Функциональная схема автоматизации процесса производства полипропилена

Содержание

Введение

1. Краткая характеристика объекта автоматизации

2. Технологическая схема

3. Описание функциональной схемы автоматизации

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Автоматизация производственных процессов – одно из наиболее важных направлений научно–технического прогресса.

В химической промышленности комплексной механизации и автоматизации уделяется большое внимание. Это объясняется сложностью и высокой скоростью протекания технологических процессов, а также их чувствительностью к нарушению режима, вредностью условий работы, взрыво и пожароопасностью перерабатываемых веществ и т.д.

Ограниченные возможности человеческого организма являются препятствием для дальнейшего усложнения производства. Наступает новый этап машинного производства – автоматизация, когда человек освобождается от непосредственного участия в производстве, а функции управления технологическими процессами, механизмами, машинами передаются автоматическим устройствам.

Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества продукции и снижению её себестоимости. Повышается производительность труда. Внедрение в производство автоматических устройств позволяет также сократить количество брака и отходов, и тем самым уменьшить затраты сырья.

По мере осуществления механизации производится сокращение тяжелого физического труда, уменьшается численность рабочих, занятых непосредственно в производстве. Автоматизация исключает случаи травматизма. Перед рабочим персоналом ставятся другие задачи: анализ результатов управления технологическими процессами, составление заданий и программ для автоматических приборов, наладку сложных автоматических устройств и т.д.

Схема автоматизации технологического процесса входит в состав рабочих чертежей проекта автоматизации и отражает функциональные связи между технологическим оборудованием, приборами и средствами автоматизации, установленными на техническом оборудовании, вблизи него (по месту), на щитах и пультах.

На основании схемы автоматизации проводится выбор приборов и средств автоматизации с составлением заказной спецификации.

Курсовая работа включает чертеж функциональной схемы автоматизации, выполненный на формате А2, пояснительную записку и спецификацию на выбранное для реализации процесса автоматизации оборудование.

Краткая характеристика объекта автоматизации

Полипропилен получают полимеризацией мономера пропилена в присутствии металлоорганических катализаторов.

Полипропилен представляет собой бесцветное кристаллическое вещество, то есть в натуральном виде полупрозрачен, но может легко окрашиваться добавлением соответствующих пигментов и красок.

Производство полипропилена огне - и взрывоопасно. Пропилен в газообразном состоянии образует с воздухом взрывоопасные смеси с пределами взрываемости 2,2 - 10, 3 объемн.

Для производства полипропилена требуется пропилен высокой степени чистоты. Содержание таких примесей, как ацетиленовые и сернистые соединения, кислород, окись и двуокись углерода, не должно превышать сотых и тысячных долей процента.

Производство полипропилена может осуществляться как периодическим, так и непрерывным способами. Экономически более выгодными являются непрерывные процессы получения полипропилена.

Основным исходным материалом для производства многих видов востребованной на рынке продукции, в частности, труб, упаковки, плавательных бассейнов и т.д., является «Поливуплен» — листовой полипропилен, производимый по технологии экструзии, или выдавливания, исходным сырьём для которого служат гомогенный полипропилен (РРН) или гранулат блочного сополимера полипропилен — этилен (РРС).

Полипропиленовые листы «Поливуплен» используют, в частности, для производства резервуаров, плавательных бассейнов, отстойников хранилищ, накопителей и других герметичных емкостей. При этом, проводя монтажные работы с применением полипропиленовых листов, необходимо учитывать ряд особых свойств, отличающих их от традиционных конструкционных материалов.

Листы из полипропилена легко подвергаются таким видам механической обработки, как резка, строгание, фрезерование, или обработке на тех же или подобных станках, что используют для обработки древесины.

Важнейшим преимуществом листов «поливуплен» является их безопасность для здоровья, поскольку безопасны в экологическом отношении как исходные полимеры, применяемые для их изготовления, так и вспомогательные добавки.

Описание функциональной схемы автоматизации

ФСА является основным техническим документом, определяющим структуру и уровень системы автоматизации, оснащение объекта управления приборами, средствами автоматизации и вычислительной техники. Разработка ФСА осуществляется на основании структурных схем автоматизации и в соответствии с ГОСТ 21.40485.

На функциональной схеме упрощенно изображают технологическое оборудование, приборы и средства автоматизации, а также основные технологические потоки, связь между приборами и средствами автоматизации.

Ниже приведено описание контуров автоматизации и технических средств, на которых эти контуры реализованы.

