СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Характеристика объекта автоматизации
1.1 Описание технологического процесса
1.2 Основные характеристики и особенности технологического объектас точки зрения задач управления
1.3 Обобщенный критерий эффективности управления процессом
2. Анализ структуры существующей системы управления
2.1 Анализ организационно-технической структуры
2.2 Анализ существующей системы управления
2.3 Выводы по необходимости модернизации системы
3. Разработка и описание системы контроля, регулирования
и управления технологическим процессом
3.1 Выбор и описание структурной схемы системы управления
3.2 Техническое обеспечение. Спецификация на приборы исредства
автоматизации
3.3 Разработка и описание функциональной схемытехнологического
объекта автоматизации
4. Разработка и описание сборочных чертежей
4.1 Описание схемы внешних электрических и трубных проводок 85
4.2 Описание плана трасс
4.3 Описание схемы подключения барьеров искробезопасности 89
4.4 Описание схемы измерительных цепей
5. Расчет цифровой АСР
5.1 Построение математической модели
5.2 Расчет оптимальных настроечных параметров цифровых
регуляторов
5.3 Расчёт переходных процессов в цифровых АСР 105
6. Безопасность жизнедеятельности
6.1 Характеристика проектируемого объекта
6.2 Обоснование выбора системы автоматизации
6.3 Обеспечение безопасности технологического процесса
6.4Производственная санитария
6.5 Электробезопасность
6.6 Пожарная профилактика и средства тушения пожара
6.7 Охрана окружающей среды и защита населения и территории
6.8 Чрезвычайная ситуация и методы защиты
7. Технико-экономическое обоснование дипломного проекта
7.1 Расчет капитальных вложений на технические
средства автоматизации
7.2 Расчет дополнительных эксплуатационных издержек
7.3 Расчет экономических показателей от внедрения АСУ ТП
Заключение
Список использованной литературы
Список сокращений
Введение
В данном дипломномпроекте будет проводиться анализ организационно-технической структуры, анализсуществующей системы управления; исходя из требований, предъявляемых ксовременным автоматизированным системам управления технологических процессов ианализа объекта управления, будут выявлены недостатки и нерешённые задачисуществующей системы управления.
Исходя из анализа,требуется сделать выводы о необходимости замены существующей системы управленияи предложить пути модернизации, поставить задачу на дипломное проектирование.Общая задача управления технологическим процессом формируется обычно как задачамаксимизации (минимизации) некоторого критерия (себестоимости, энергозатрат)при выполнении ограничений на технологические параметры, накладываемыерегламентом. Спецификой автоматизации тепловых процессов является то, что ониочень энергоемки, поэтому система автоматизации должна способствовать снижениюэнергозатрат на обеспечение заданной степени превращения исходного вещества в конечныйпродукт при заданной максимально возможной интенсивности реакции.
В ходе работы будутразработаны: функциональная схема автоматизации и установлены параметрыконтроля, регулирования и блокировки, выбраны схемы регулирования; описанаструктурная схема системы управления и перечислены функции, выполняемые накаждом уровне системы управления.
Для реализации функцийконтроля, регулирования и управления будут выбраны технические средстваавтоматизации.
Будут разработаны: схемавнешних электрических и трубных проводок, с указанием монтажных длин и типовпроводов и кабелей; схема измерительных цепей, где будет наглядно представленасвязь полевого оборудования и помещения управления, в виде указания барьеровискробезопасности, модулей ввода-вывода и модулей управления; схема подключениябарьеров искробезопасности, на которой будет изображены терминальные панели длякрепления барьеров искробезопасности.
Кроме того, в даннойработе будут охвачены:
— раздел по безопасностижизнедеятельности, с рассмотрением взрывопожарной и пожарной опасности,санитарной характеристики производственных зданий и наружных установок,физико-химических и токсических свойств, применяемых продуктов;
— разделтехнико-экономического обоснования проекта, где будет рассчитаны капитальныезатраты на приобретение средств автоматизации, дополнительные эксплуатационныеиздержки, экономические показатели от внедрения АСУ ТП.
Необходимо будет сделатьвывод о проделанной работе, решённых и нерешённых задачах управления и путяхдальнейшего совершенствования системы управления.
1. Характеристикаобъекта автоматизации
1.1 Описаниетехнологического процесса
Технологическая цель производства.Процесс производства стирола включает в себя стадии: дегидрирование этилбензолаи ректификация углеводородного конденсата. Целью управления процессомдегидрирования является получение заданного выхода стирола. Выход стиролаопределяется расходом и составом этилбензольной шихты, соотношением расходовшихты и перегретого водяного пара, температурой в реакторе и активностьюкатализатора [6].
В состав производствастирола методом каталитического дегидрирования этилбензола входят следующиеустановки:
- печное отделение;
- реакторный блок;
- узел конденсации.
Печное отделениепредназначено для перегрева водяного пара до температуры не более 750 0С.
Реакторный блокпредназначен для получения контактного газа, содержание стирола в котором более50%, путем каталитического дегидрирования этилбензола.
Для снижения парциальногодавления компонентов сырья в процессе дегидрирования вместе с этилбензоломвводится водяной пар. Водяной пар является также теплоносителем дляэндотермической реакции дегидрирования.
Кроме того, за счетводяного пара происходит непрерывный процесс саморегенерации катализатора.
Основными показателями,характеризующими процесс дегидрирования, являются:
1. Выход стирола напропущенный этилбензол — процентное отношение количества полученного стирола ковсему количеству этилбензола, пропущенного через реактор. Эта величинахарактеризует производительность реактора.
2. Выход стирола наразложенный этилбензол или селективность — процентное отношение количестваполученного стирола к общему количеству разложенного этилбензола. Уменьшениеселективности катализатора приводит к увеличению выхода побочных продуктов.
3. Конверсия этилбензола- процентное отношение разложенного этилбензола к общему количествуэтилбензола, пропущенного через реактор. Конверсия показывает степеньактивности катализатора.
4. Объемная скоростьподачи сырья — это расход этилбензольной шихты в м3/час,приходящийся на 1 м3 катализатора. Эта величина характеризует нагрузкуреактора по сырью.
