3.2.3 Вибір комплексу технічних засобів

Структура інформаційних каналів складається з: каналів мікропроцесорного контролера SIMATIC S7-300; каналів обміну даними по шині PROFIBUS DP між контролером і операторськими станціями; каналів операторського інтерфейсу (робочого місця оператора-технолога).

Після незалежного перетворення і обробки за ідентичними алгоритмами в контролері SIMATIC S7-300 вхідні аналогові сигнали циклічно передаються по шині PROFIBUS DP в операторську станцію.

Підсистема керування на базі мікропроцесорного контролера SIMATIC S7-300 представлена функціональними модулями FM 355 з ПІД-регуляторами; підсистема контролю, сигналізації та логічного керування - модулями аналогових входів SM331.

В якості пристрою зв'язку з оператором використовується панель оператора SIMATIC МР 270В.

Для зв’язку контролера зі станцією оператора з боку SIMATIC S7-300 використовують інтерфейс PROFIBUS DP S7-300, що працює у відповідності з протоколом PROFIBUS EN 501070. Швидкість передачі інформації – 1,5 Мбіт/с.

Нижній рівень АСКТП представлений датчиками з уніфікованим вихідним сигналом та виконавчими пристроями з пневмоприводом. Перевага при виборі датчиків надавалась тим первинним вимірювальним перетворювачам, що мають вихідний струмовий сигнал 4-20 мА, оскільки це дає змогу не використовувати всілякі проміжні перетворювачі з метою узгодження вихідного сигналу датчику з вхідним сигналом МПК.

Контроль тиску здійснюється інтелектуальним датчиком надлишкового тиску типу Метран-100-ДИ.

Для вимірювання температури застосуємо термоперетворювач опору типу ТСПУ.

Вимірювання рівня відбувається радарним рівнеміром Метран-5600.

Контроль витрат відбувається за методом змінного перепаду тиску. У складі приладів Діафрагма камерна ДК-6 та перетворювач тиску діфманометричний Метран-100ДД.

Для регулювання параметрів в процесі пастеризації в якості регулюючих органів виконавчих пристроїв використовуються регулюючі односідельні клапани типу Fisher GХ. Клапан має вбудований пневматичний мембранний привід. Клапан GХ оснащений контролером FIELDVUE серії DVС 2000 фірми Fisher, який перетворює вихідний сигнал контролера (4 – 20 мА) в стандартний пневматичний сигнал 20-100 кПа, що подається на вхід клапана з метою внесення керуючої дії. Виконавчі механізми пневматичної гілки ДСП характеризуються безпекою застосування у вибухонебезпечних середовищах, високою надійністю у важких умовах праці.

Обрані прилади та засоби автоматизації занесені в замовну специфікацію, яка наведена в додатку до пояснювальної записки.

3.3 Розробка функціональної схеми асктп

Функціональна схема автоматизації наведена на кресленні графічної частини. Лист графічної частини виконано згідно з ГОСТ(у) 21.404-85. Обрані технічні засоби автоматизації згруповано у полі креслення по призначенню та меті функціонування.

Розглянемо роботи системи. Зазначимо, що всі електроприводи так як і вентилі, які будуть використані у системі, мають однакову будову, тому у подальшому огляді не будемо детально зупиняти на цьому увагу. Що стосується вимірювання одноманітних технологічних величин, то до них пристосовуємо однакову елементну базу.

Контур 1- контроль температури гарячого циклогексану до реактору Р-5. Контроль виконується термоперетворювачем ТСПУ (поз. 1-1).

Контур 2- керування рівнем у четвертій секції реактору Р-5. Для цього використовується рівнемір Метран-5600 (поз. 2-1). Вихідний сигнал подається у контролер. У системі керування регулююча арматура. При виникненні розузгодження між поточним та заданим значенням температури контролер формує командний сигнал, що надходить у цифровій формі на модулі зв’язку з об’єктом типу SM 332, де відбувається перетворення в уніфікований електричний сигнал постійного струму. Цей сигнал надходить на контролер виконавчого механізму типу DVC-2000, який пов’язаний з регулюючим органом типу GX (поз. 2-2).

Контур (3-6)- керування витратами повітря до секцій реактору Р-5. Встановлено витратомір змінного тиску: діафрагма ДК-6 (поз. 3-1, 4-1, 5-1, 6-1) та перетворювач Метран-100ДД (поз. 3-2, 4-2, 5-2, 6-2). У системі керування регулююча арматура. При виникненні розузгодження між поточним та заданим значенням температури контролер формує командний сигнал, що надходить у цифровій формі на модулі зв’язку з об’єктом типу SM 332, де відбувається перетворення в уніфікований електричний сигнал постійного струму. Цей сигнал надходить на контролер виконавчого механізму типу DVC-2000, який пов’язаний з регулюючим органом типу GX (поз. 3-3, 4-3, 5-3, 6-3).

