Разработка комплексной ФСА атмосферного блока установки ЭЛОУ-АВТ-5

3.1.2 Датчики расхода

В качестве датчиков расхода  используются бескамерные диафрагмы  с фланцевым способом отбора типа ДФС10-50-Б, ДФС10-100-Б, ДФС10-150-Б. Расход, как  функция перепада давления, измеряется совместно с датчиком разности давления Метран-100-Вн-ДД-1440-02-МП-t10-015-60кПа-42-СК-М20-ВБ с выходным электрическим сигналом 4…20 mА.

3.1.3 Датчики уровня

В качестве датчиков уровня применяются датчики уровня радиолокационного типа VEGA PULS56K EXO.X DXA CF6 GDX. Шкала: 0…1400 мм. Выходной сигнал 4…20 mА.

 

3.1.4 Датчики давления

Измерение давления осуществляется с помощью датчиков избыточного  давления Метран-100-Вн-ДИ-1160-02-МП-t10-015-6МПа-42-М20с выходным сигналом 4…20 mА.

3.2 Вторичные приборы и  нормирующие преобразователи

3.2.1 Регулятор

Для схем регулирования расхода, уровня, давления и температуры    используется программируемый регулятор JUMO IMAGO 500, предназначенный для регулирования технологических процессов с количеством до 4 регулирующих или программных каналов. Управление, конфигурирование и отображение организовано в виде структурированных экранных меню. Пользователь с помощью изменяющихся изображений функций программных кнопок внизу экрана всегда информирован о возможных действиях в управлении прибором.

3.2.2 Регистратор

Для сбора, визуализации, архивирования  и оценки данных измерений используется экранный регистратор LOGOSCREEN. Отображение параметров процесса у LOGOSCREEN производится с помощью цветного 5-ти дюймового дисплея, на котором в различных видах представления (числа, диаграмма, столбиковая диаграмма и т.д.) показываются данные измерений. В отличие от обычных самописцев для LOGOSCREEN не требуется диаграммная бумага. Данные измерений сохраняются в электронном виде и могут быть использованы для оценки, как на месте, так и на персональном компьютере. LOGOSCREEN оснащается по выбору 6 или 12 измерительными входами и может быть расширен до 36 измерительных входов за счет автоматизированной системы JUMO mTRON. Восемь измерительных входов могут быть математически связаны через логический модуль. Программирование прибора возможно через 8 клавиш или с помощью компьютера.

 

 

 

3.2.3 Преобразователь

Для преобразования стандартного токового сигнала, поступающего от регулятора, в стандартный пневматический сигнал, поступающий к исполнительному  механизму, используется электропневмопозиционер  ЭПП 300 во взрывобезопасном исполнении ExdIIBT4. Входной сигнал 4…20 mA, выходной 0,02-0,1 МПа.

3.3 Исполнительные устройства

Для работы в агрессивных  средах, для регулирования расхода  газа и нефтепродуктов применяются  регулирующие клапаны типа КМРО 501 нж 100 100 Р НО, РК 201 нж 150 400 Р НО, КМР 202 с 50 25 Р НО, ЗК 302 с 150 НО.

3.4 Приборы контроля и регулирования

3.4.1 Контроль температуры

Контроль температуры  на входе и выходе из теплообменников  осуществляется термоэлектрическим термометром  ТХК-0806  и преобразователем Метран-271-08-Exd-200-0,5-Н10, сигнал, с которого поступает на вход экранного регистратора LOGOSCREEN. Аналогично оформляются схемы контроля температуры на выходе из колонн, в самих колоннах, на входе и выходе из всех теплообменников, КВО, емкостях.

3.4.2 Регулирование температуры

Регулирование температуры потока на выходе из теплообменников  осуществляется следующим образом: сигнал с термоэлектрического преобразователя ТХАУ Метран-271-08-Exd-200-0,5-Н10  поступает на вход многоканального программного регулятора JUMO IMAGO 500.

3.4.3 Контроль расхода

На линии подачи сырья  в теплообменники Т-1,2,3(4,5,6) установлена  диафрагма ДФС-100-Б, преобразующая  расход в перепад давления, затем  перепад давления, пропорциональный расходу сырья преобразуется  датчиком разности давления Метран-100-Вн-ДД в стандартный токовый сигнал, поступающий на вход экранного регистратора LOGOSCREEN.

3.4.4 Регулирование расхода

Расход орошения на входе в колонну фиксируется диафрагмой     ДФС-150-Б, преобразующая расход в перепад давления, затем перепад давления, пропорциональный расходу орошения преобразуется датчиком разности давления Метран-100-Вн-ДД в стандартный токовый сигнал, поступающий на вход многоканального программного регулятора JUMO IMAGO500, управляющее воздействие которого через электропневматический преобразователь ЭПП 300.