Дегидрированиеэтилбензола осуществляется на катализаторе при температуре 560÷630 0Спо реакции:
С6Н5-СН2-СН3→С6Н5-СН=СН2+Н2– 30000 ккал/ (кг/моль)
Кроме основной реакции,протекает ряд побочных реакций с получением бензола, толуола, этилена, а такжетяжелокипящих:
1) С6Н5С2Н5+ Н2 → С6Н5СН3 + СН4
(этилбензол) (толуол) (метан)
2) С6Н5С2Н5+ Н2 → С6Н6 + С2Н6
(этилбензол) (бензол) (этан)
3) СН4 + Н2О→ СО + 3 Н2
(метан)
4) 3 С6Н5С2Н5→ 4 С6Н6+3 Н2
(этилбензол) (бензол)
5) С+2 Н2О→СО2+2 Н2
6) СО+Н2О→СО2+Н2
7) 2 СО→ СО2+С
Катализаторами процессадегидрирования этилбензола служат соединения на основе окиси железа и окисихрома.
5. Влияние различныхфакторов на выход стирола: бензол, толуол практически не разлагаются в процессеконтактирования, и являются разбавителями. Но увеличение их концентраций всырье приводит к увеличению энергозатрат.
Стирол несколько снижаетконверсию этилбензола. В процессе дегидрирования стирол разлагается, поэтомуувеличение количества стирола нежелательно, во избежание излишнейзакоксованности катализатора. Изопропилбензол дегидрируется в — метилстирол.Наличие последнего ухудшает качество товарного стирола.
Диэтилбензол в сырьесовершенно нежелателен, так как присутствие даже небольших количествдиэтилбензола в стироле приводит к получению нерастворимого полимера. Такженежелательно содержание в сырье растворенного хлорида, катализатораэтилирования, который является ядом катализатора дегидрирования. Наличиексилолов в сырье также нежелательно так как они ухудшают качество товарногостирола.
6. Разбавление водянымпаром. Реакция дегидрирования этилбензола протекает с увеличением объемаполученного газа. Процесс дегидрирования проводится при пониженных парциальныхдавлениях компонентов сырья, что осуществляется подачей перегретого водяногопара в реактор. При высоких температурах водяной пар взаимодействует с коксом,образующимся на поверхности катализатора.
Пар — являетсятеплоносителем. Наиболее интенсивно реакция дегидрирования идет при температуре600÷630 0С. Нагрев этилбензола до такой температуры приводитк его термическому разложению. Поэтому нагрев сырья до такой температурыпроизводится непосредственно на вводе в реактор путем смешения с водяным паром.
При уменьшении количествапара по сравнению с режимным повышаются парциальные давления компонентов сырья,что уменьшает выход стирола. Кроме того, это приводит к увеличениюзакоксованности катализатора.
Увеличение количестваводяного пара на разбавление также нежелательно, так как при этом возрастаетдавление в реакторах, увеличиваются энергозатраты.
Оптимальным считаетсяразбавление сырья водяным паром в соотношении 1:2,4÷3,5 в том числе10:15% пара от веса шихты смешивается в испарителе поз.Т-204 для улучшенияпроцесса испарения.
7. Влияние температуры навыход стирола. Максимальный выход стирола получается при температуреконтактирования 600÷630 0С. Поддерживание той или инойтемпературы зависит от следующих факторов:
— от активностикатализатора;
— от срока работы;
— от качества загрузкикатализатора и т.д.
Во всех случаяхнеобходимо строго выдерживать температурный режим.
При понижении температурыниже заданного уменьшается выход стирола.
Повышение температурыувеличивает термическое разложение сырья и повышает закоксованностькатализатора.
Описание технологическогопроцесса. Этилбензольнаяшихта, представляющая смесь этилбензола ректификата и возвратного этилбензола,поступает на дегидрирование со склада промежуточных продуктов (корпус 304) иземкости поз. Е-409 в теплообменник поз.Т-229 [8]. Постоянство подачи этилбензольнойшихты поддерживается регулятором расхода (поз.48).
Этилбензольная шихтаподогревается в теплообменнике поз.Т-229 до температуры 95 0С засчет тепла водного конденсата, подаваемого насосом поз.Н-224 из емкостипоз.Е-223. Схемой предусмотрена подача этилбензольной шихты в испаритель поз.Т-204помимо теплообменника поз.Т-229 при чистке последнего. В испарителе поз.Т-204производится подогрев, испарение и частичный перегрев паров шихты дотемпературы не менее 160 0С за счет тепла конденсации пара 1600 кПа(16кгс/см2).
Для снижения температурыкипения этилбензола в трубное пространство испарителя поз.Т-204 подаетсяводяной пар 600 кПа (6 кгс/см2), количество которого составляет10-15% от веса этилбензола и поддерживается постоянным регулятором расхода(поз.49).
Давление пара 1600 кПа(16 кгс/см2), подаваемого в межтрубное пространство испарителяпоз.Т-204, поддерживается регулятором давления (поз.51).
Конденсат пара 1600 кПа(16 кгс/см2) собирается в сборнике поз.Е-206, откуда самотекомпоступает в сборник поз.Е-240.
Из испарителя поз.Т-204 парыэтилбензольной шихты поступают в межтрубное пространство перегревателяпоз.Т-203, где перегреваются до температуры 530 0С за счет теплаперегретого водяного пара, выходящего из межступенчатого подогревателя реакторапоз.Р-202/2.
Перегретые пары этилбензольнойшихты из перегревателя поз.Т-203 поступают в смесительную камеру реакторапоз.Р-202/1, где смешиваются с перегретым водяным паром, поступающим изпароперегревательной печи поз.П-201/2 с температурой не более 750 0С.
Количество перегреваемогопара, поступающего на смешение с парами этилбензольной шихты в смесительнуюкамеру реактора поз.Р-202/1, автоматически регулируются клапанами(поз.3-6,3-7), установленными на линии подачи пара с ТЭЦ, исходя из того, чтоконечное соотношение этилбензольной шихты и водяного пара на входе в реактордолжно составлять 1:(2,4÷3,5) по весу. Давление пара, поступающего вТЭЦ, автоматически регулируется клапаном (поз.2-5).
Водяной пар давления200÷600 кПа (2÷6 кгс/см2), получаемый после редуцированияпара давления 1600 кПа (16 кгс/см2) и вторичный пар из котлов — утилизаторов поз.Пн-205 поступают в пароперегревательную печь поз.П-201/1, гдеперегреваются до температуры не более 750 0С и направляются в межступенчатыйподогреватель, встроенный в верхней части реактора поз.Р-202/2 для подогреваконтактного газа, выходящего из реактора поз.Р-202/1 до температуры560÷630 0С
После межступенчатогоподогрева водяной пар с температурой 600÷630 0С поступает вперегреватель поз.Т-203, где перегреваются пары этилбензольной шихты.
