2.1.4 Выбор параметров защиты и блокировки объекта

В качестве параметров, при значительном отклонении которых срабатывают устройства автоматической защиты, прежде всего, необходимо брать концентрацию взрывоопасных веществ в воздухе производительного помещения. Если концентрация достигает опасного значения, устройства защиты обеспечивают необходимые при этом мероприятия. Прекращается поступление на данный производственный участок веществ, способствующих возникновению опасной концентрации вещества в воздухе, снижается давление в аппаратах, приводится в действие аварийная система вентиляции.

Опасность взрыва или аварии может возникнуть и в случае прекращения подачи одного из веществ в технологический аппарат, например прекращение подачи охлажденного агента в ректификационную колонну, где происходит процесс очистки. При этом устройства защиты должны полностью изолировать данный аппарат, отключив от него магистрали всех веществ, способствующих возникновению аварии.

В аппаратах работающих под давлением, одним из обязательных параметров защиты должно быть давление. Повышение давления в колонне может привести к ее разрушению. Для предотвращения разрушения колонны при повышенном давлении, применена схема сигнализации превышения давления в кубе колонны с прекращением подачи пара в выносной кипятильник, принимаются меры для изоляции аппарата от источника давления. Для исключения проскока газовой фазы, при повышенном давлении, через теплообменник, применяем схему сигнализации давления охлаждения воды с прекращением подачи пара в выносной кипятильник. При выходе из строя насоса или компрессора устройство защиты автоматически включает резервный насос или компрессор.

Для обеспечения безопасной работы стадии ректификации предусмотрены следующие блокировки и средства предварительной защиты (на всех трёх колоннах). Прекращение подачи пара на кипятильник:

• При достижении давлени я в кубовой части колонны до величины 20 кПа (2,0 кгс/см²);

• При снижении давления охлаждающей воды на входе в конденсатор до 100 кПа (1,0 кгс/см²).

• Для предотвращения разрушения основного оборудования применяем схемы сигнализации и схемы отсечек подачи пара в выносные кипятильник

2.1.5 Выбор средств автоматизации для функциональной схемы

Средства автоматизации, с помощью которых осуществляется управление процессом, должны быть выбраны технически грамотно и экономически обоснованно. Конкретные типы автоматических устройств выбирают с учетом особенностей объекта управления и принятой системы управления. В первую очередь принимают во внимание такие факторы, как пожаро- и взрывоопасность, агрессивность и токсичность сред, число параметров участвующих в управлении. При большом расстоянии между технологическими аппаратами и щитами управления целесообразно применять электрические средства автоматизации. Они характеризуются гораздо меньшим запаздыванием, превосходят пневматические и превосходят пневматические по точности измерения (класс точности не более 0,5). Кроме того, применение электрических средств автоматизации упрощает внедрение вычислительных машин.

Выбор конкретных типов автоматических устройств рекомендуется приводить исходя из следующих соображений:

• Для контроля и регулирования одинаковых величин технологического процесса следует применять однотипные автоматические устройства, что облегчает их приобретение, настройку, ремонт и эксплуатацию;

• Следует отдавать предпочтение автоматическим устройствам серийного производства;

• При большом числе одинаковых параметров контроля рекомендуется применять многоточечные приборы и машины централизованного контроля, при автоматизации сложных технологических процессов следует использовать вычислительные и управляющие машины;

• Для местного контроля рекомендуется применять простые и надежные приборы (термометры расширения, манометры общего назначения, уровнемерные стекла с защитной сеткой, счетчики ротаметры), так как они часто функционируют в неблагоприятных условиях: значительные колебания температуры и влажности, повышенная запыленность, вибрация, механические воздействия;

• Для автоматизации технологических аппаратов с агрессивными средами следует предусматривать установку специальных приборов, а в случае применения приборов в нормальном исполнении необходимо защищать их.