3.4.5 Контроль давления

Давление на входе в  насос  измеряется датчиком избыточного давления Метран-100-Вн-ДИ. Электрический сигнал поступает на вход экранного регистратора LOGOSCREEN.

3.4.6 Регулирование давления

Давление в колонная измеряется датчиком Метран-100-Вн-ДИ, который преобразует его в стандартный токовый сигнал, поступающий на вход регулятора JUMO IMAGO 500, управляющее воздействие которого через электропневматический преобразователь ЭПП 300.

3.4.7 Регулирование уровня

Высота уровня жидкости емкости воспринимается датчиком уровня радиолокационного типа VEGA PULS56K EXO.X DXA CF6 GDX,  который преобразует его в стандартный токовый сигнал, поступающий на вход регулятора JUMO IMAGO 500, управляющее воздействие которого через электропневматический преобразователь ЭПП 300.

 

 

 

 

 

 

 

4. Разработка в SCADA-системе TRACE MODE APM блока установки

ЭЛОУ-АВТ-5 (атмосферный  блок)

В учебном проекте  создается два узла – узел контроллера, запускаемого под управлением Микро - МРВ для ОС DOS, и узел АРМ – МРВ для Windows XP, связанный по сети с узлом контроллера, а по последовательным коммуникациям с модулями удаленного ввода/вывода I-7017 и I-7044. Общий вид разработки приведен на рисунке 2:

Рисунок 4 – Общий вид разработанной в SCADA-системе Trace Mode АРМ

      4.1Создание узла АРМ

Выделим ЛК мыши в дереве проекта  слой Система, ПК на правом свободном поле вызовем командное меню и создадим для контроллера узел MicroRTM, по рисунку 3:

Рисунок 4.1.1 – Создание узлов

 

Для создания узла АРМ проделаем  аналогичную операцию с использованием «Навигатора проекта», пользуясь ЛК и ПК мыши:

Таким образом, нами созданы два  узла проекта – контроллера и  АРМ.

Рисунок 4.1.2 – Создание узлов MicroRTM и RTM

   4.2 Создание информационной базы

В качестве контроллера будем использовать PC - based контроллер МФК52 производства ТЕКОН, содержащий одну плату ввода-вывода А16/2 с шестнадцатью 12-ти разрядными каналами ввода аналоговых сигналов и двумя 12-ти разрядными каналами аналогового вывода. Для реализации проекта нам потребуется один входной и один выходной каналы на плате.

В результате нами подготовлены два  узла проекта для последующего создания системы контроля и управления, приведенной в рисунке 5:

 

 

 

 

Рисунок 4.2.1 – Создание информационной базы

4.3Создание математической базы

Будем разрабатывать математическое обеспечение контроллера в объеме одного контура регулирования с  аналоговым клапаном управления с использованием в качестве входного параметра выхода АЦП, а в качестве управляющего сигнала  – входа ЦАП модуля AI16/2 контроллера  МФК.

Для удобства управления и оценки качества регулирования задание  и управление от регулятора мы будем  формировать в относительных  единицах – от 0 до 100% от шкалы преобразования АЦП и ЦАП. Для этого мы введем соответствующие нормирующие функциональные блоки.

 

Чтобы исключить высокочастотные  колебания в регуляторе, введем элемент  ограничения чувствительности. Для обеспечения возможности переключения режима управления автоматический/ручной введем блок безударного переключения управления исполнительным органом.

Выполнение задания данного  этапа приведена в разработанной  SCADA-системе Trace Mode APM, приведенный в рисунке 6.

      Рисунок 4.3.1 – Структура готовой SCADA-системы Trace Mode APM

4.4  Разработка графического интерфейса

Создание экрана выполняется в  свободном стиле. То есть, выделяя  ЛК мыши ГЭ из основного меню, будем  их размещать на рабочем поле, перемещать и изменять их размеры. Выделение  ГЭ на рабочем поле осуществляется щелчком ЛК, перемещение производится мышью при удерживаемой в нажатом  состоянии ЛК, изменение размеров – после выделения ГЭ путем выделения ЛК необходимой стороны контура ГЭ и удержания ЛК до достижения требуемого размера. Для перехода к свойствам ГЭ необходимо произвести на нем двойной щелчок ЛК. В открывшемся окне свойств ГЭ производятся операции редактирования.

Рисунок 4.4.1 – Структура готовой SCADA-системы Trace Mode APM

Рисунок 4.4.2 – Структура готовой SCADA-системы Trace Mode APM

В данной расчетно-графической  работе был разработан атмосферный  блок (колонна К-1) установки ЭЛОУ-АВТ-5. В качестве рассматриваемого датчика  является датчик расхода. С помощью  регулятора регулируется входящий поток  и доля отгона. Далее программой рассчитываются конечные продукты.