Из перегревателяпоз.Т-203 водяной пар с температурой 450 0С поступает на повторныйперегрев в пароперегревательную печь поз.П-201/2.
Блок пароперегревательныхпечей состоит из двух печей, объединенных в одном каркасе, имеющих общиедымовые трубы и обслуживающие площадки. В радиантных камерах каждой печиустановлены вертикально по четыре радиантных змеевика. В конвективной камерепечи поз.П-201/2 установлены горизонтально два конвективных змеевика и над нимидва змеевика для утилизации тепла дымовых газов печи поз.П-201/2.
В средней части печи,между радиантной и конвективной камерами расположена зона, называемаяперевалом.
Радиантная камера каждойпечи представляет собой прямоугольную топку, имеющую две самостоятельные зоны сразличной тепловой нагрузкой, обеспечивающей различные тепловые напряженияповерхности нагрева «холодных» и «горячих» змеевиков камерырадиации.
В верхней части боковыхстен установлены взрывные окна. Блок пароперегревательных печей имеет дведымовые трубы, установленные на тройниках газоходов. Перед тройниками газоходовустановлены шиберы ручного управления. Отметка верха дымовых труб — 30000 мм.
Обогрев змеевиковосуществляется беспламенными панельными горелками типа ГБП-140 мощностью 140000ккал/час, которые размещены в шахматном порядке в боковых стенах радиантныхкамер печей. Количество панельных горелок для обеих печей — 506 шт.
Для дополнительногоподогрева конвективных камер предусмотрено восемь горелок типа ГИК-2. В подовойчасти радиантной зоны обеих печей смонтированы по 24 штуки целевых горелок длясжигания несконденсированных газов дегидрирования. Общая тепловая нагрузка напечи — 63000000 ккал/час.
Давление топливного газа,поступающего из сети предприятия, поддерживается постоянным в пределах280÷320 кПа (2,8÷3,2 кгс/см2) регулятором давления(поз.4).
Давление топливного газаперед горелками печей П-201/1,2 поддерживается регуляторами давления (поз.9,10)с коррекцией по температуре на выходе из печей и по температуре перед слоямикатализатора в реакторах поз.Р-202/1, Р-202/2.
Панельные беспламенныегорелки мари ГБП-140 размещены в кладке боковых стен радиантной зоны печейпоз.П-201/1,2; кроме топливного газа на плоско-факельные подовые горелки печейпоз.П-201/1,2 подается несконденсированная часть контактного газа (абгаз),давление которого регулируется клапаном (поз.6-5), установленным на линииподачи абгаза на установку.
Тепло дымовых газов,уходящих с печи поз.П-201/2 используется для получения водяного пара давлением200÷300 кПа (2÷3 кгс/см2) и температурой240÷260 0С в утилизаторах печи поз.П-201/2. Утилизаторы печипоз.П-201/2 состоят из двух отдельных змеевиков, на питание которых подаетсянапорный паровой конденсат насосами поз.Н-241/1,2 (отделение ректификации).
Подача паровогоконденсата поддерживается постоянным регулятором расхода (поз.15,16) скоррекцией по температуре водяного пара на выходе из утилизаторов. Температурадымовых газов после утилизатора поддерживается в пределах 220÷3100С.
Пароэтилбензольная смесьна входе в реактор поз.Р-202/1 имеет температуру 560÷630 0С.За счет эндотермической реакции после первой ступени дегидрирования,температура контактного газа снижается до 550 0С.
Контактный газ изреактора поз.Р-202/1 поступает в межступенчатый подогреватель, гдеподогревается до температуры 560÷630 0С и затем направляетсяв реактор поз.Р-202/2. Контактный газ из реактора поз.Р-202/2 с температурой550 0С поступает в котлы-утилизаторы поз.Пн-205.
В котлах-утилизаторахпоз.Пн-205 тепло контактного газа используется для получения вторичноговодяного пара давлением 200÷600 кПа (2÷6 кгс/см2). Питаниекотлов-утилизаторов поз.Пн-205/1,2 осуществляется подачей парового конденсатанасосом поз.Н-241 (отделение ректификации).
Уровень жидкости вкотлах-утилизаторах поддерживается постоянным регуляторами уровня (поз.38,40), клапаныкоторых установлены на линии подачи конденсата в котлы-утилизаторыпоз.Пн-205/1,2.
Во избежание отложенийнерастворимых солей на трубках котлов-утилизаторов при испарении конденсатапроизводится постоянная и периодическая их продувка в химзагрязненнуюканализацию с разбавлением осветленной водой.
Охлажденный дотемпературы 2500С контактный газ из котлов-утилизаторов поз.Пн-205направляется в пенный аппарат поз.Пн-209, где охлаждается до температуры100÷1500С.
Одновременно в пенномаппарате поз.Пн-209 производится очистка контактного газа от катализаторнойпыли. Охлаждение и очистка контактного газа осуществляется конденсатом,подаваемым насосом поз.Н-222 из емкости поз.Е-221. Расход конденсатаподдерживается постоянным регулятором расхода (поз.44), клапан которого(поз.44-6) установлен на линии подачи конденсата в пенный аппарат поз.Пн-209.
Конденсат с температурой950С из пенного аппарата поз.Пн-209 самотеком поступает в емкостьпоз.Е-223, откуда насосом поз.Н-224 через теплообменник поз.Т-229 сбрасываетсяв химзагрязненную канализацию с температурой не выше 400С.
Уровень в поз.Е-223поддерживается регулятором уровня (поз.45), клапан которого установлен на линиисброса конденсата в химзагрязненную канализацию (поз.45-5).
Описание сырьевых ипродуктовых потоков. Сырьевым потоком объекта автоматизации являетсяэтилбензольная шихта, поступающая на дегидрирования со склада промежуточныхпродуктов.
Энергетическими потокамиявляются: водяной пар, топливный газ и абгаз, которые сжигаются в печахпоз.П-201/1,2 для перегрева водяного пара, а также напорный конденсат.
Конечным продуктовымпотоком является контактный газ, содержание стирола в котором превышает 50 %.
Косновным технологическим параметрам, подлежащим контролю и регулированиюотносятся: расход, давление, уровень и температура.
Таблица1- Переменные, характеризующие ТП, как объект управленияПеречень наблюдаемых воздействий
Управляющие
воздействия (х) Возмущающие воздействия (z) Регулируемые параметры (y)
1.Регулирование давления топливного газа в П-201/1,2
2.Регулирование давления абгаза в П-201/1,2
3.Регулирование давления водяного пара на вводе в корпус 303
4.Регулирование расхода водяного пара на вводе в корпус 303.
