АСУТП налива жидкого аммиака в железнодорожные цистерны

Введение

Целью данного дипломного проекта была разработка системы для управления технологическим процессом налива жидкого аммиака в железнодорожные цистерны.

Дипломный проект состоит из следующих этапов.

На первом этапе описали технологический процесс и провели анализ процесса как объекта управления.

На втором этапе рассмотрели существующую систему контроля и управления.

На данный момент в качестве систем управления и регулирования используется система «СТАРТ», основные средства контроля и регулирования это пневматические первичные и вторичные приборы. Их использование имеет ряд недостатков:

• по приборам расположенным на щите в операторной, оператор не может контролировать одновременно несколько параметров, и одновременно следить за работой технологического оборудования и исполнительных механизмов;

• при возникновении механических повреждений приборов невозможна правильное ведение технологического процесса;

• при понижении температуры окружающего воздуха возможны обрывы импульсных линий, пневмокабелей и выход из строя измерительных частей приборов;

• при ручном управлении технологическим процессом малейшее замешательство человека и несвоевременное воздействие его на процесс могут привести к различным серьёзным последствиям;

• действующие прибора учета расходов сырья, продукции и энергоресурсов не предоставляют возможности автоматизированного расчета экономических показателей.

Дипломный проект предусматривает реконструкцию АСУ эстакады налива жидкого аммиака. Устранения перечисленных недостатков путём внедрения централизованной АСУ на основе микропроцессорных устройств, создания АРМ оператора, внедрением новых приборов, заменой позиционного регулирования на непрерывное. Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение брака и отходов, уменьшение затрат сырья и энергии, уменьшение численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий (производство организуется под открытым небом), удлинение сроков межремонтного пробега оборудования.

Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнения атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами. Также система позволит получать экономическим и управленческим службам оперативные данные об объемах расхода сырья, выпуска продукции, следовательно отпадает надобность в БКУ (бюро контроля и учета), обрабатывающих данные с картограмм.

В автоматизированном производстве человек переключается на творческую работу — анализ результатов управления, составление заданий и программ для автоматических приборов, наладку сложных автоматических устройств и т. д. Для обслуживания агрегатов, оснащенных сложными системами автоматизации, требуются специалисты с высоким уровнем знаний. С повышением квалификации и культурного уровня рабочих стирается грань между физическим и умственным трудом.

Анализ АСУТП налива жидкого аммиака в железнодорожные цистерны

1.1 Описание технологического процесса

Эстакада налива жидкого аммиака предназначена для отгрузки жидкого аммиака в железнодорожные цистерны для дальнейшей транспортировки его к потребителю. Входящий в жидкий аммиак поступает на эстакаду налива из распределительного коллектора, в котором производится учет массового расхода аммиака, предусмотрена подача жидкого аммиака через фильтры, для его очистки от содержащихся в нем примесей масла. Газообразный аммиак, выделяющийся при опрессовке железнодорожных цистерн и в процессе наполнения жидким аммиаком, направляется на отдельные сжижения. Перепад давления между линиями газообразного аммиака АМГ82 и АМГ82а, поддерживается автоматически с помощью регулирующего клапана. В случае снижения давления в коллекторе газообразного аммиака до аварийной остановки, производится автоматическое закрытие всех отсекателей на линиях газообразного аммиака АМГ81. В случае необходимости аварийного опорожнения цистерн жидкий аммиак может быть направлен в дренажную емкость.

Установка компрессии и изотермического хранения аммиака предназначена для приема жидкого аммиака с агрегата АМ76 в изотермическое хранилище позиции 1 вместимостью 10000 м3 (заполнение 80 процентов) и хранения в нем.

Также предназначена для выдачи жидкого аммиака в цеха карбамида, на рекуперацию холода в аммиачное производство агрегата АМ76 и на налив в железнодорожные цистерны.