Рисунок 4.4.3 – Графический интерфейс экрана1

Рисунок 4.4.4 – Графического интерфейс экрана2

 

Рисунок 4.4.5 – Задание расхода сырья

Рисунок 4.4.6 – Задание доли отгона

 

Рисунок 4.4.7 – Результаты расчета Экрана1

Рисунок 4.4.8 – Результаты расчета Экрана2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Спецификация на средства автоматизации

Таблица 5.1 – Спецификация на средства автоматизации

Номер позиции	Наименова ние пара метра	Место прибора	Наименование прибора  и краткая характеристика	Тип и марка прибора	Количество
1	2	3	4	5	6
ТЕ 23-1; 25-1; 26-1;  27-1; 28-1; 29-1; 30-1;  34-1; 36-1; 38-1;  42-1; 44-1;	Температура	По  месту	Термоэлектрический термометр, гр. ХК, пределы измерений 0…600 ºС, класс точности 0,5	ТХК-0806	12
TT 23-2; 25-2; 34-2; 36-2; 38-2; 42-2;44-2;	Температура	По  месту	Термопреобразователь с  унифицированным выходным сигналом. Характеристика: ХА (К) Присоединительный размер: М20х1,5 Материал защитной арматуры: 12Х18Н10Т Длина погружаемой части: 200 мм Диапазон измеряемых температур: 0…600 ºС Взрывозащита: 1ExdIICT6 Выходной сигнал: 4…20 mA Питание 24 VDC от общих блоков питания	Метран-271-08-Exd-200-0,5-Н10	7
FE 22-1;24-1; 31-1; 39-1; 40-1;	Расход	По месту	Бескамерные диафрагмы с  фланцевым способом отбора Ду= 50, 100, 150 мм Ру= 10 МПа (100 кгс/см2) Сосуд разделительный (в  комплекте)	ДФС10-50-Б, ДФС10-100-Б, ДФС10-150-Б	5

 

 

Продолжение таблицы 5.1

1	2	3	4	5	6
FT 24-2; 39-2; 41-2;	Расход	По месту	Датчик разности давления Взрывозащита: 1ExdsIIBT4/H2 Диапазон измерения: 0…60 кПа Выходной сигнал: 4…20 mA F = 98,3 м3/ч;   Fmax = 100 м3/ч Р = 6,5 МПа (65 кгс/см2); Рmax = 7,8 МПа (78 кгс/см2) Питание 24 VDC от общих блоков питания	Метран-100-Вн-ДД-1440-02-МП-t10-015-60кПа-42-СК-М20- ВБ	3
РТ 37-1;	Давление	По месту	Датчик  избыточного давления Взрывозащита: 1ExdsIIBT4/H2 Диапазон измерения: 0…6 МПа Выходной сигнал: 4…20 mA Р= 3,4 МПа (34 кгс/см2); Рmax= 5,5 МПа (55 кгс/см2) dPсигн. min < 2,5 кгс/см2 Питание 24 VDC от общих блоков питания	Метран-100-Вн-ДИ-1160-02-МП-t10-015-6МПа-42-М20	1
LE 35-1; 43-1; 45-1; 46-1;	Уровень	По месту	Датчик уровня радиолокационного  типа Взрывозащита: ExdIIBT4 Выходной сигнал: 4…20 mA Шкала: 0…1400 мм Тмах = 300 °С Pмах = 5,2 МПа r = 350…2000 кг/м3 Питание 24 VDC от общих блоков питания	VEGA PULS56K EXO.X DXA CF6 GDX	4

 

Продолжение таблицы 5.1

1	2	3	4	5	6
LT 45-2; 46-2;	Уровень	По месту	Датчик уровня гидростатического  давления Рст 4 МПа; Выходной сигнал: 4…20 mA Класс точности 0,5	Сапфир-22-ДГ Модель 2540	2
TIR 23-3; 25-3; 26-3; 27-3; 28-3; 29-3; 30-3; 42-3; TIR 34-3; 36-3; TIRC 38-3; 44-3;                      PIRС 37-2;                       FIRC 22-3; 31-2; 39-3; 41-3; LIR 45-3;	Темпера- тура, давление,  расход, уровень	На щите	Экранный регистратор  для сбора, визуализа-ции, архивирования  и оценки данных измере-ний. Особенности  прибора: – многообразные  возможности представления данных измерений (вертикальная, горизонталь-ная  диаграмма, цифровое и т.д.); – расширенное  протоколирование партий продукции; – возможность  получать данные, хранящиеся  в ОЗУ, на месте; – функция поиска для анализа последователь-ности  событий, статистика; – свободно программируемые  входы; – период опроса от 125 мс при 12 аналоговых входах	LOGO-SCREEN	19
LIRCA 35-2; 43-2; LIRCA 46-3;	Уровень	На щите	Многоканальный  программный регулятор процесса Особенности прибора: 5-ти дюймовый 27-ми цветной экран; – свободная  конфигурация экранного меню;	JUMO IMAGO 500	3