РО

ТОУ

ИМ

ПДУ

Контроллер

Д

РП

Оператор

СОИ

УВМ

ПУ

2,8-сурет. АСУТП техникалық структурасы.

Мұнда: РО-реттеуші орган, ПДУ-алыстан басқару панелі, ИМ- атқарушы механизм, СОИ- ақпаратты көрсету құрылғысы, УВМ-басқарушы ЭЕМ, ПУ-баспа құрылғысы, УСО- объектпен байланысу қондырғысы, РП- ескеруші, сақтаушы қондырғы, Д-(датчик) сезгіш элемент, ТОУ- басқарушы технологиялық объекті.

∆L_k = yL_ko; ∆G_ж

онда теңдік мынандай түрде ауысады:

dy

S_k —— = x₁G_жо-x₂V_о-x₃G_ко

dt

мұнда:

S_k{_ko=T₁; G_жо=K₁; V_o=K₂; G_o=K₃ деп белгілеп келесі теңдікті аламыз:

dy

T—— = K₁x₁-K₂x₂-K₃x₃

dt

керек емес мүшелерді алып тастасақ:

dy

T₁—— = -K₃x₃

dt

Бұл теңдікті Ла-Плас бойынша түрлендіреміз:

T₁Py(P) = -K₃x₃(P)

Осыдан беріліс функциясының келесі түрі шығады:

y(P) K₃

W=——— = - ——

X(P) T₁P

Флегма шығыны – флегма сыйымдылығындағы сұйықтың деңгейі. Флегма сыйымдылығының материалдық баланс теңдеуін қарастырайық.

d_ф∂

S_Φл——— = V₁-G_фл-G_o

dt

Тейлор қатарына түрлендірсек:

dL_Φ∂o d∆L_Φ∂

S_фл(——— + ———) = V₁₀-∆V₁-G_фло-∆G_фл-G_∂о-∆G_∂

dt dt

осы арқылы тұрақты күйді сипаттаушы теңдікті аламыз:

dC_ф∂o

S_фл——— = V₁₀- - G_фло-G_∂о

dt

ауыспалы күйді сипаттаушы теңдік:

d∆L_ф∂

S_фл——— = -∆V₁-∆G_фл-∆G_∂

dt

буферлік түрде өсуді көрсетеміз:

∆L_фл= yL_фло; ∆V₁=x₁V₁₀ ; ∆G_фл = x₂G_фло ; ∆G_∂= x₃G_∂о

онда теңдік келесі түрге түрленеді:

dy

S_флL_фло —— = x₁V₁₀-x₂G_фло-x₃G_∂о

dt

мұнда: S_флL_фло=T₁; V₁₀=K₁; G_фло=k₂; G_∂о=K₃ деп белгілейміз және келесі теңдікті аламыз:

dy

T—— = K₁X₁-K₂X₂-K₃X₃

dt

керек емес мүшелерін қысқартсақ мына теңдеу шығады:

dy

T₁—— = -K₂X₂

dt

осы теңдікті Ла-Плас бойынша түрлендіріп келесі түрге келтіреміз:

T₁Py(P)= -K₂X₂(P)

Осыдан беріліс функциясын шығарамыз:

y(P) K₂

W=——— = - ——

X(P) T_1p

Колоннаның қорек шығыны –конденсат шығыны.

Айырылатын қоспа мен өнімдердің материалдық балансын қарастырайық:

DG₀

——— = G_∂+G_k

dt

Тейлор бойынша түрлендіреміз:

dG_no d∆G_n

——— + ——— = G_∂o+∆G_∂+G_ko+∆G_k

dt dt

Бұл теңдік көмегімен стандартты күйді сипаттаушы теңдікті аламыз:

dG_no

—— = G_∂о+G_ko

dt

Ауыспалы күйді сипаттаушы теңдеу:

d∆G_n

——— = ∆G_∂+∆G_k

dt

Шексіз түрде өсуді суреттейміз:

∆G_n=yG_no ; ∆G_∂= X₁G_∂о; ∆G_k= X₂G_ko

Онда теңдік келесі түрде болады:

dy

G_no—— = X₁G_∂0+X₂G_ko

dt

Мұнда G_no=T₁; G_∂0=K₁; G_ko=K₂ деп белгілеп келесі теңдікті шығарамыз:

dy

T₁—— = K₁X₁+K₂X₂

dt

Артық мүшелерін алып тастасақ:

dy

T₁—— = K₂X₂

dt

Осы теңдеуді Ла-Плас бойынша түрлендірсек келесі теңдеуді аламыз:

T₁Py(P)=K₂X₂(P)

Осыдан беріліс функциясын табамыз:

y(P) K₂

W=—— = - ——

2.3 Басқару жүйесінің ақпараттық жұмысының тиімділігін дәлелдеу

Технологиялық процестің сапалы өтуі үшін он шақты шамаларды реттеп тұру керек. Оларды талдайық. Бұл проектте қарастырылатын процесс біртекті ректификациялаушы құрылғылардан тұрғандықтан ректификациялаушы колонна (поз.К402) мен оның құрылғыларын қарастырайық.