5.Регулирование расхода напорного конденсата а утилизаторы П-201/2
1. Изменение давления и расхода водяного пара на вводе в корпус 303
2. Изменение расхода напорного конденсата на вводе в корпус 303
3. Изменение расхода абгаза с узла компремирования
4. Изменение давления и расхода топливного газа на вводе в корпус 303
5.Изменение расхода ЭБШ на установку дегидрирования
1.Расход ЭБШ в Т-229
2.Температура водяного пара на выходе из утилизаторов
3.Расход водяного пара на вводе в корпус 303
4.Давление топливного газа на вводе корпус 303
5.Расход напорного
конденсата в утилизаторы П-201/2
6.Давление абгаза в П-201/1,2
6.Регулирование уровня жидкости в Пн-205/1,2
7.Регулирование расхода конденсата, подаваемого в Пн-209
8.Регулирование давления водяного пара, подаваемого в межтрубное пространство испарителя Т-204
9.Регулирование расхода водяного пара, подаваемого в трубное пространство испарителя Т-204
10.Регулирование уровня в емкости Е-223
11.Регулирование расхода ЭБШ в Т-229 6. Параметрические возмущения (закоксованность катализатора)
7.Давление водяного пара на вводе в корпус 303
8.Уровень жидкости в Пн-205/1,2
9.Расход конденсата в Пн-209
10.Давление водяного пара в межтрубном пространстве испарителя Т-204
11.Расход водяного пара в трубном пространстве испарителя Т-204
12.Уровень в емкости Е-223
Изтаблицы 1 видны переменные, являющиеся выходными координатами процесса – y; переменные, изменением которыхсистема управления может воздействовать на объект с целью управления – х;переменные, отражающие влияние на регулируемый объект различных возмущений – z.
Наоснове этих переменных можно представить структурную схему управления, гдеуказаны все возможные воздействия на объект управления.
/>
Рис.1.1. Структурная схема объекта управления
1.2 Основныехарактеристики и особенности технологического объекта с точки зрения задачуправления
Задачей автоматизациихимических реакторов является обеспечение степени превращения исходноговещества (этилбензол) в конечный продукт (стирол), не менее 30% для реакторапоз. Р-202/1 и не менее 50% для реактора поз. Р-202/2, при заданной максимальновозможной интенсивности при ограничении на энергозатраты и на нагрузку, ссоблюдением условий безопасности и безаварийности работы [4].
В качестве объектауправления принимаем отделение дегидрирования этилбензола, в которое входят блоки:печное отделение, реакторный блок и узел конденсации, состоящие из следующихосновных аппаратов: печь П-201/1,2, реактор Р-202/1,2, перегреватель Т-203,котёл-утилизатор Пн-205/1,2, пенный аппарат Пн-209, емкость Е-223, испарительТ-204, теплообменник Т-229.
Химические реактораявляется основным аппаратом в технологической схеме процесса получения стиролапутем каталитического дегидрирования этилбензола. С позиции задачи управленияреактора являются сложными объектами с нелинейными статическимихарактеристиками.
Реакция дегидрированияэтилбензола, протекающая при температуре 600÷6300С,эндотермическая и идет с поглощением тепла. При эндотермической реакции даженебольшое изменение температуры в реакторах может привести к значительнымизменениям степени конверсии. Поэтому требуется построение автоматизированнойсистемы регулирования температурного режима, быстродействующей и высокоточной[2].
Данное производство похарактеру сырья и получения продуктов, а также в связи с наличием токсичных ивзрывоопасных смесей, относится к категории пожаро — и взрывоопасныхпроизводств, что обуславливает необходимость противоаварийной защиты (ПАЗ).
Сложность управлениятехнологическим объектом заключается в том, что он постоянно подвергаетсявозмущающим воздействиям, которые нарушают нормальный ход процесса в объекте.Различают внешние и внутренние возмущающие воздействия.
Внешние возмущающиевоздействия проникают в объекты управления извне: вследствие изменения входныхпараметров, некоторых выходных, а также параметров окружающей среды [1]. Вданом случае объект подвергается постоянным, сильным возмущениям при изменениитемпературы, расхода перегреваемого пара, расхода и теплотворной способноститоплива, расхода и температуры ЭБШ.
Внутренние возмущающиевоздействия возникают в самом объекте управления, при изменении характеристиктехнологического оборудования. К ним относится, например, закоксованностькатализатора.
При управлении процессомособое внимание следует обратить на внешние возмущающие воздействия, так какони поступают в объект чаще, чем внутренние, нередко имеют ступенчатыйхарактер, большую амплитуду изменения и в ряде случаев могут быть устранены допоступления в объект.
Показателем эффективностипроцесса дегидрирования является состав целевого продукта. Целевым продуктомявляется контактный газ, а целевое управление — снижение потерь сырья,вспомогательных продуктов (топливного газа, абгаза, катализатора). Учитываябольшую энергоемкость процесса дегидрирования, минимизация потерь принимаетбольшое значение в ТЭП предприятия.
1.3 Обобщенныйкритерий эффективности управления процессом
Общая задача управлениятехнологическим процессом формируется обычно как задача максимизации(минимизации) некоторого критерия (себестоимости, энергозатрат) при выполненииограничений на технологические параметры, накладываемые регламентом. Решениетакой задачи для всего процесса в целом очень трудоемко, а иногда практическиневозможно в виду большого числа факторов, влияющих на ход процесса. Поэтомувесь процесс разбивают на отдельные участки, которые характеризуютсясравнительно небольшим числом переменных. Обычно эти участки совпадают сзаконченными технологическими стадиями, для которых могут быть сформулированысвои подзадачи управления, подчиненные общей задаче управления процессом вцелом.
Химические реактораявляются основными аппаратами в технологической схеме процесса получениястирола путем дегидрирования этилбензола [4]. Спецификой автоматизации тепловыхпроцессов является то, что они очень энергоемки, поэтому система автоматизациидолжна способствовать снижению энергозатрат на обеспечение заданной степенипревращения исходного вещества в конечный продукт при заданной максимальновозможной интенсивности реакции.
Для формулировки задачинеобходимо ввести обозначения искомых переменных и исходных данных, записать вэтих обозначениях критерий оптимальности, который в результате решения долженпринять минимальное или максимальное значение, и выписать набор условий,определяющих множество допустимых решений. Такими условиями являются пределы, вкоторых может выбираться каждая из них.