Содержание аммиака в воздухе в помещении компрессии и на территории установки вокруг обвалования изотермического хранилища контролируется газоанализаторами QRA501, 503, 504, QIA505, 506, 507, 508, сигнализирующими о превышении ПДК (20 мг/м3) в ЦПУ установки.

Об угасании пламени факела позиции 7 сигнализирует прибор TRA125 в ЦПУ. О превышении допустимого уровня в сепараторе факела позиции 7а сигнализирует прибор LRA423 в ЦПУ.

1.2 Описание технологической схемы

1.2.1 Прием жидкого аммиака с агрегата АМ76 в хранилище позиции и хранение в нем

Жидкий аммиак с агрегата аммиака АМ76 по линии АМЖ1 поступает на установку компрессии и изотермического хранения аммиака. Прием жидкого аммиака в нижнюю часть изотермического хранилища позиции 1 производится через электрозадвижку позиции МОV10, отсекатель позиции ЕmV601. Температура жидкого аммиака, поступающего в нижнюю часть хранилища, должна быть от минус 34 до минус 30°С, которая контролируется по приборам позиции TRSA102, TJR-132-1.

Подогретый аммиак по линии АМЖ21 поступает в коллектор теплого аммиака АМЖ20, откуда может быть направлен:

• по линии АМЖ80 на налив железнодорожных цистерн;

• по линии АМЖ26 на производство карбамида;

• по линии АМЖ25 на заполнение системы агрегата АМ76;

• по линии АМЖ11 в изотермическое хранилище позиции 1 для захолаживания после ремонта;

• по линии АМЖ37 на заполнение отделения сжижения в линейные ресиверы позиции 14 и позиции 66;

• по линии АМЖ23 в испаритель позиции 16.

Между линиями АМЖ80 и АМЖ25 предусмотрена перемычка АМЖ25а для приема теплого аммиака из агрегата АМ76 в железнодорожные цистерны.

В коллектор АМЖ20 жидкий аммиак поступает:

• по линии АМЖ25 из агрегата АМ76;

• по линии АМЖ29 из дренажной емкости позиции 9;

• по линии АМЖ64 из линейного ресивера позиции 66.

1.2.2 Налив жидкого аммиака в железнодорожные цистерны

Налив жидкого аммиака в железнодорожные цистерны осуществляется на двухсторонней эстакаде, имеющей 12 точек налива (ферм) с каждой стороны. Теплый аммиак из коллектора АМЖ20 или холодный аммиак из коллектора АМЖ5 по линии АМЖ80 через электрозадвижку позиции MOV103 и клапан регулятор давления до себя позиции РСV1284 поступает на эстакаду налива жидкого аммиака.

Для доведения качества товарного аммиака до марки А предусмотрена система очистки его от масла, механических примесей, которая состоит из предфильтра позиции 24/1 (очищение аммиака от механических примесей) и коалесцера позиции 24/2 со встроенными фильтрующими элементами, коагулирующими масло из жидкого аммиака. Собранное в коалесцере позиции 24/2 масло стекает в вертикальный отстойник коалесцера и отводится оттуда по мере накопления в дренажную емкость позиции 9. При повышении уровня масла в отстойнике до 240 мм отсекатель позиции LCV408 на линии слива открывается и масло перетекает в емкость позиции 9. Во избежание проскока жидкого аммиака в емкость позиции Е-9 при уровне масла в отстойнике 100 мм отсекатель закрывается.

При удовлетворительном анализе товарного аммиака на входе на склад жидкого аммиака или при ремонте системы очистки жидкий аммиак идет на эстакаду налива жидкого аммиака, минуя фильтры позиции 24/1,2.

Для защиты трубопровода от превышения давления в нем, на линии АМЖ80 установлен предохранительный клапан со сбросом в линию АМЖ10.

Между линиями АМЖ80 и АМЖ26 после фильтров позиции 24/1,2 предусмотрена перемычка АМЖ26а для выдачи очищенного от масла жидкого аммиака в цех карбамида на объект 1506.