Контур (7-10)- керування витратами повітря до секцій реактору Р-5. Встановлено витратомір змінного тиску: діафрагма ДК-6 (поз. 7-1, 8-1, 9-1, 10-1) та перетворювач Метран-100ДД (поз. 7-2, 8-2, 9-2, 10-2). У системі керування регулююча арматура. При виникненні розузгодження між поточним та заданим значенням температури контролер формує командний сигнал, що надходить у цифровій формі на модулі зв’язку з об’єктом типу SM 332, де відбувається перетворення в уніфікований електричний сигнал постійного струму. Цей сигнал надходить на контролер виконавчого механізму типу DVC-2000, який пов’язаний з регулюючим органом типу GX (поз. 7-3, 8-3, 9-3, 10-3).

Контур 10, 11- керування тиском повітря та азоту до системи. Для цього встановлено перетворювач тиску Метран-100ДИ (поз. 10-1, 11-1). При виникненні розузгодження між поточним та заданим значенням температури контролер формує командний сигнал, що надходить у цифровій формі на модулі зв’язку з об’єктом типу SM 332, де відбувається перетворення в уніфікований електричний сигнал постійного струму. Цей сигнал надходить на контролер виконавчого механізму типу DVC-2000, який пов’язаний з регулюючим органом типу GX (поз. 10-2, 11-2).

Контур 12- контроль тиску першої секції реактору Р-5 (поз. 12-1).

4 КОМПОНУВАННЯ УСТАТКУВАННЯ

При проектуванні виробництва циклогексанолу потужністю 31410 т/рік компонування устаткування відіграє велику роль, тому, що в остаточному підсумку воно впливає на вартість будівництва.

Принципи компонувань полягають:в установці більшої частини апаратів поза будинком на відкритих площадках; у зменшенні числа окремих будинків і споруджень шляхом об'єднання їх в один чи кілька корпусів.

Устаткування розташовують на відкритому повітрі в залежності від роду машин і апаратів, від кліматичних і інших умов. Зовнішні установки розташовують, як правило, із боку глухої стіни будинку чи цеху в торцевій його частини. При розташуванні встановленого устаткування, щитів керування, приладів і т.д. необхідно дотримуватися наступних вимог [14]:

- проходи до світла (між найбільш виступаючими частинами устаткування, щитів, конструкцій) по фронту обслуговування щитів керування чи устаткуванням процесами повинні бути не менш 2 м;

- при розташуванні декількох щитів у ряд і не менш 1,5 м проти одиночних щитів.

- при розташуванні фронту обслуговування щитів керування уздовж обох сторін проходу ширина його повинна бути збільшена не менш, ніж на 0,5 м.

- основні проходи по фронту обслуговування машин (компресорів, насосів, повітродувок) та апаратів, що мають «гребінки», місцеві КІП і інше при наявності постійних робочих місць - не менш 1,5м. за винятком малогабаритних машин (шириною й висотою до 0,8м), для яких дозволяється зменшити ширину проходів до 1,0 м;

- проходи, що служать для періодичного обслуговування устаткування и щитів керування, повинні мати ширину не менш 0.8м;

- проходи між компресорами - не менш 1,5м;

- проходи між насосами - не менш 0,8м:

- проходи між апаратами і між стінами й апаратами, при необхідності кругового обслуговування - не менш 0,8м;

- проходи для періодичного огляду трубопроводів і апаратів, не потребуючі регулювання - не менш 0.5м;[18]

Проміжні ємності для циклогексану й циклогексанолу можуть бути встановлені у виробничих приміщеннях у кількості не більш:

- для циклогексану 4 шт. загальною ємністю не більш 20т.;

- для циклогексанолу 2 шт. загальною ємністю не більш 10т.

При будівництві відкритих установок устаткування вмонтовується на каркасах етажерок з дахом, або без нього, з перекриттями, або майданчиками - містками обслуговування, без стін або з частковою огорожею цехів.

Проте основне технологічне устаткування, особливо важке і громіздке, переважно треба компонувати на відкритих майданчиках, на самостійних фундаментах, розташованих на нульовій відмітці. На відкритому повітрі розташовані такі реактори: ректифікаційна колона К – 31, К – 22, колона отримання циклогексанону К – 29, колона відгонки спиртів К – 27, колона розділення циклогексанолу і циклогексанону К – 25, реактор окислення Р- 5, абсорбер К – 2, екстракційна колона К – 20, конденсатори Т – 30, Т – 32, Т – 26 [13].

В цьому випадку технологічна колонна апаратура використовується як несучі конструкції майданчиків і сходів для обслуговування кришок, люків, штуцерів, для завантаження і вивантаження насадки. Ці ж майданчики з успіхом використовують для розміщення на них всякого роду допоміжної арматури.

Споруджувати багатоповерхові етажерки доцільно для обслуговування великої кількості апаратів, що розміщуються за умовами технологічного процесу на різній висоті. При цьому високогабаритні апарати рекомендується встановлювати по периметру етажерки із зовнішнього боку, з метою максимального скорочення її габаритів.

У відкритих установках легко розташовувати устаткування на необхідній відстані без значного дорожчання установки: можна демонтувати окремі агрегати для ремонту без припинення роботи інших.

З метою забезпечення довговічності споруди, розміщуваних на зовнішніх майданчиках, в проектах передбачають зменшення основних виробничих шкідливостей [24].