Надетализированной структурной схеме объекта управления (рис. 1.2.) показанывозможные воздействия на объект управления:
/>
Рис.1.2. Детализированнаяструктурная схема объекта управления
u1 — управляющие воздействия на реактор Р-202/1:
Gвп — расход водяного пара в печь П-201;
Рвп — давлениеводяного пара в печь П-201;
Gэбш — изменение расхода этилбензольнойшихты в реактор Р-202/1;
Ртг — давлениетопливного газа в печь П-201;
z1 — возмущения, действующие на реактор Р-202/1:
tэбш — изменение температурыэтилбензольной шихты в реактор Р-202/1;
zк — закоксованность катализатора;
z- старение установки;
у1 — переменные,характеризующие состояние контактного газа после реактора Р-202/1:
Qкг1 — состав контактного газа послереактора Р-202/1;
Ак — активностькатализатора;
Т1-температура в реакторе Р-202/1;
Р1 — давление вреакторе Р-202/1;
u2 — управляющие воздействия на реактор Р-202/2:
Gвп — расход водяного пара в печь П-201;
Рвп — давлениеводяного пара в печь П-201;
Ртг — давлениетопливного газа в печь П-201;
z2 — возмущения, действующие на реактор Р-202/2:
zк — закоксованность катализатора;
z- старение установки;
Рвп — изменениедавления водяного пара в печь П-201;
у1-переменные, характеризующие состояние контактного газа после реактора Р-202/2:
Qкг2 — состав контактного газа послереактора Р-202/2;
Ак — активностькатализатора;
Т2-температура в реакторе Р-202/2;
Р2 — давление вреакторе Р-202/2.
Критерий управления:
При действии на объектвектора возмущений Z (см.рис.1.2.)нужно найти вектор управляющих воздействий U*=(U1*,…, Ur*)минимизирующий (или максимизирующий) значение целевой функции Q (Z,U):
Q*(Z,U)=min Q(Z,U),
при соблюденииограничений на входные переменные процесса:
R1(F,U)≥0
… .
… .
… .
Rk(F,U) ≥0.
На переменные u1,u2,y1,y2,z1,z2 наложены следующие ограничения:560 0С Целевая функция численновыражает нашу заинтересованность в том или ином режиме объекта.
В качестве целевойфункции принимаем критерий, имеющий технологическую природу –производительность установки, показатели качества получаемого продукта (степеньпревращения в реакторах).
При заданном объемевыпуска конечной продукции критерий примет вид:
Q=/>→ min,
где Цi – цена i-го вида материала или энергии;
Gi – количество израсходованного за годi-го вида исходных материалов илиэнергии;
m – количество затрачиваемых впроцессе параметров.
Задача управленияпроцессом сведется к минимизации технологических затрат.
Важным этапом вразработке системы автоматического управления является анализ системы, так какона должна обеспечивать достижение поставленной цели управления. Это вытекаетиз экономической целесообразности процесса. При этом также важно, чтобы системаавтоматического управления была по возможности проста и легка в эксплуатации,пожаро- и взрывобезопасна, и соблюдались требования технологического регламентав любых условиях производства, обеспечивалась безаварийная работа оборудования.
Поэтому для химическогореактора ставится следующая задача:
— обеспечение заданнойстепени превращения исходного вещества в конечный продукт, при минимальныхэнергозатратах, с соблюдением условий безопасности и безаварийности работы.
2.Анализ структуры существующей системы управления
2.1 Анализорганизационно-технической структуры
В настоящее время в цехе2514 на установке дегидрирования этилбензола реализована распределеннаяструктура управления технологическим процессом, построенная на основе локальныходноконтурных, многоконтурных автоматических систем регулирования [8].
Существующие средстваавтоматизации характеризуются применением приборов государственнойпневматической системы «Старт».
Система предназначена дляавтоматического сбора, обработки, хранения и представления технологическойинформации для оперативного контроля за ведением технологического процесса.
Существующая системаохватывает только два нижних уровня автоматической системы управленияпроизводством: уровень I/O (ввода-вывода), включающий набордатчиков и исполнительных устройств, предназначенных для сбора первичнойинформации и реализации исполнительных воздействий, и уровень control (непосредственное управление) сотображением значений параметров и возможностью ручного управления.
Температура в аппаратахконтролируется с помощью технических ртутных термометров и термометровсопротивления ТСМ, ТСП и термопарами типа ТХА, ТПП, регистрируются вторичнымиприборами – мостами и потенциометрами: КСМ- 4И, КСП- 4И, преобразуетсяпреобразователями типа НП-ТЛ, НП-СЛ и ЭПП-63.
Давление в аппаратахзамеряется манометрами типа ТИ-1218, ОБ-М1-160, ВЭ-16рб, МСП-2, ЭКМ-1У.
Уровень продукта ваппаратах замеряется с помощью приборов УБ-ПВ.
В качестве автоматическихрегуляторов применяются пневматические регуляторы типа ПР-3.21, ПР-3.25,установленные за щитом и выполняющие ПИ и ПИД законы регулирования. В качествевторичных приборов используются ПВ-10-1Э, ПВ-4-2Э, ПВ-1.3, установленные нащите.
В случае отклоненияпараметров от предельно-допустимой величины предусмотрены световая и звуковаясигнализации и блокировки, базирующиеся на приборах: ЭКМ-1У, Логика, УАС-20,УЗС-24. Приборы сигнализации и блокировки вынесены на центральный щит. Схемысигнализации и блокировок собраны на релейно-контактных элементах.
2.2 Анализсуществующей системы управления
Система техническихсредств автоматизации установки выполнена на элементной базе государственнойпневматической системы «Старт».
Выбранные схемырегулирования, законы регулирования, точки технологического контроля и местаприложения регулирующих воздействий удовлетворяют условиям поддержаниятехнологического режима.
В существующей системеотсутствуют приборы и алгоритмы прямого цифрового управления.
Достоинством даннойсистемы является то, что она надежна, а также взрыво- и пожаробезопасна.Пневмосистемы в нашей стране широко распространены, что обуславливаетдешевизну, как самих средств автоматизации, так и запасных частей к ним. Кдостоинствам государственной пневматической системы «Старт» можно также отнестии то, что за время ее существования на производстве подготовлен и работаетбольшой штат специалистов в этой области.
Система предназначена дляавтоматического сбора, обработки, хранения и представления технологическойинформации для оперативного контроля за ведением технологического процесса.
Большинство приборов КИП,используемых на установке дегидрирования, выработали срок эксплуатации,морально устарели, что сказывается на качестве обслуживания.