1.2.3 Испарители жидкого аммиака

Испарители жидкого аммиака позиции 16/1,2, один из которых рабочий, другой резервный, служат для получения газообразного аммиака с целью дальнейшего его использования для опрессовки железнодорожных цистерн, передавливания жидкого аммиака из железнодорожных цистерн, дренажной емкости позиции 9, ресиверов позиции 15, 67 и для продувки изотермического хранилища позиции 1 после ремонта перед его заполнением жидким аммиаком.

1.2.4 Снабжение азотом высокого давления

Для работы отсекателей позиции EmV601 и EmV602, для опрессовки железнодорожных цистерн и передавливания из них жидкого аммиака в емкость позиции 9 на установку подводится азот высокого давления (в.д.).

В зависимости от команды кнопкой со щита ЦПУ электронагнетательный соленоидный клапанотсекатель позиции EmV601 (EmV602) открывается или закрывается и азот поступает в верхний или нижний отсек цилиндра отсекателя, толкая его шток до открытия или до закрытия.

В случае прекращения подачи азота высокого давления из сети, ресивер позиции 28 обеспечит работу отсекателей в течение 1 часа.

Во избежание повышения давления азота сверх нормы на линиях к отсекателям до и после клапана позиции PCV264 и на линии подвода азота к железнодорожным цистернам и к емкости позиции 9 после клапана позиции PCV296 установлены предохранительные клапаны.

1.2.5 Сбор жидкого аммиака при опорожнении аппаратов и трубопроводов

Жидкий аммиак из аппаратов и трубопроводов установки в период подготовки к ремонту по общему коллектору ДР1, а также из сепаратора позиции 23 и от перепускных клапанов по линии ДР-4 направляется в дренажную емкость позиции 9.

Из емкости позиции 9 жидкий аммиак передавливается в распределительный коллектор теплого аммиака АМЖ20 или по линии АМЖ82 на СНЭ в железнодорожную цистерну. При необходимости аварийного опорожнения железнодорожной цистерны жидкий аммиак по линии АМЖ82 можно передавить в емкость позиции 9.

Газообразный аммиак для передавливания поступает в емкость позиции 9 из коллектора АМГ14 по линии АМГ16.

Емкость позиции 9 снабжена наружным змеевиком для подогрева находящегося там жидкого аммиака. Теплоносителем является пар. Паровой конденсат отводится на ВОЦ3.

1.2.6 Подача воздуха для контрольно измерительных приборов

В случае прекращения подачи воздуха КИП из сети четыре воздухосборника позиции 27 обеспечат бесперебойную работу автоматики в течение 1 часа.

О понижении давления воздуха КИП в общем коллекторе до 0,25 МПа (2,5 кгс/см2) по прибору позиции РIА298 и в коллекторе за щитом ЦПУ до 0,14 МПа (1,4 кгс/см2) по прибору позиции РIА274 оповещает звуковая и световая сигнализация в ЦПУ.

Давление воздуха КИП на СНЭ регулируется саморегулирующим клапаном позиции PCV232.

1.3 Анализ существующей СУ

На данный момент в системе регулирования используется система «СТАРТ», в состав которой входят:

• Первичные пневматические преобразователи для измерения давления МПП 2, расхода 13ДД11, уровня УБП;

• вторичные показывающие и регистрирующие приборы со станцией управления (ПВ10.2Э).

А также, пневматические ПИДрегуляторы ПР-3.31, пневматические исполнительные механизмы, первичные преобразователи температуры ТХА, вторичные приборы для измерения температуры со станцией управления КСП3. Это пневматические первичные и вторичные приборы. Их использование имеет ряд недостатков:

• по приборам расположенным на щите в операторной, оператор не может контролировать одновременно несколько параметров, и одновременно следить за работой технологического оборудования и исполнительных механизмов;

• при возникновении механических повреждений приборов невозможна правильное ведение технологического процесса;

• при понижении температуры окружающего воздуха возможны обрывы импульсных линий, пневмокабелей и выход из строя измерительных частей приборов;

• при ручном управлении технологическим процессом малейшее замешательство человека и несвоевременное воздействие его на процесс могут привести к различным серьёзным последствиям;

Действующие прибора учета расходов сырья, продукции и энергоресурсов не предоставляют возможности автоматизированного расчета экономических показателей.