Структурная система управления цеха включает в себя два уровня аппаратных средств - нижний выполняет функцию сбора, обработки информации и локального управления, верхний - предназначен для задач дистанционного управления, наблюдением за ходом процесса, а так же архивирования и протоколирования. Нижний уровень реализован на контроллерах SIMATIC S7-400. Верхний уровень представляет собой два промышленных компьютера на рабочем месте оператора. Об мен данными между контроллерами и рабочими станциями производится по высокоскоростному каналу передачи данных Industrial Ethernet. При создании системы требовалось использовать существующие средства КИПиА, дополнив их при проектировании недостающими техническими средствами.

Исходя из вышеперечисленных соображений в процессе ректификации хлористого аллила предусмотрены следующие аппараты и приборы:

Для регулирования уровня в кубе колонны 1 применяем схему откачки с куба через регулирующий клапан.

В качестве первичного прибора измерения уровня выбираю, преобразователь давления измерительный АИР-20Ех/М2-ДД модель 410, служит для измерения гидростатического уровня нейтральных и агрессивных сред, в том числе и высоковязких. Датчик изготовлен во взрывозащищенном исполнении, повышенной надежности. Предел допускаемой основной погрешности для индекса А 0,4. Допускаемое избыточное рабочее давление 10 МПа; максимальный верхний предел измерений 10 кПа. Электрический выходной сигнал, позволяющий полностью исключить применение пневмоэлектрических, а так же электропневматических преобразователей. Регулирующее воздействие на исполнительный механизм осуществляем посредством регулятора с контроллера SIMATIC S7-400. Контроллер SIMATIC S7-400 обеспечивает ввод и обработку параметров, в количестве:

Входы аналоговые - 26

Входы дискретные - 9

Выходы дискретные - 14

Выходы аналоговые - 8

Измеряет входные сигналы от 4 до 20 мА, что позволяет в случае необходимости заменить первичные преобразователи. Прибор электронный класс точности 1,0. Контроллер выполняет функции: сбора и обработки информации с датчиков, локального автоматического управления исполнительными механизмами, выполнение технологических и противоаварийных блокировок и отсечек, формирование и передача на станции оператора сообщений о событиях в системе, контроль выполнения программы.

Аналогично в схемах измерения уровня в качестве первичных измерительных преобразователей применяем преобразователь давления измерительный АИР-20Ех/М2-ДД, а регулирующее воздействие на исполнительный механизм осуществляем посредством регулятора с контро ллера SIMATIC S7-400.

В схемах измерения расхода применяем сужающее устройство ДКС с первичным прибором - преобразователь давления измерительный АИР-20Ех/М2-ДД модель 420. максимальный верхний предел измерения 40 кПа, ряд верхних пределов измерений по ГОСТ 22520-85 1,6; 2,5; 4,0; 6,3 и т.д. допускаемое избыточное рабочее давление 25 МПа, отвечающее требованиям регламента. Предел допускаемой основной погрешности для индекса А 0,15. Датчик подходит при работе с большими перепадами давлений. В схемах регулирования применяем клапан малогабаритный регулирующе-отсечной КМРО 101 нж, на различный условный проход. Регулирование осуществляем с регулятора контроллера SIMATIC S7-400.

В схемах измерения температуры в качестве первичного прибора применяем термопреобразователь сопротивления ТСМУ 0104Ех градуировки Pt 100, термопреобразователь предназначен для измерения и непрерывного преобразования температуры твердых, жидких, газообразных и сыпучих веществ в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4+20 мА. Термопреобразователи обеспечивают измерение температуры как нейтральных, так и агрессивных сред. Предназначены для применения во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок в соответствии с установленной маркировкой взрывозащиты. В соответствии с ГОСТ 14254-96 по защищенности от воздействия окружающей среды термопреобразователи выполнены в пылеводозащищенном исполнении. Степень защиты от попадания твердых тел, пыли и воды для: ТСМУ 0104Ех - IP54. Предназначены для работы для работы с источником питания и регистрирующей аппаратурой, имеющими искробезопасные цепи. В качестве вторичного прибора выбираем измерительный канал контроллера SIMATIC S7-400.

В схемах измерения давления применяем первичный прибор-преобразователь давления измерительный АИР-20Ех/М2-ДД, Регулирование осуществляем с регулятора контроллера SIMATIC S7-400.

Шкалы приборов и диапазон измерения приборов выбираем исходя из требуемых значений параметров согласно технологического регламента.