К недостаткам можноотнести:
1) материалоемкость, чтообъясняется большими габаритами приборов и щитов, на которых расположеныприборы
2) примитивность средствотображения и хранения информации, что обусловлено применением диаграммных лентс чернилами; такой способ отображения и хранения информации не удобен;
3) невозможностьреализации сложных законов регулирования, то есть, не способны осуществлятьрегулирование по качеству, адаптивное регулирование.
4) средства ПАЗбазируются на устаревшей технике (ЭКМ, Логика), которая морально и техническиустарела.
Аналитический контрольпродукта осуществляется только лабораторией, а непрерывный контроль качестваотсутствует.
Вследствие того, чтоисполнительные механизмы выработали срок службы, появилась потенциальнаяопасность самопроизвольного срабатывания, ведущие к большим материальнымзатратам.
Анализ существующейсистемы управления выявил следующие недостатки в управлении технологическимпроцессом:
1) существующая системауправления требует больших усилий от производственного персонала дляподдерживания строгого температурного режима в реакторах (поз.Р-202/1,2) приизменениях нагрузки.
2) на данном этапе заменеподлежит система ПАЗ, так как она основана на пневмоприборах и отработала всесроки: ложные срабатывания блокировок ведут к долговременным остановам, убытками лишним затратам, вследствие, например, снижения активности катализатора и кдолгим остановам, в связи с его заменой.
2.3 Выводы понеобходимости модернизации системы
В предыдущем пункте былиописаны недостатки существующей пневматической системы, включающие в себяматериалоемкость, примитивность средств отображения и хранения информации,невозможность реализации сложных законов регулирования, также к недостаткамможно отнести громоздкостьизмерительной схемы, большое количество оборудования, соответственно и объем обслуживания,дефицит запасных частей по причине прекращения выпуска промышленностью.
Вывод: Существующаясистема управления, включая полевой КИП, является не эффективной и не надежнойв настоящее время, и требует замены; так же требуется установка непрерывногоаналитического оборудования.
Направлением намодернизацию является:
а) модернизациясуществующей пневматической системы управления и системы ПАЗ многоуровневойраспределенной системой;
б) замена полевого КИП наинтеллектуальные датчики;
в) замена исполнительныхмеханизмов системы ПАЗ;
г) установкааналитического оборудования для непрерывного контроля за содержанием стирола вконтактном газе на выходе из реакторов поз.Р-202/1,2.
3.Разработка и описание системы контроля, регулирования и управлениятехнологическим процессом
3.1 Выбор и описаниеструктурной схемы системы управления
По функциональнымпризнакам структура предлагаемой АСУТП подразделяется на следующие категории:
1) распределенная системауправления (РСУ), базирующаяся на специализированной микропроцессорной технике,предназначенной для управления технологическими процессами совместно соперативным персоналом в режиме реального времени;
2) системапротивоаварийной защиты (ПАЗ), базируется на специализированноймикропроцессорной технике повышенной надежности, предназначенной для автоматическогоперевода технологических процессов в безопасное состояние при возникновенииаварийных ситуаций;
3) периферийноеоборудование – понятие, объединяющее датчики, анализаторы, преобразователи иисполнительные механизмы, а также электрические и другие приводы, установленныекак непосредственно на технологическом оборудовании, так и в специальныхпомещениях, и подключенные к РСУ и ПАЗ.
АСУ ТП должна иметьгибкую структуру, легко адаптироваться к изменениям и дрейфу характеристиктехнологических процессов во времени, обеспечивать модификацию алгоритмоврешения задач и наборов участвующих в них переменных, конфигурирование схемрегулирования и управления. АСУ ТП должна иметь 10% резерв по информационным иуправляющим каналам.
По иерархическимпризнакам структура АСУ ТП должна быть трехуровневой, и строится на основераспределенной архитектуры. Структура системы должна соответствоватьмагистрально-модульному принципу построения с сетевой организацией обменаинформацией между устройствами и иметь распределённое программное обеспечение ибазу данных, доступную (с заданными ограничениями) всем абонентам промышленнойсети.
Каждый из уровней АСУ ТПпредставляет собой следующее:
Первый уровень – полевойКИП, базирующийся на современной электронной технике и выполняющий следующиефункции: первичная обработка информации (фильтрация, линеаризация, проверка надостоверность значений параметров), реализация регулирующих воздействий,двухсторонний обмен данными со вторым уровнем.
Второй уровень –специализированная сеть микропроцессорных контроллеров РСУ и ПАЗ,ориентированная на автоматизированное управление производственными процессами врежиме реального времени и выполняющая следующие функции: сбор информации снижнего уровня, расчет действительных значений параметров и введение поправок,реализация сложных цифровых алгоритмов и законов регулирования, автоматическийконтроль состояния технологического процесса, выдача оптимальных управляющихвоздействий на нижний уровень управления.
Третий уровень — рабочиестанции промышленного исполнения, то есть станция оператора-технолога и станцияинженера.
Станцияоператора-технолога осуществляет следующие функции: управление в реальноммасштабе времени основным и вспомогательным технологическим процессом, ведениебазы данных, визуализацию состояния технологического оборудования (мнемосхемы,графики), обработку данных, дистанционное и ручное управление технологическимпроцессом, сигнализацию вышедших за пределы технологических параметров,формирование и печать протокола нарушений и сообщений, связь с другимисистемами автоматизации.
Станция инженеравыполняет следующие функции: задание уставок блокировки, настройка датчиков,настройка диапазонов значений параметров, настройка регуляторов, отладкапрограмм, настройки мнемосхем, трендов.
Связь между компонентами1-го и 2-го уровней АСУ ТП должна осуществляться электрическим способом:кодовые, аналоговые и дискретные сигналы.
Связь между компонентами2-го и 3-го уровня должна осуществляться кодовым способом посредствомспециализированных промышленных компьютерных сетей обеспечивающих полный циклобмена данными между компонентами в пределах одной секунды. Связь во времяуправления процессом между контроллерами должна работать в режиме одностороннейпередачи информации – от ПАЗ к РСУ. 3-й уровень АСУ ТП должен иметь программныеи аппаратные средства для подключения к информационно-управляющей системезавода, организованной на базе протокола Ethernet.
АСУ ТП должна бытьориентирована на работу в жёстком реальном времени, т.е. быть предсказуемой иобеспечивать выполнение всех функций точно в срок.
Система должна иметьвозможность оперативного конфигурирования прикладного программного обеспеченияна отдельной инженерной станции без нарушения работоспособности системы, крометого, система должна быть резервируема и полностью автономна.