1.4 Описание существующей функциональной схемы АСУТП

Отгрузка товарного жидкого аммиака в железнодорожные цистерны осуществляется на двухсторонней эстакаде, имеющей 24 точки налива.

Жидкий аммиак на эстакаду налива поступает из распределительного кол-лектора АМЖ-20 по линии АМЖ81 или от насоса позиции 3 непосредственно по линии АМЖ80 под давлением от 1.4 до 2.0МПа. на линии наполнение цис-терн жидким аммиаком осуществляется по уровню позиции 416.

Подача аммиака автоматически прекращается путем закрытия отсекателя ЕмV618 на линии поступления жидкого аммиака в цистерну.

Также предусмотрено закрытие отсекателя ЕмV618 при понижении давления позиции 235 в линии АМЖ – 80 на входе в железнодорожную цистерну.

Специальная часть

2.1 Выбор и обоснование структуры системы контроля и управления

Реконструкция АСУ ТП на эстакаде налива жидкого аммиака, состоит в создании многоуровневой АСУ, состоящей из нижнего (полевого), контроллерного и операторского уровней.

На нижнем уровне используется датчиковая аппаратура, предназначенная для сбора первичной информации о ходе контролируемого процесса, а также исполнительные механизмы для непосредственного управления процессом.

Контроллерный уровень обеспечивает:

• сбор и первичную обработку данных от датчиковой аппаратуры;

• математическую обработку исходных данных процесса;

• логико-программное управление;

• технологическую сигнализацию;

• предварительное архивирование расчетных и исходных данных

Для организации контроллерного уровня используются контроллеры общего или специального назначения, объединение которых в сеть возможно на основе интерфейса RS232C/485 с использованием протокола Bell202 или Modbus со скоростью обмена до 19,6 Кбот.

Операторский уровень предназначен для визуализации контролируемого технологического процесса, ведения архивов, оперативного вмешательства в ход технологического процесса и формирования отчетов.

Реконструкция существующей АСУ состоит из следующих основных эта-пов:

• введение дополнительных датчиков температуры, уровня и давления для сбора и дистанционной передачи данных о параметрах технологического процесса;

• установка новых интеллектуальных расходомеров для сбора и обработки информации о расходе сырья и продукции;

• внедрение логических программируемых контроллеров для автоматизированного управления уровнем, давлением и температурой на эстакаде налива жидкого аммиака;

• создания АРМ оператора установки складирования жидкого аммиака;

• замена исполнительных механизмов и регулирующих органов дискретного действия на механизмы и органы непрерывного действия.

Дополнительно предусмотрен монтаж системы контроля утечки отравляющих газов и привязки ее к существующей системе вентиляции.

Для получения необходимой информации о параметрах технологического процесса в реальном времени, централизованного отображения этой информации, и управления процессом в проекте применены следующие датчики - первичные преобразователи.

2.1.1 Датчики температуры

Термоэлектрический преобразователь ТСМ 50М – 055 с диапазоном измеряемой температуры –50…50 С, который обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра в унифицированный токовый сигнал 420мА.

2.1.2 Датчики давления

Для измерения давления на эстакаде налива предлагаю использовать первичный преобразователь давления Сапфир22ДИ, который обеспечивает непрерывное преобразование значения измеряемого параметра в унифицированный токовый сигнал 420мА.

На эстакаде налива на позиции 235 предлагаю установить реле давления РД – 80 с дискретным выходным сигналом.

