Проектирование автоматизированной системы управления узла компремирования воздуха

       Исходя  из всего этого, разработали функциональную схему, соответствующую ГОСТ 2.702-75 “Единая система конструкторской документации. Правила выполнения электрических схем» и ГОСТ 21.404-85 “Система проектной документации для строительства. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах.

       Функциональная  схема автоматизации узла компремирования представлена в приложении А. 

       

3. Разработка  структурной схемы управления

 

       Автоматизированная  система управления имеет трехуровневую  многофункциональную информационно-управляющую систему, работающую в режиме реального времени.

       Структурная схема системы управления представлена на рисунке 1.1. 

Рисунок 1.1-Структурная схема системы  управления 

       Нижний (полевой) уровень- уровень датчиков и исполнительного оборудования. На этом уровне происходит сбор технологической  информации и непосредственное воздействие  на технологический процесс исполнительного  оборудования.

       Средний (контроллерный) уровень-уровень программно-логических контроллеров, модулей ввода-вывода, устройств связи с объектом. Средства среднего уровня обеспечивают сбор, обработку и контроль данных, а так же управляющие воздействия, полученные с пульта управления.

       Верхний уровень (управления)- автоматизированные рабочие места (АРМы), уровень диспетчерского управления, SCADA-системы. На верхнем уровне происходит наблюдение за ходом технологического процесса, выдача управляющих команд, архивирование переменных процесса, формирование оперативных, сменных и суточных отчетов (рапортов) и других документов по запросу ОТП.

       Уровни  АСУ ТП соединяют между собой промышленные сети передачи данных. 

       

4. Разработка  алгоритмов эксплуатации ТП

 

       На  основе технической документации, такой  как Технологический регламент  отделения С-14 цеха подготовки, розлива  углеводородных фракций (ЦПРУФ) ООО  «Тобольск-Нефтехим» разработаем алгоритмы по технологии и системе управления эксплуатации узла компремирования воздуха.

       Пусковым  режимом называется состояние агрегата и подсистем, а также деятельность оператора направленная на создание необходимых предпусковых параметров, а также сам процесс запуска агрегата до набора им необходимых рабочих параметров. В данном режиме компрессор постепенно набирает необходимые обороты и степень сжатия.

       Перед пуском воздушного компрессора М-31 в работу, необходимо последовательно  выполнить следующие операции:

       -  подать промоборотную воду, открыв при этом задвижку NV1, к холодильникам Т-32, Т-33, Т-34, Т-35.

       -  заправить компрессор маслом (вручную).

       -  собрать технологическую схему (вручную), для чего необходимо:

           - открыть арматуру на подаче воздуха от концевого холодильника Т-34 в воздухосборник Е-33;

           -  открыть арматуру до и после клапанов PТ6 на подаче воздуха из воздухосборника Е-33 в холодильник Т-35;

           -  открыть арматуру на подаче воздуха от холодильника Т-35 в маслоотделитель С-32.

       Дождаться полного открытия задвижки, проверить  давление смазочного масла затем  произвести пуск компрессора М-31 в  соответствии с инструкцией по эксплуатации, регулятором PТ6 установить требуемое  давление в коллекторе воздуха Р=1,6 МПа.

       Нормальным  режимом функционирования агрегата является режим работы при котором агрегат работает исправно, поддерживается необходимое давление на напорной и всасывающей линиях, технологический процесс протекает на заданных уставках, все подсистемы агрегата функционируют исправно, сигналы аварий отсутствуют.

       В нормальном режиме работы системы оперативный  технологический персонал контролирует работу системы управления по показаниям приборов, а система управления ведет  процесс в автоматическом режиме. В него входят выполнение следующих  действий:

- контроль параметров процесса;

- предупреждение оператора о предаварийных ситуациях;

- П - регулирование клапанов для поддержания заданного давления на линии дросселирования воздуха к холодильнику Т-35.

       Плановым  остановом объекта называется процесс запланированного вывода его из технологической схемы станции, при котором происходит постепенное снятие нагрузки с него и полный останов. При этом технологический процесс станции не нарушается.