Колоннаның температурасын реттеу үшін (поз. 402) (Ņ=01 парақ) оны бүкіл көлем бойынша өлшеп тұру керек. Осы арқылы материалдық балансты, құрылғы өнімділігін реттейміз.

Сыйымдылықтардың (поз.Е409, Е408, Е410) қатігез жағдайларда бұзылмай жұмыс істеуі үшін ондағы қысымды, температураны және деңгейді реттеп тұру керек.

Құрылғының шығысында шығын өлшегіш арқылы қондырғының өнімділігін көруге болады.

Қосымша құбырлардағы қысым мен температураны реттеу керек.

Реттелетін өлшемдердің барлығы да операторлық панелдің дисплейінде созылады және өлшемдер орнатылған шектерден шықса жүйе дыбыстық және светтік құралдар көмегімен хабарлайды.Технологиялық процесс сапалы өту үшін реттелетін шамалар мен дисплейде суреттелетін шамалардың тізбесі таблицада берілген.

2.1. Кесете

Параметр аты

Нүкте саны

Өл-шем бірлі- гі

Ақпарат көрсету түрі

Қадағалау

Тіркеу

Реттеу

Қо-су

Сигнал-дау

Ескерту

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Колоннаға кіруші фракция температурасы

1

0С

+

-

-

-

+

Колонна басының температурасы

1

0С

+

+

-

-

+

Колонна астының температурасы

1

0С

+

+

-

-

+

Колоннаның қадағалайтын нүктесіндегі температура

1

0С

+

+

+

-

+

Ішкі колоннаның температурасы

6

0С

+

-

-

-

+

Кубтық өнімнің температурасы

1

0С

+

-

-

-

-

Мұздатқыш- конденсатордан кейінгі температура

1

0С

+

-

-

-

+

Мұздатқыштан кейінгі температура

1

0С

+

-

-

-

+

Сыйымдылық температурасы

1

0С

+

-

-

-

+

Насостан кейінгі трубапроводтағы температура (поз.Н421)

1

оС

+

-

-

-

+

Ыдыстың температурасы (поз.Е408)

1

оС

+

-

-

-

+

С5 және одан жоғары фракцияның температурасы

1

оС

+

-

-

-

+

Колоннасының жоғарғы температурасы (поз.К403)

1

оС

+

-

-

+

Колоннасының төменгі температурасы (поз.К403)

1

оС

+

+

-

-

+

Ішкі колоннаның температурасы (поз.К403)

1

оС

+

+

-

-

+

Мұздатқыш конденсатордан кейінгі температура (поз.ХК413а)

6

оС

+

+

-

-

+

Ыдыстың температурасы (поз№Е410)

1

оС

+

-

-

-

+

Пропанды фракцияның температурасы

1

МПа

+

-

-

-

+

Колоннадағы қысым (поз№К407)

1

МПа

+

-

-

-

+

Ыдыстағы қысым

1

МПа

+

-

+

-

+

Ыдыстағы қысым (поз.К403)

1

МПа

+

-

-

-

+

Колоннадағы қысым (поз.Е403)

1

МПа

+

+

+

-

+

Ыдыстағы қысым (поз.Е410)

1

МПа

+

-

+

-

+

С5 және 1-ден жоғары фракциясының трубапроводтағы қысымы

1

МПа

+

+

+

-

+

Пропанды фракцияның трубопроводтағы қысымы

1

МПа

+

+

+

-

+

Колоннадағы деңгей (поз.К402)

1

М

+

-

+

-

+

Ыдыстағы деңгей (поз.Е409)

1

М

+

-

+

-

+

Ыдыстағы деңгей (поз.Е408)

1

М

+

-

-

-

+

Ыдыстағы деңгей (поз.Е410)

1

М

+

-

+

-

+

Колоннадағы деңгей (поз.К403)

1

М

+

-

+

-

+

Колоннадағы фракцияның питаниеге шығыны (поз.К402)

1

М3/2

+

+

+

+

+

Колоннадағы фракцияның орощениеге шығыны (поз.К402)

1

М3/2

+

+

+

+

+

Насостан кейінгі фракцияның шығыны (поз Н421)

1

М32

+

-

-

+

+

Колоннаны питать етуге фракцияның шығыны (поз.К403)

1

М3/2

+

+

+

+

+

Колоннадағы фракцияның орошениеге шығыны (поз.К403)