2.1.3 Датчики уровня

Датчик гидростатического давления (уровня) РОС 501И, обеспечивает не-прерывное преобразование значения измеряемого параметра в унифицированный токовый сигнал 420мА, устанавливается непосредственно на фланце аппарата в котором измеряется уровень, имеет встроенный микропроцессорный преобразователь за счет чего имеет преимущество перед аналогичными датчиками с аналоговым преобразователем по метрологическим, функциональным, эксплуатационным показателям.

На эстакаде налива о максимальном уровне в железнодорожной цистерне позиции 424 сигнализирует реле уровня РОС 501И с дискретным выходным сигналом.

2.1.4 Датчики расхода

Для получения данных о расходе жидкого аммиака и пара в проекте применены следующие преобразователи расхода.

Преобразователь расхода вихреакустический Метран300ПР, предел измерения 0,18…700 м3/ч, выходной сигнал – унифицированный токовый 420мА. Данный преобразователь использует принцип ультразвукового детектирования вихрей образующихся в потоке жидкости при обтекании ею призмы, расположенной поперек потока. Преимущество этого преобразователя состоит в возможности поверки на месте без демонтажа, большом межповерочном интервале, самодиагностики. Устанавливается на трубопроводе АМЖ1 на входе в изотермическое хранилище позиции 301.

Интеллектуальный вихревой расходомер модели 8800 фирмы FisherRosemount, выходной сигнал 420мА. Использует принцип определения частоты вихрей, образующихся в потоке измеряемой среды при обтекании тела специальной формы, которая прямопропорциональна скорости движущейся среды. Данный преобразователь благодаря использованию цифровой технологии позволяет расходомеру обеспечить максимальную точность и надежность измерений.

2.1.5 Устройства сбора и обработки данных

В качестве основного УСОД (устройства сбора и обработки данных) в проекте применена группа программируемых модульных контроллеров. Предусмотрена установка одного модульного контроллера Advantech с разным количеством модулей расширения (модули аналогового и дискретного ввода/вывода). Контроллер предназначен для сбора, первичной обработки и предварительной архивации информации о потребленных и отпущенных энергоресурсах, таких как вода, газ, пар.

ПК выполняет следующие технологические функции:

• регулирование уровня налива в железнодорожной цистерне по задан-ному закону управления;

• регулирования давления в железнодорожных цистернах путём закрытия отсекателей позиции 635 на линии подачи жидкого аммиака;

• преобразование и вывод информации о параметрах технологического процесса с помощью интерфейса RS232/485 на операторскую станцию.

Компактные программируемые контроллеры Advantech применяются в малых системах автоматизации. Они отличаются высокой производительностью процессора, большим количеством входов/выходов, напряжением питания 100240В переменного тока и обеспечивает питание датчиков напряжением 24В постоянного тока.

Преимущества компактных ПК:

• Значительное количество точек входа/выхода (до 24 точек), при небольших занимаемых габаритах, позволяет уменьшить размеры панелей там, где параметры занимаемого места имеют важное значение;

• Разнообразие модулей расширения и дополнительных модулей, обеспечивающее пользователю степень гибкости платформ больших контроллеров. Возможности компактного контроллера Advantech точками входа/вывода можно увеличить при помощи подключения до семи модулей расширения дискретного ввода/вывода (соответствующая конфигурация с 17 точками входа/выхода) и таких дополнительных модулей, как цифровой дисплей, катридж памяти, катридж часов реального времени, а также дополнительными портами связи с интерфейсами RS485 или RS232C;

• Для подключения модулей расширения к контроллеру, предлагается несколько вариантов подключения, таких как съемные винтовые клеммные колодки и пружинные разъемы, обеспечивающие простое, быстрое и безопасное подсоединение;

• Использование дисплея и встраиваемой памяти позволяет осуществлять настройку, передачу и резервирование приложений. Цифровой дисплей можно использовать как инструмент для локального отображения и настройки. Модули памяти EEPROM позволяют резервировать и передавать программы в любой компактный П;

• Программное обеспечение позволяет осуществлять простое программирование при помощи инструкций языка Instroction List или графических объектов языка Ladder;

• Компактные контроллеры имеют два аналоговых потенциометра, расположенные на передней панели. Значения потенциометров хранятся в системных словах и обновляются после каждого цикла программы.