Контур 1:

Регулирования расхода мономера на входе в РП с коррекцией по количеству непрореагировавшего мономера.

Расход непрореагировавшего мономера измеряется расходомером переменного перепада давления со стандартным сужающим устройством. В качестве стандартного сужающего устройства применяется стандартная диафрагма камерная ДКС 50 (поз. 1-1). Перепад давления до и после СУ измеряется датчиком разности давления Метран100ДД (поз. 1-2), который преобразовывает его в унифицированный сигнал 420 мА. Далее сигнал передается на прибор умножения на постоянный коэффициент ПФ1.3.9М1 (поз. 1-3). Сигнал передается на регистрирующий прибор РП16009 (1-4).

Расход мономера также измеряется расходомером переменного перепада давления со стандартным сужающим устройством. В качестве стандартного сужающего устройства применяется стандартная диафрагма камерная ДКС 50 (поз. 2-1). Перепад давления до и после СУ измеряется датчиком разности давления Метран100ДД (поз. 2-2), который преобразовывает его в унифицированный сигнал 420 мА, после чего подается на регистрирующий прибор РП16009 (поз. 2-3) с входным сигналом 420 мА, где регистрируется значение расхода. Сигналы с регистрирующих приборов поступают на блок вычислительных операций БВО2 (поз. 2-4). Унифицированный сигнал, пропорциональный текущему значению расхода подается на первый вход блока аналогового регулирования (поз. 2-5). На второй вход регулятора поступает заданное значение расхода в виде сигнала постоянного тока 420 мА, формируемое вручную с помощью ручного задатчика РЗД22 (поз. 2-6). Сигнал через блок ручного управления (поз. 2-7) и пускатель бесконтактный реверсивный (поз. 2-8) попадает на исполнительный механизм (поз. 2-9), который изменяет расход мономера. Таким образом, происходит регулирование расхода мономера на входе в РП с коррекцией по количеству непрореагировавшего мономера.

Контур 2:

Стабилизация расхода водорода на входе в РП.

Расход водорода меряется ротаметром H54 (поз. 4-1) с выходным сигналом 420 мА. Сигнал передается на регистрирующий прибор РП16009 (поз. 4-2), и далее – на автоматический регулятор (поз. 4-3). Регулятор вырабатывает импульсный сигнал в зависимости от задатчика (поз. 4-4). Сигнал через блок ручного управления (поз. 4-5) и пускатель бесконтактный реверсивный (поз. 4-6) попадает на исполнительный механизм (поз. 4-7), который изменяет расход водорода. Таким образом, происходит стабилизация расхода водорода на входе в РП.

Контур 3:

Каскадное регулирование температуры в реакторе РП, с промежуточной координатой – расход хладагента.

Температура в реакторе РП измеряется с помощью аналогового преобразователя температуры ТСПУ Метран276 (поз. 6-1), который преобразовывает его в унифицированный сигнал 420 мА. Далее сигнал передается на регистрирующий прибор с функцией световой сигнализации предела максимума HL1 РП16009 (поз. 6-2) для регистрации значения температуры и далее - на автоматический регулятор (поз. 6-3). На второй вход регулятора поступает заданное значение температуры в виде сигнала постоянного тока 420 мА, формируемое вручную с помощью ручного задатчика РЗД22 (поз. 6-4).

Расход хладагента измеряется расходомером переменного перепада давления со стандартным сужающим устройством. В качестве стандартного сужающего устройства применяется стандартная диафрагма камерная ДКС 50 (поз. 7-1). Перепад давления до и после СУ измеряется датчиком разности давления Метран100ДД (поз. 7-2), который преобразовывает его в унифицированный сигнал 420 мА. С него унифицированный электрический сигнал передается на регистрирующий прибор РП16009 (поз. 7-3) с входным сигналом 420 мА, где регистрируется значение расхода. Унифицированный сигнал, пропорциональный текущему значению расхода далее идет на автоматический регулятор (поз. 7-4). На второй вход регулятора поступает заданное значение расхода в Fзд=f(ΔT). Регулятор вырабатывает импульсный сигнал в зависимости от разности значений. Сигнал через блок ручного управления (поз. 7-5) и пускатель бесконтактный реверсивный (поз. 7-6) попадает на исполнительный механизм (поз. 7-7), который изменяет расход хладоносителя. Таким образом, происходит каскадное регулирование температуры в реакторе РП, с промежуточной координатой – расход хладагента.