3.2 Техническое обеспечение
(Лист №2 ДП 2102 00022 05 ГЧ)
Выбор технических средствавтоматизации. Для достижения поставленной задачи дипломного проектирования,реализации функций контроля, регулирования и управления, необходимо заменитьполевой КИП существующей системы автоматизации, а так же отсечную блокировочнуюарматуру на всём объекте для повышения надёжности системы ПАЗ.
При выборепреобразователей и измерительных средств, в первую очередь необходимо принятьво внимание такие факторы, как выходной сигнал, пожароопасность ивзрывоопасность. Измерительные преобразователи должны быть выбраны, исходя изпределов измерения регулируемой величины объекта.
Для измерения давленияпредлагается использовать преобразователи давления Cerabar S PMP 635 и Cerabar S PMC 731 фирмы «Endress+Hauser»,с видом искрозащиты EExiaIICT4/T6 [13].
Преобразователь давленияCerabar S PMP 635 имеет следующие характеристики:
— Погрешность(относительная), %
— Погрешность (дополнительная),% 0,1/год;
— Диапазон измерения:(абсолютное давление, кПа) от 16 до 600;
(избыточное давление,кПа) от 16 до 600;
— Диапазон окружающихтемператур,0С от (- 40) до 100;
— Диапазон рабочихтемператур, 0С от (-40) до 100;
Если высокая постояннаятемпература превышает 850С, то датчик устанавливается с капиллярнойтрубкой, с использованием специального кронштейна.
— Выходной сигнал от 4 до20 мА/HART®;
— Степень защиты отвоздействия пыли и воды IP 65.
Преобразователь давления Cerabar S PMC 731 имеет следующие характеристики:
— Погрешность(относительная), %
— Погрешность(дополнительная), % 0,1/год;
— Диапазон измерения:(абсолютное давление, кПа) от 0 до 4000;
(избыточное давление,кПа) от 100 до 4000;
— Диапазон окружающихтемператур,0С от (- 40) до 100;
— Диапазон рабочихтемператур, 0С от (-40) до 100;
Если высокая постояннаятемпература превышает 850С, то датчик устанавливается с капиллярнойтрубкой, с использованием специального кронштейна.
— Выходной сигнал от 4 до20 мА/HART®;
— Степень защиты отвоздействия пыли и воды IP 65.
Для измерения расходапредлагается использовать преобразователь дифференциального давления Deltabar S PMD 235 фирмы «Endress+Hauser», с видомискрозащиты EExiaIICT4/T6 [13], имеющий следующие характеристики:
— Погрешность(относительная), %
— Погрешность(дополнительная), % 0,1/год;
— Диапазон измерения(дифференциальное давление, кПа) от 0 до 300;
— Диапазон окружающихтемператур, 0С от (-40) до 125;
— Диапазон рабочихтемператур, 0С от (-40) до 125;
Если высокая постояннаятемпература превышает 850С, то датчик устанавливается с капиллярнойтрубкой, с использованием специального кронштейна.
— Выходной сигнал от 4 до20 мА/HART®;
— Степень защиты отвоздействия пыли и воды IP 65.
Для измерения температурыпредлагается использовать датчики температуры промышленной группы «Метран»: ТСПМетран-206, ТХА Метран-201 [12].
ТСП Метран-206 имеетследующие характеристики:
— Диапазон измерений(температура, 0С) от (-50) до 500;
— НСХ 100П;
— Класс допуска А;
— Материал головки полиамидстеклонаполненный ПА-66;
— Материал защитнойарматуры 12Х18Н10Т;
— Степень защиты отвоздействия пыли и воды IP65по ГОСТ 14254.
ТХА Метран-201 имеетследующие характеристики:
— Диапазон измерений(температура, 0С) от (-40) до 800;
— НСХ К;
— Класс допуска 2;
— Материал головки полиамидстеклонаполненный ПА-66;
— Материал защитнойарматуры 12Х18Н10Т;
— Степень защиты отвоздействия пыли и воды IP65по ГОСТ 14254.
Для измерения уровняиспользуется преобразователь измерительный уровня буйковый Сапфир-22Ду-Ex искробезопасного исполнения 0ExiaIIСТ6 [11], имеющий следующиехарактеристики:
— Погрешность измерений,% ±0,5;
— Диапазон окружающихтемператур, 0С от (- 50) до 120;
— Диапазон измерений(уровень, мм) от 0 до 400, от 0 до 1600;
— Плотность измеряемойжидкости, кг/м3 от 400 до 2000;
— Предельно допустимоеизбыточное рабочее давление, кПа до 4000.
Преобразователипредназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования иуправления технологическими процессами и обеспечивают непрерывноепреобразование значения измеряемого параметра (уровня жидкости) в стандартныйтоковый сигнал дистанционной передачи. Преобразователь состоит изизмерительного блока и электронного преобразователя. При изменении измеряемогоуровня происходит изменение гидростатической выталкивающей силы, воздействующейна чувствительный элемент – буек. Это изменение через рычаг передается натензопреобразователь, размещенный в измерительном блоке, где линейнопреобразуется в изменение электрического сопротивления тензорезисторов.Электронный преобразователь преобразует это изменение в токовый сигнал.
Для определения составаконтактного газа предлагается использовать промышленный многопоточныйхроматограф GC 1000 Mark II фирмы ООО «Йокогава электрик» [16], имеющий следующиехарактеристики:
— Объект измерения газ;
— Диапазон измерений от10 ppm до 100 %;
— Число измеряемыхпотоков 31;
— Количество измеряемыхкомпонентов 255;
— Воспроизводимость ±1%шкалы;
— Температура окружающейсреды 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 преобразованиявыходного электрического сигнала от системы управления к клапану впневматический сигнал предлагается использовать позиционеры во взрывозащищённомисполнении EExiaIICT6 типа 4763-10130012110 фирмы SAMSON [15], имеющие следующиехарактеристики:
— Диапазон хода, мм от7,5 до 90;
— Задающая величина, мА от4 до 20;
— Сопротивление катушкипри 20 0С, Ом 250±7%;
— Воздух питания, кПа от 140до 600;
— Характеристика линейная;
— Отклонение приустановке фиксированной точки, %
— Температура окружающейсреды, 0С от (-45) до 85.