• Для возможности подключения к контроллеру датчиков с аналоговыми выходными сигналами и управления исполнительными механизмами в проекте предусматривается подключение дополнительных модулей расширения аналогового входа/выхода. К контроллеру подключается два модуля TWD AMI 2HT (2 входа и 1 выход высокого уровня). Для контроллеров управляющих работой отсекателей предусмотрено подключение модуля дискретного ввода/вывода TWD DRA 16RT, расширяющего количество дискретных выходов контроллера до 26 штук.

Дополнительно к контроллеру подключаются адаптер RS485 TWD NAC485D (для связи с операторской станцией через дополнительный порт) и цифровой дисплей TWD XCP ODC.

Программирование контроллера осуществляется с помощью программного обеспечения, через встроенный последовательный порт miniDIN типа RS485

Для создания АРМ оператора установки СЖА на базе IBM совместимого ПК, в проекте предусмотрено использование SCADA системы на базе программного обеспечения КаскадСАУ. Этот продукт базируется на открытых и стандартных на сегодняшний день технологиях и предлагает полный набор простых в использовании графических функций для систем визуализации.

Программное обеспечение для систем супервизорного управления и сбора данных (SCADA) КаскадСАУ включает базовые пакеты для создания приложений супервизорного (диспетчерского) контроля и управления, а также дополнительные элементы (опции), усовершенствующие функции этих пакетов для таких специальных областей применения, как статистическое управление технологическими процессами или интеграция с базами данных. Имеется четыре различных базовых варианта продукта в зависимости от размера доступной базы данных реального времени и максимального числа входных/выходных параметров процесса (тэгов). В широком смысле функциональность всех этих вариантов одинакова для всех вариантов базовой операционной системы. Это упрощает миграцию приложений от одной платформы к другой. В настоящее время КаскадСАУ расчитан на работу под операционными системами Windows NT, Windows 95 и 98. Полный набор опций КаскадСАУ возможен под Windows NT. Ограниченное число опций возможно под Windows 95 и 98. Версия КаскадСАУ для OS/2 отсутствует.

Каскад-САУ является многопользовательским SCADAсервером приложений реального времени для автоматизации производственных и технологических процессов. Он позволяет собирать важнейшую информацию от многочисленных приборов и устройств промышленного объекта и затем распространять ее по всему предприятию (организации).

Каскад-САУ обеспечивает такие важнейшие элементы функциональности SCADAсистемы, как ретроспективные данные, сигнализацию и статистическое управление процессом. Кроме того обновляемая по изменению база данных КаскадСАУ обеспечивает уникальную масштабируемость - существуют приложения, обрабатывающие более 2 миллионов тэгов.

Функции визуализации КаскадСАУ используются для:

• чтения значений переменных из ПЛК и отображение на экране этих переменных;

• управления и контроля систем с регулированием процессов;

• архивирования в базу данных значений переменных ПЛК или внутренних переменных системы регулирования;

• встроенной программной обработки данных.

Подключение к ПЛК производится через шину Modbus и выполняется с помощью интерфейса RS 485B в многоточечном режиме.

