Вибір регульованих параметрів

На цьому етапі з багатьох параметрів, що характеризують процес, необхідно вибрати ті, котрі підлягають регулюванню і зміною яких доцільно вносити регулюючий вплив. Як правило, число регульованих параметрів не перевищує четвертої частини параметрів, що беруть участь у керуванні. Справитися з поставленою задачею можна, лише аналізуючи цільове призначення процесу і його взаємозв'язок з іншими процесами виробництва. До таких параметрів слід віднести:

• рівень заповнення циркуляцiйного збiрника;

• рівень заповнення проміжного збiрника

• керування виконавчими механізмами.

Вибір контрольованих параметрів

Контролю підлягають ті параметри, за значеннями яких здійснюється оперативне керування технологічним процесом, а також його пуск і зупинка. До таких параметрів відносяться всі режимні параметри, при зміні яких в об'єкт будуть надходити збурення. Обов'язковому контролю підлягають параметри, значення яких регламентуються технологічною картою.

Вибір параметрів сигналізації

До вибору параметрів сигналізації приступають після аналізу об'єкта у відношенні його вибухо- та пожежобезпеки, його токсичності, агресивності речовин, що переробляються, і т.д. Сигналізації підлягають ті параметри, відхилення яких від номінального значення може привести до вибуху, пожежі, нещасним випадкам, виходу з ладу устаткування, випускові некондиційної продукції і браку і т.д [2].

До параметрів, що підлягають сигналізації, слід віднести:

• рівень заповнення збірників;

• тиск середовища у лінії подачі води;

• температура газу;

• температура кислоти на зрошення абсорберу А1.

Абсорбція SO₃ в абсорбері погіршується з підвищенням температури внаслідок зменшення рушійної сили абсорбції, яка виражається при противоточному руху компонентів, тому потрібно сигналізувати цей параметр.

Результати вибору й обґрунтування параметрів автоматичного контролю,

регулювання і сигналізації приведені в таблиці 2.1.1.

Таблиця 2.1.1 – Параметри технологічного процесу.

№ п/п	Найменування технологічного об’єкту	Найменування технологічного параметру	Інформаційна функція				Керуюча функція
			індикація	регістрація	сигналізація	регулювання		логічне керувування
1.	Моногiдратний абсорбер А1	Температура газу на вході	+	+	+	-		-
		Температура кислоти на зрошення	+	+	+	-		-
		Концентрація газів у атмосферу: SO2, SO3.	+	+	-	-		-
		Температура кислоти на виході	+	+	+	-		-
2	Зрошувальний холодильник	Температура кислоти на вході	+	+	+	-		-
3	Напiрний бак	Рівень	+	+	+	+		-
4	Циркуляцiйний збiрник	Рівень	+	+	+	-		-
		Температура	+	+	+	-		-
5	Трубопровід подачі води	Температура	-	-	-	-		+
		Тиск	+	+	+	-		-
6	Проміжний збiрник	Рівень	+	+	+	+		-

2.2 Вибір та обґрунтування методів автоматичного контролю технологічних параметрів

Метою вибору технічних засобів є визначення найбільш ефективного методу вимірювання для кожного технологічного параметру. Обраний метод вимірювання повинен задовольняти характеру середовища, бути найбільш точним і входити до системи ДСП.

Вибір того чи іншого методу вимірювання обумовлено наступними факторами:

• діапазоном вимірювання технологічного параметру;

• чутливістю методу вимірювання;

• лінійністю градуїровочної характеристики;

• похибкою вимірювання.

1. Номінальне значення температури газу на вході до абсорберу А1  складає 210 ⁰С, допустиме відхилення 10 ºС. Тоді допустиме відносне відхилення складає:

 = Т/Т*100% = 10/210*100 = 4 %.

Прилад для вимірювання цього параметру повинен володіти погрішністю в 3 - 5 разів менше ніж допустиме відхилення. Тоді.

Номінальне значення температури кислоти на зрошення складає 75 ºС, допустиме відхилення 5 ºС. Тоді допустиме відносне відхилення складає:

 = Т/Т*100% = 5/75*100 = 6 %.

Тоді.

Температура води у трубопроводі ТП = 28 ºС, допустиме відхилення 3 ºС. Тоді допустиме відносне відхилення складає:

= Т/Т*100% = 3/28*100 = 8 %.

Тоді

Таку точність можна досягти шляхом застосування методу термоперетворювання опору.

2. Рівень у циркулюючому збірнику та напірному баку складає 20…80 %, допустиме відхилення +5 %. Тоді допустиме відносне відхилення складає:

 = L/L*100% =0,025/1,6*100 = 2 %.

Тоді

Вимірювати рівень можна за допомогою рівневимірювача типу Сапфір.

3. Номінальне значення тиску у трубопроводі складає 1,2 МПа, а припустиме відхилення 0,01 МПа, то припустиме відносне відхилення складе:

 = Р/Р*100% = 0,01/1,2 *100 = 3 %. Тоді клас точності використовуваного перетворювача повинний бути рівним чи вище 1. Цій умові задовольняють перетворювачі типу «МЕТРАН».