Для обеспечениябезопасности цепей датчики подключаются к модулям ввода/вывода системыуправления с помощью барьеров искробезопасности. Предлагается использоватьбарьеры 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 – аналоговыйвход (2 канала): принимает входной сигнал от термоэлектрическихпреобразователей из опасной зоны и преобразует их в изолированный аналоговыйтоковый сигнал в безопасной зоне;
HiD 2072 – аналоговыйвход (2 канала): принимает входной сигнал от термометра сопротивления изопасной зоны и преобразует его в изолированный аналоговый токовый сигнал вбезопасной зоне;
HiD 2038 – аналоговыйвыход (2 канала): используется для управления электропневматическимипреобразователями или другими подобными устройствами с токовым управлением,находящимися в опасной зоне.
HiD 2872 −дискретный выход (2 канала): предназначен для управления электромагнитнымиклапанами, светодиодными индикаторами, аварийными звуковыми сигналами.
HiD 2842 −дискретный вход (2 канала): сигнал опасной зоны – «сухой» контакт; сигналбезопасной зоны – 2 открытых коллектора (транзисторные выходы) в каждом канале,обнаружение повреждения линии.
Серия Elcon HiD 2000 разработана дляиспользования совместно с системами управления технологическими процессами исостоит из набора компактных модулей барьеров искробезопасности сгальванической развязкой, предназначенных для обработки и согласования входныхи выходных сигналов на технологической установке.
Для реализацииблокировочных воздействий на объект управления предлагается использоватьклеточно-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 базевзрывозащищённого микропереключателя) и фильтрами-редукторами [10].
Отсечной клапан КМО 101имеет следующие характеристики:
— Условное давление Pу, кПа 1600;
— Условный проход, мм 150;
Для трубопроводов сдиаметром d>150 мм используются переходныеконусы.
— Диапазон температуррегулируемой среды, 0С от 40 до 225;
— Материал 12Х18Н10Т;
— Класс герметичности поГОСТ 9544-93 А;
— Исходное положениеплунжера нормально закрытое;
— Температура окружающейсреды, 0С от (-40) до 70;
Обоснование выборамикропроцессорных систем. При выборе микропроцессорной системы управлениятехнологическим процессом необходимо соблюдать перечисленные в пункте 3.1.требования.
Сравним микропроцессорныекомплексы, представленные на российском рынке, по некоторым техническимхарактеристикам и выберем наиболее подходящий (см. Таблица 2).
Имеющийся выборконтроллерных комплексов позволяет найти нужное техническое решение дляконкретных различных условий [3]:
-большая память дляпрограмм пользователя — комплекс Freelance 2000;
-высокое быстродействие –комплекс «APACS+»;
-возможность повышениянадежности за счет резервирования — комплекс Freelance 2000, «APACS+»;
-возможностьраспределения блоков ввода/вывода по производству – комплекс «APACS+».
-наибольший гарантийныйсрок службы — комплекс «APACS+».
Таблица 2 — Характеристики контроллеровФирмы 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
Выбираем многоуровневуюраспределенную систему «APACS+»фирмы Moore Products Company», решающую все функции управления: логическоеуправление механизмами, регулирование и программное управление технологическимиагрегатами и позволяющая создавать структуры различной архитектурной сложности,что придает ей исключительную гибкость.
При выборе системыуправления также учитывается тот факт, что в цехе уже существует многоуровневаяраспределенная система «APACS+»,это дает возможность к наращиванию существующей системы, и ведет к экономии денежныхсредств.
В состав многоуровневойсистемы входит полностью интегрированный програмно-аппаратный комплекспротивоаварийной защиты «QUADLOG»,что позволяет использовать данные системы безопасности в стратегии управлениятехнологическим процессом.
Сетевая структуракомплекса достаточно полно обеспечивает требования разных автоматизируемыхобъектов и включает следующие шины и модули (Лист №2 ДП 2102 00 022 05 ГЧ):
1) IOBUS – шина ввода/вывода, обеспечивающаядвухстороннюю связь модулей ввода/вывода с модулями управления;
2) MODULBUS – магистраль модулей, котораяобеспечивает связь между модулями управления и верхним пультом управления;
3) ACM – микропроцессорныйусовершенствованный управляющий модуль для реализации задач управления,является базовым элементом системы «APACS+». Модуль ACM можетобмениваться информацией по шине IOBUSс любым модулем ввода-вывода, а через магистраль MODULBUS он может взаимодействовать с другимиуправляющими, вычислительными и коммуникационными модулями компьютернойуправляющей сети;
4) CCM – контрольный модуль критическихопераций для реализации задач технологических блокировок, является базовымэлементом 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 другимиуправляющими, вычислительными и коммуникационными модулями компьютернойуправляющей сети;
5) SAM – стандартный аналоговый модульввода-вывода, взаимодействующий с контроллером «APACS+» через шину IOBUS. SAMобеспечивает обработку 32-х каналов, каждый канал может быть сконфигурированкак аналоговый вход или выход, или дискретный вход или выход;
6) CDM – критический дискретный модуль,входит в семейство модулей ввода/вывода критического управления ипротивоаварийных защит «QUADLOG».Этот конфигурируемый модуль может обмениваться информацией с модулями ССМсистемы «QUADLOG» через шину IOBUS. К свойствам модуля относится обеспечение безопасногоуправления выходными каналами, обнаружение коротких замыканий в сигнальной цепиканала, обнаружение обрывов в кабельных соединениях, обеспечение индивидуальнойзащиты каналов модуля от коротких замыканий. В модуле CDM 32 канала ввода/вывода, каждый из которых может бытьсконфигурирован как дискретный вход, дискретный выход или дискретный импульсныйвыход;
7) VIM – модуль ввода сигналов напряжения.Это интеллектуальный микропроцессорный модуль, к которому подключаются входныесигналы напряжения и сигналы термопар (до 16 каналов). Модуль VIM обеспечивает связь с управляющиммодулем «ACМ» через шину IOBUS. Основные особенности модуля:повышает точность измерений, обеспечивает быструю реакцию системы на обгорание(прожог) термопар благодаря наличию конфигурируемой функции автоматическогореагирования на эти отказы, индивидуально изолированные входные каналыобеспечивают лучшую защиту от коротких замыканий [9].
Операторский уровень.Выбор ЭВМ должен отвечать требованиям программного обеспечения.
В качестве пакета дляразработки и эксплуатации прикладных систем автоматизации предполагаетсяиспользовать пакет ProcessSuite Control в операционной среде Microsoft Windows NT 4.0 Rus (Service Pack 4.0). Для работы с программным обеспечением необходимкомпьютер, не ниже PentiumII 350 MHz PC, 128Mb RAM, 4 Mb Video, HDD6,4 Gb, 10/100 Ethernet, NT 4.0, MBI Card, CKS Integrated Keyboard & Trackball, 19” монитор профессиональной серии..