       Во  время планового останова системы механизмы узла компремирования должны выполнить следующие действия:

- осуществить оснанов двигателя компрессора;

- дождаться полного останова двигателя компрессора;

       - затем закрыть клапаны NV6, NV7 на линии дросселирования воздуха к холодильнику Т-35.

       Аварийным остановом называется внеплановый останов агрегата, с нарушением или полным остановом технологического процесса, вызванного возникновением аварийной ситуации.

       В случае выхода контролируемых параметров за регламентные границы система  управления осуществляет предупредительную  сигнализацию. При этом оператор должен принять необходимые меры для  возвращения параметров в регламентные границы. Если оператору не удастся  это сделать, то система обеспечивает автоматический перевод оборудования в безопасное состояние в соответствие с утвержденными алгоритмами.

  Алгоритмы эксплуатации ТП приведены в приложении Б.

 

  

2. ВЫБОР АППАРАТНОГО  ОБЕСПЕЧЕНИЯ 

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 

       

1. Выбор КИПиА

 
       

1. Техническое задание на выбор КИПиА

       Качество  работы автоматизированной системы  управления технологического процесса во многом зависит от используемых контрольно-измерительных приборов и исполнительных механизмов. Это  то, чем автоматизированная система  управления будет “видеть” и “слышать”  технологический процесс, а также  то, чем будет управлять им. Именно они находятся непосредственно  на объектах и подвергаются воздействию, как со стороны внешней среды, так и со стороны технологических  факторов. От них зависит скорость реакции системы, точность снятия показания  технологического параметра, надежность работы системы управления и тд.

       В связи с этим к КИП и исполнительным механизмам предъявляют следующие требования:

• высокая надежность прибора;
• взрывобезопасность;
• требуемая точность измерения параметра.
• характеристики измеряемой среды.
• допускаемые инерционность измерения для ИП температуры и временная дискретность выдачи результатов измерения для экспресс - анализаторов.
• область применения и рекомендации производителя.
• стоимость ИП.

       Основной  принцип выбора ИП заключается в  следующем: точность измерительного средства должна быть достаточно высокой по сравнению с требуемой точностью измерения параметра, а трудоемкость измерения и стоимость ИП должны быть возможно более низкими.

2. Выбор измерительных приборов

       В качестве приборов и средств автоматизации  подобраны приборы, прошедшую сертификацию и разрешение к применению на территории Российской Федерации для систем технологического контроля и автоматизации. Таблица КИПиА приведена в приложении В. 

Датчик  давления Метран-100 ДИ

       Интеллектуальные  датчики давления серии Метран-100ДИ предназначены для измерения и непрерывного преобразования избыточного давления в унифицированный аналоговый токовый сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART, или цифровой сигнал на базе интерфейса RS485.

       Датчик  обеспечивает:

       1) высокую точность преобразования;

       2) стойкость к вибро и гидроударам;

       3) долговременную стабильность сигнала.

       Его основные характеристики представлены в таблице 2.1. 

       Таблица 2.1

       Основные  характеристики датчика Метран-100ДИ

         

       Внешний вид датчика давления представлен  на рисунке 2.1.

       

       Рисунок 2.1 – Датчик давления Метран-100ДИ 

       Промышленная  группа «Метран» - ведущая российская компания по разработке, производству и сервисному обслуживанию интеллектуальных средств автоматизации - датчиков давления и температуры, расходомеров, метрологического оборудования, комплексных проектов автоматизации. Датчики «Метран» являются одними из лучших в России. Технические решения, примененные в них - лучшие в области измерения давления. При этом соотношение цена/качество у них оптимальное. 

Лопастное реле потока FS-1R

       Реле  потока FS-1R предназначено для контроля наличия потока в отопительных, охлаждающих  и водоочистных установках, насосных системах, дозирующих устройствах и  промышленных системах. Отсутствие протока  нарушает функционирование предохранительных  и защитных устройств, зависящих  от температуры.

       В таблице 2.2 приведены основные характеристики реле потока FS-1R. 

Таблица 2.2

Основные  характеристики FS-1R

 

       На  рисунке 2.2 изображено реле потока FS-1R.