2.3 Розробка структурних схем каналів автоматичного контролю та регулювання технологічних параметрів

Технічні засоби передачі вимірювальної і командної інформації повинні бути, як правило, серійними і належати системі ДСП.

На структурних схемах у загальному вигляді відображені головні технічні рішення розроблюваної системи керування за каналами контролю та регулювання.

Структурна схема каналів автоматичного вимірювання температур в процесі виглядає наступним чином.

ПВП

НП

МПК

Технологічний

параметр

Структурна схема каналів автоматичного контролю та регулювання рівня виглядає наступним чином.

ПВП

МПК

БРК

ПБР

Технологічний на електр.прив.

параметр

Структурна схема каналів автоматичного вимірювання тиску води у трубопроводі виглядає наступним чином.

ПВП

МПК

Технологічний

параметр

Структурна схема каналів автоматичного вимірювання концентрації кислоти виглядає наступним чином.

ПВП

МПК

Технологічний

параметр

Структурна схема каналів логічного керування виконавчими пристріями виглядає наступним чином.

МПК

ЕПП

Технологічний на ВП

Де ПВП – первинний вимірювальний перетворювач.

БРК – блок ручного дистанційного керування.

ВП – виконавчий пристрій.

ПБР – пускач.

МПК – мікропроцесорний контролер. [2]

2.4 Вибір комплексу технічних засобів

Метою вибору технічних засобів є визначення найбільш ефективного методу вимірювання для кожного технологічного параметру. Обраний метод вимірювання повинен задовольняти характеру середовища, бути найбільш точним і входити до системи ДСП.

Система керування, крім задач стабілізації окремих технологічних величин, повинна також вирішувати задачі керуючої логіки. Враховуючи вищесказане, система керування повинна бути побудована на базі керуючої обчислювальної машини (КОМ), наприклад, мікропроцесорного контролеру. В якості такого пристрою обрана одна з моделей мікропроцесорного контролера Ломіконт ЛТМ. Цей вибір обумовлено тим, що Ломіконт є багатоцільовим контролером загальнопромислового призначення, архітектура контролера оптимізована для вирішення задач оптимального керування технологічними процесами та для виконання операцій керуючої логіки. Контролер має в своєму складі таймери та лічильники, що дозволяє виводити технологічні повідомлення та поточні значення параметрів на монітор для спостереження за ходом технологічного процесу і на друкуючий пристрій з метою документування процесу керування.

Ломіконт може працювати як у складі великої розподіленої АСКТП, зв’язуючись з ЕОМ верхнього рівня по каналу цифрового зв’язку, та і в якості автономного технічного засобу, котрий вирішує комплекс задач оптимального і логічного керування, регулювання, відображення та документування інформації про хід процесу керування.

В даному проекті обираємо другий варіант використання процесора, тобто Ломіконт є автономним технічним засобом.

Для формування автоматизованого робочого місця оператора, необхідно передбачити монітор Samsung SyncMaster 750Х. Весь необхідний комплекс сигналізації та блокувань оператор має змогу бачити на моніторі у найбільш сприятливому форматі. Для виведення оперативної інформації до друку або інформації за поточний проміжок часу обираємо принтер Canon SP–05X.

В комплекті з мікропроцесорним контролером працюють звичайні датчики та виконуючі механізми.

Об’єкт, що підлягає автоматизації, не відноситься до числа вибухо- та пожежонебезпечних. Для таких виробництв прилади та засоби автоматизації будемо обирати з електричної галузі ДСП. Перевага при виборі датчиків надається тим первинним вимірювальним перетворювачам, що мають стандартний вихідний уніфікований струмовий сигнал 0 – 5 мА.

Для здійснення ручного керування насосами використовується блок керування типу БРУ-32-03. Пуск електропривода здійснюється пускачем магнітним типу ПБР-2М.

У даному випадку система пневмоприводу може бути побудована наступним чином. Сигнал контролера електричний переводить до пневматичної форми перетворювач ЕПП-М. Ручне керування ходом процесу можливе за допомогою панелі керування пневматичної типу ПП12.2. В якості регулюючого клапану з пневмоприводом, обрано КРВД-1 (НО).

Для виміру температури у процесі обираємо термометр опору типу ТСПУ/1-0289 Ех, межа вимірювання 0…300 ⁰С, вихідний сигнал 0 - 20 мА.

Для вимірювання рівня у збірниках обираємо рівнемір типу Сапфiр 22-ДУ-2640.

Вимірювання концентрації кислоти здійснюється за допомогою аналізатору рідинного кондуктометричного типу АЖК-3101К. Вимірювання змісту газу на виході з абсорберу здійснюється багатокомпонентним газоаналізатором типу ЕМГ-21.

Тиск вимірюється за допомогою вимірювального перетворювача надмірного тиску типу „Метран 55-ДИ-518", вихідний сигнал 4 - 20 мА, діапазон вимірювання 0-4 МПа.

Обрані прилади та засоби автоматизації обрані по довідниках та занесені до замовної специфікації, що наведена у додатку.