2.2 Функции, выполняемые системой контроля управления

2.2.1 Основные информационные функции системы АСУ ТП эстакады

налива жидкого аммиака

Система АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака предназначена для:

• реализации функций автоматического контроля и измерения технологических параметров (телеизмерение, телесигнализация) и управления технологическим оборудованием (телеуправление) цеха;

• организации пунктов технологического учета отгруженного потребителю аммиака;

• накопления и хранения оперативной и технологической информации во внутренней базе данных;

• визуализации технологических параметров (сигналы ТИ, ТС, аварийная и предупредительная сигнализация – на АРМ оператора; телесигнализация положения отсекателей – на блоках ручного управления);

2.2.2 Основные функции АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака по сбору информации

АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака обеспечивает реализацию следующих основных функций по сбору информации;

• осуществление непосредственно или через локальные системы автоматики наливных ферм опроса дискретных сигналов о состоянии технологического оборудования;

• осуществление непосредственно или через локальные системы автоматики наливных ферм опроса аналоговых датчиков телеизмерения: давления, температуры и др.;

• осуществление опроса текущих значения технологических параметров, вычисляемых локальными системами автоматики наливных ферм: расход аммиака.

2.2.3 Основные функции АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака по представлению информации

АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака обеспечивает реализацию следующих основных функций по представлению информации:

• отображение значений технологических параметров, предупредительной и аварийной сигнализации, отображение состояния запорной арматуры на экране АРМ оператора;

• отображение на блоках ручного управления (БРУ) отсекателями сигнализации о состоянии отсекателей и целостности цепей соленоидов;

• отображение информации о работе системы при выполнении автоматических функций защиты эстакады налива жидкого аммиака на экране АРМ оператора;

2.2.4 Основные функции АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака по обработке информации

АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака обеспечивает реализацию следующих основных функций по обработке информации:

• выявление и регистрация аварийных и предупредительных событий по состоянию технологического оборудования;

• выявление и регистрация аварийных и предупредительных событий по выходу значений телеизмерений за соответствующие установленные пределы (установки);

• вычисление значений расхода аммиака (технический учет расхода аммиака);

• контроль и управление подсистемами эстакады налива жидкого аммиака;

• определение текущего процесса;

• контроль и управление ПАЗ.

2.2.5 Основные функции АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака по архивированию информации

АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака обеспечивает реализацию следующих основных функций по архивированию информации:

• в течение 30 суток сохраняется предыстория изменения значений следующих параметров (архив данных):

телеметрия:

• давление в линиях жидкого аммиака;

• давление в линиях газообразного аммиака; телеснигнализация:

• аварийная и предупредительная;

• изменения положения отсекателей с меткой режима управления (местное/дистанционное);

• нештатных ситуациях при работе системы регулирования давления;

• нештатных ситуаций при расчетах расхода аммиака;расчетные параметры:

• посуточные значения по расходу аммиака;

• в течение 360 суток сохраняются все зарегистрированные системой события: аварийные, предупредительные и другие сообщения (архив событий).

2.2.6 Основные функции АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака по управлению

АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака обеспечивает реализацию следующих основных функций по управлению:

• управление двухпозиционными технологическими объектами (Отсекателями);

• автоматическое (по заданному алгоритму) и ручное управление отсекателями;

• автоматическое (по заданному алгоритму) и ручное формирование управления сигнала для регулятора давления.

2.3 Контроль индикация, регистрация, сигнализация,

ПАЗ, регулирование, архивация, визуализация

Система измерения, контроля и регулирования параметров технологических процессов предназначена для измерения и обработки сигналов, поступающих от датчиков, установленных на технологическом оборудовании, формирование команд и воздействий на объекты управления и регулирования, визуализации протекающих технологических процессов и диалогового интерфейса с оператором.

• Контроль процесса налива жидкого аммиака автоматизированной системой управления и независимой системой противоаварийной автоматической защиты (далее ПАЗ) с применением микропроцессорной техники;

• Постоянный контроль за параметрами процесса и управления режимом для поддержания их регламентированных значений;

• Регистрация срабатывания и контроль за работоспособным состоянием средств измерения;

• Снижение уровня влияния человеческого фактора и повышение безопасности обслуживающего персонала при наливе жидкого аммиака;

• Визуализация параметров технологического процесса и диалогового интерфейса с оператором;

• Уменьшение выбросов в окружающую среду жидкого и газообразного аммиака;