Контур 4:

Стабилизация давления в реакторе РП.

Давление в реакторе РП измеряется с помощью измерительного преобразователя абсолютного давления Сапфир - 22ДА - 2050 (поз. 9-1) с выходным сигналом 420 мА и пределами измерения 12 МПа. Сигнал передается на регистрирующий прибор с функцией сигнализации выхода за пределы максимума HL2 РП16009 (поз. 9-2), и далее – на автоматический регулятор (поз. 9-3). Регулятор вырабатывает импульсный сигнал в зависимости от задатчика (поз. 9-4). Сигнал через блок ручного управления (поз. 9-5) и пускатель бесконтактный реверсивный (поз. 9-6) попадает на исполнительный механизм (поз. 9-7), который изменяет расход продукта реакции. Таким образом, происходит стабилизация давления в реакторе РП.

Контур 5:

Контроль температуры мономера на входе в РП.

Температура мономера измеряется с помощью термопреобразователя сопротивления медного, типа ТСМ0879 (поз. 111). С него неунифицированный сигнал в виде сопротивления передается на нормирующий преобразователь Ш79 (поз. 112). С нормирующего преобразователя Ш79 сигнал 420 мА передается на регистрирующий прибор РП16009 (поз. 113) с входным сигналом 420 мА для регистрации значения температуры. Вся информация о переменных технологического процесса передается в диспетчерскую систему управления, где отображается на мониторе в виде мнемосхемы.

Контур 6:

Контроль расхода растворителя.

Расход растворителя измеряется расходомером переменного перепада давления со стандартным сужающим устройством. В качестве стандартного сужающего устройства применяется стандартная диафрагма камерная ДКС 50 (поз. 121). Перепад давления до и после СУ измеряется датчиком разности давления Метран100ДД (поз. 122), который преобразовывает его в унифицированный сигнал 420 мА. С него унифицированный электрический сигнал передается на регистрирующий прибор РП16009 (поз. 123) с входным сигналом 420 мА, где регистрируется значение расхода растворителя. Вся информация о переменных технологического процесса передается в диспетчерскую систему управления, где отображается на мониторе в виде мнемосхемы.

Контур 7:

Контроль расхода катализатора.

Расход катализатора измеряется с помощью электромагнитного расходомера ИПРЭ132. В качестве первичного преобразователя расхода выступает ППР32 (поз. 131). В качестве вторичного преобразователя выступает прибор ИПП2 (поз. 132), который преобразовывает его в унифицированный сигнал 420 мА. Сигнал передается на регистрирующий прибор РП16009 (133), где регистрируется значение расхода катализатора. Вся информация о переменных технологического процесса передается в диспетчерскую систему управления, где отображается на мониторе в виде мнемосхемы.

Контур 8:

Запуск/останов двигателя мешалки реактора РП оператором как по месту, так и со щита управления или с рабочей станции.

Блок ручного управления (поз. HS143), установленный на пульте оператора, выполняет функции перехода с автоматического на ручной режим. Ручной задатчик (поз. H141), установленный по месту, позволяют оператору управлять двигателем мешалки по месту.

Контур 9:

Защита для нештатной ситуации - рост температуры в реакторе РП выше критического значения.

В случае превышения верхнего предела температуры в реакторе сработает световая сигнализация HL3 и реле температуры (поз. 151) закроет клапаны подачи водорода (поз. 153), катализатора (поз. 155) и растворителя (поз. 157).

Управление всеми средствами автоматизации продублированы с микропроцессорного контроллера (МПК) и рабочей станции (ЭВМ). Рабочая станция снабжена монитором для предоставления информации оператору и клавиатурой, посредством которой оператор вносит свои коррективы в управление процессом

Заключение

Результатом данной работы является разработанная функциональная схема автоматизации производства полипропилена. Обеспечен контроль, регулирование, стабилизация и сигнализация основных параметров процесса, указанных по заданию. Для обеспечения контроля и регулирования выбранных параметров подбираются средства автоматизации. При выборе приборов и средств автоматизации учитывались условия функционирования приборов и систем, предельные значения и диапазон изменения параметров процесса, требования к точности контроля и регулирования, быстродействию, надежности и др. факторы. Разработанная ФСА выполнена на чертеже формата А2, к схеме прилагается заказная спецификация на оборудование, выполненная по Госстандарту.

Автоматизация данного процесса приводит к улучшению основных показателей эффективности производства. 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.

9835.dwg