  4-20 мА постоянного тока. Цифровая связь DE. Пределы измерения:-50-+600С0.Условное давление: 6,4 МПа Входной сигнал – термометр сопротивления. Монтажный кронштейн – нержавеющая сталь. Фирма «Honeywell», США ТХА-0179 шт. 100 5 1,5
Автом.контроль и регулирование температуры в поз. РС ,tmax = 260 0С.
20а  Интеллектуальный датчик температуры. Аналоговый выход  4-20 мА постоянного тока. Цифровая связь DE. Входной сигнал – термометр сопротивления. Монтажный кронштейн – нержавеющая сталь. Фирма «Honeywell», США STT 3000 шт. 101 1 3.5
20в Электропневматический позиционер. Входной сигнал 4–20 мА. Величина хода от 15 до 100 мм; Характеристика эксцентрика – линейная. Угол поворота рычага 42 О. Выходной сигнал: 0-100% от подаваемого давления вариант – датчик величина хода. Фирма «Honeywell» США Серия 

EP 2300

шт. 101 1 3.5
20г Клапан регулирующий. Диаметр условного прохода 100 мм. Рном=PN40/ANSI 300.Материал корпуса–жаропрочная нержавеющая сталь. Конструкция пары шток – седло –

параболическая. Материал пары шток – седло – нержавеющая сталь. Крышка – стандартная, защитный кожух – PTFE.

Характеристика – равнопроцентная. Привод пневматический 

Фирма Honeywell, США

Серия 2000 шт. 101 1 35
Автоматический контроль, дисплей и сигнализация давления, рmax = 29 кгс/см2  
10а

11а

Интеллектуальный датчик избыточного давления Max. диапазон 1 МПа; min. диапазон 0.1кПа. Точность измерения 0,075%.Связь HART. Выходной сигнал:  4-20 мА. 

Фирма «Honeywell» США

ST 3000

Серии 100

шт. 200 2 3.2
Автоматический контроль расхода воды на входе в поз. РС , Gmax =10т/ч,
15а Интеллектуальный расходомер Кориолиса. Измеряемые параметры массовый или объемный расход, плотность, температура и процент содержания твердых частиц. Универсальный диапазон массового расхода в пределах от 0.1 до 2000 т.час. Выходной сигнал 4-20 мА. Цифровая связь DE. Фирма «Honeywell» США SCM 3000

PLUS

шт. 300 1 3.8
Автоматический контроль, регистрация, регулирование и сигнализация  уровня в поз. РС Нmax =70%   
20a Интеллектуальный датчик уровня. Используется для контроля уровня различных сыпучих материалов. Max. диапазон 10м; min. диапазон 0,1м. Выходной сигнал 4-20 мА. Точность 0,1%. Цифровая связь DE. Связь HART. Фирма «Siemens» Германия Pointek PLS шт. 200 1 1,2
20б Самописец (Versaprint 131) многоканальный. Дисплей цифровой. Шкала 0÷5 м.Степень защиты IP 54.Количество каналов –3.

Входные сигналы 4 – 20 мА. Связь DMCS.

Фирма «Honeywell» США.

VP 131 шт. 101 1 4.5
20в Электропневматический позиционер. Входной сигнал 4–20 мА. Величина хода от 15 до 100 мм; Характеристика эксцентрика – линейная. Угол поворота рычага 42 О. Выходной сигнал: 0-100% от подаваемого давления вариант – датчик величина хода. Фирма «Honeywell» США Серия 

EP 2300

шт. 101 1 3.5
20г Клапан регулирующий. Диаметр условного прохода100 мм. Рном.=РН160/АNSI 300. Материал корпуса: жаропрочная нержавеющая сталь. Конструкция пары шток-седло-параболическая. Материал пары шток-седло-нержавеющая сталь. Крышка-стандартная, защитный кожух-PTFE. Характеристика- равнопроцентная. Привод пневматический. Фирма «Honeywell» США   Серия 2000 шт. 101 7 35
Автоматический контроль уровня жидкости в поз. ЕМ-1…ЕМ-2 Нmax = 80%  
21а

22а

23а

24а

25а

Интеллектуальный датчик уровня. Измеряемая среда жидкость, кислота, соль, суспензии. Max. диапазон 10м; min. диапазон 0,1м. Выходной сигнал 4-20 мА. Точность 0,1%. Цифровая связь DE. Связь HART. Фирма «Honeywell» США STF128 шт. 400 5 6.8
Автоматический контроль уровня поз.БС,БСИ,БСУ,БГК,СЕ Нmax =  80 %
26а-28а

29а-41а

42а-48а

Интеллектуальный датчик уровня. Используется для контроля уровня различных сыпучих материалов. Max. диапазон 10м; min. диапазон 0,1м. Выходной сигнал 4-20 мА. Точность 0,1%. Цифровая связь DE. Связь HART. Фирма «Siemens» Германия Pointek PLS шт. 200 16 1,2
Автоматический контроль и регулирование веса до и после поз. СЕ-1…СЕ7 Мmax = 250кг
50а

51а

52а

53а

54а

55а

56а

57а

58а

59а

Датчики веса SIWAREX R Серия ВВ предназначены для статического и динамического измерения усилий и веса. Предел измерения (PC)-350кг. Бункерные, конвейрные и платформенные весы. Аналоговый выход:4-20мА. Фирма «Siemens» Серия ВВ Шт. 350 10 4,5
51б Самописец (Versaprint 131) многоканальный. Дисплей цифровой. Шкала 0÷5 м.Степень защиты IP 54.Количество каналов –3.

Входные сигналы 4 – 20 мА. Связь DMCS.

Фирма «Honeywell» США.

VP 131 шт. 101 1 4.5
51в Электропневматический позиционер. Входной сигнал 4–20 мА. Величина хода от 15 до 100 мм; Характеристика эксцентрика – линейная. Угол поворота рычага 42 О. Выходной сигнал: 0-100% от подаваемого давления вариант – датчик величина хода. Фирма «Honeywell» США Серия 

EP 2300

шт. 101 1 3.5
50г

51г

52г

Клапан регулирующий. Диаметр условного прохода100 мм. Рном.=РН160/АNSI 300. Материал корпуса: жаропрочная нержавеющая сталь. Конструкция пары шток-седло-параболическая. Материал пары шток-седло-нержавеющая сталь. Крышка-стандартная, защитный кожух-PTFE. Характеристика- равнопроцентная. Привод пневматический. Фирма «Honeywell» США   Серия 2000 шт. 101 8 35
Контроллер с комплектностью:блоков контурного управления 32, блоков управления 256, номинальное время цикла контура 0,5сек/8контуров; количество входов/выходов 256; аналоговых входов 96; входов/выходов слотов в стойке 6; всего слотов входов/выходов 20.

Фирма «Honeywell» США

Промышленный персональный компьютер на базе процессора Pentium IV3ГГц, жесткий диск 200Гб, ОЗУ 512 Мб, монитор 17”LG

Фирма «Honeywell» США