• Накопление и хранение оперативной технологической информации во внутренней базе данных АСУ ТП эстакады налива жидкого аммиака обеспечивает реализацию следующих основных функций по архивированию информации:

• В течение 30 суток сохраняется предистория изменения значений следующих параметров (архив данных) телеизмерения:

• Давление в линиях жидкого аммиака;

• Давление в линиях газообразного аммиака;телесигнализация:

• Аварийная и предупредительная;

• Изменения положения отсекателей с меткой режима управления;

• Нештатных ситуациях при работе системы регулирования давления;

• Нештатных ситуаций при расчетах расхода аммиака;

Расчетные параметры:

• В течение 360 суток сохраняются все зарегистрированные системой события;

• Посуточные значения по расходу аммиака;

• Аварийные, предупредительные и другие сообщения.

Управление режимом работы автономного ПАЗ может быть произведена кнопкой по месту или из АРМ оператора с передачей на АРМ оператора соответствующей информации о факте включения или отключения по месту или из АРМ оператора. Блок ПАЗ выполнен в виде отдельного модуля и служит для формирования управляющих сигналов защитных закрытий отсекателей. Срабатывание ПАЗ сопровождается включением тревожной сигнализации по месту.

2.4 Алгоритмы контроля и управления

В базе данных содержится как системнонезависимый исполняемый код, доступный только контроллеру, так и исходные тексты технологических программ, написанные на языках технологического программирования FBDU ST, доступные пользователю.

Основной структурной единицей построения алгоритмов является проектный модуль, который описывает алгоритм того или иного технологического объекта или их совокупности. Внутри проектного модуля определяются уникальные блоки и схемы, доступные только данному проекту и описывающие функциональные элементы алгоритмов. При создании алгоритмов также используются встроенные элементы и функции регламентированные вышеназванным стандартом и библиотечные блоки создаваемые пользователем. Данные элементы доступны всем проектным модулям.

Алгоритмическое обеспечение предназначено для решения следующих задач:

• Контроль технологических параметров эстакады налива жидкого аммиака;

• Контроль и управление запорной арматурой;

• Технологический учет отгруженного аммиака;

• Пуск, останов, контроль процесса отгрузки аммиака с эстакады налива жидкого аммиака.

Заключение

В курсовом проекте разработана АСР уровня налива жидкого аммиака в железнодорожные цистерны установки складирования жидкого аммиака, которая позволит обеспечить оптимальное безаварийное ведение процесса, повышенную надежность за счет использования резервирования наиболее важных компонентов системы, эффективного эргономического взаимодействие с оператором.

Также в дипломном проекте рассмотрен вопрос реконструкции АСУ эстакады налива жидкого аммиака цеха № 54 ОАО «СНОС»

Разработанная система управления основана на использовании технических и программных средств. Особое преимущество техники состоит в том, что она охватывает все уровни автоматизации, что позволяет избежать проблем с совместимостью, масштабированием и добиться высокого уровня быстродействия, функциональности и надежности.

Внедрение системы обеспечит за счёт эффективного автоматизированного регулирования процесса высокое качество продукции, уменьшение затрат на сырьё и энергоносители, снижение нагрузки на обслуживающий персонал, снижение вредных выбросов в атмосферу.

В разделе 1 описан технологический процесс приёма жидкого аммиака из агрегата АМ76 в изотермическое хранилище позиции 1; выдача жидкого аммиака из хранилища позиции 1 в распределительный коллектор АМЖ5; конденсация жидкого аммиака цикла хранения; подогрев жидкого аммиака; отгрузка жидкого аммиака в железнодорожные цистерны.

В разделе 2 описание действующей системы автоматического регулирования описаны параметры контроля и регулирования, номера позиций, представлена функциональная схема автоматического контроля и регулирования.

В разделе 3 Расчёт автоматической системы регулирования уровня налива жидкого аммиака в железнодорожные цистерны выполнен расчёт автоматизированной системы регулирования непрерывного действия, описание объекта управления и его динамических характеристик.