1

М3/2

+

+

+

+

+

С5 және одан жоғары фракциялар шығыны

1

М3/2

+

+

-

+

+

Пропандағы фракция шығыны

1

М3/2

+

+

-

+

+

2.4 ТПА жүйесін алгоритмді және программалы жабдықтау

Басқару объектісін қалыпты функциямен жабдықтау үшін, Шымкент мұнай өңдеу зауытының ЭЛОУ-АТ қондырмасының бірдеңгейлі дицентрализацияланған АСУТП құрамына кіретін, бірдеңгейлі орталықтандырылған АСУТП-ны таңдап аламыз. Бұл алынған АСУТП қондырғысының ерекшелігі барлық басқару функциялары мен бақылауда бірғана басқару есептеу машинасының атқаруында.

(2.8 ) суретте алынған жүйенің техникалық структурасы көрсетілген.

Бұл басқару объектісі жеңіл болып табылады және кішігірім аймақта колтантты орналасқандықтан және технологиялық үрдіс барысында ақпаратты өңдеу еш қиындық тудырмайтындықтан осы АСУТП структурасы алынған.

Алынған АСУТП функциялаудың комбинирленген типті болып табылады, бұлай дейтін себебіміз ақпаратты және локальды-автоматтандырылған функциялау типтерінің бір-біріне сәйкестігінде.

Рис.3.8. Техническая структура АСУТП

РО - реттеуші орган;

ДБП – дистанциондық басқару панелі;

ОМ - орындаушы механизм;

МКҚ - мәліметті көрсететін құрылғы;

БЕК - басқарушы есептегіш комплекс;

ПҚ - печатаушы құрылғы;

ОБҚ – обьектімен байланыс құрылғысы;

ТҚ – тіркеуші құрылғы;

Д - датчик;

ТБО – технологиялық басқарушы обьект;

3 АБЖ – нің ақпараттық және бағдармалалық камтамассыздандыруларын жобалау

3.1 Жасап шығарылған жүйенің мазмұны

Автоматты басқару жүйесінің технологиялық қондырғысын қолдануға икемді қылу үшін, шығып тұрған ақпарат түпнұсқасы және технологиялық үрдісті автоматты басқару жүйесінің тапсырмаларын арнайы әріпті-санды болып келетін кодтармен бекітеді. Бұл әр объект үшін кодтау түрде жеке болады және бұл арқылы объекттік функционалды жабдығын анықтауға болады.

3.1.1 Классификация және кодтау жүйесі

Бұл курстың жобада негізі технологиялық қондырғыларды кодтау және классификациялау алынған, өйткені мұнда технологиялық ақпараттар әріпті-санды ереже арқылы белгілетеді, мұндағы әріптер аппараттың функционалды жақтарын айқындайды, ал сан оның технологиялық схемадағы кезекті нөмірін көрсетеді. Курстың жобада (Шымкентнефторсинтездің) базасында қабылданған жабдықтардың классификациясы және белгіленуі сақталған.

Т- жылу алмастырғыш

Х- тоңазытқыш

ХН- воздушный холодильник – конденсатор

Е – мөлшер

Н – насос

Л – рентификациялау колоннасы

3.2 Басқару объектісіндегі ағымдағы ақпарат көздерін кодтау

Бұл курстық жобада ТОУ ақпарат ағынын кодтау үшін ағымдағы ақпарат әріпті-санды белгілеу арқылы көрсетілген, мұнда әріп өлшенетін параметрдің түрін, ал сан функционалды схемадағы, функционалды группаның ретін, нөмірін көрсететін кодтау жүйесі алынған. Мысалы, Т1, Р2, Ғ4, L8.

Мұнда:

• Т – температура

• Р – қысым

• Ғ – шығын

• L – деңгей

3.3 АБЖ – нің шығыс құжаттарын және видоеграммаларынның

формаларын жасау

ТПАБЖ интерактивті интерфейсті оператордың тұрғызу жүйесін сипаттау

ТПАБЖ операторының дисплейдегі экранында үрдіс туралы ақпарат жеңіл алынатын және көрінетін формада берілуі керек.

Бұл үрдіс процесс үшін курстық жобада технологиялық үрдістің ең керекті параметрлері бір үлкен кадр арқылы көрсетіледі, екі бір-біріне жалғанған кадр деталды ақпарат арқылы және тренда үрдістің бірнеше кадрлары бар. Трендтер экранға оператордың көмегімен график түрінде шығады

Үрдістің барлық параметрлері таңдап алу парағын тік бұрышты сигментті дисплей түрінде көрсетіледі. Бұл параметрлердің нөмірленуі және мәндері таблицада және СН жүйесінде көрсетіледі.

Курстық жобада ТПАБЖ-ның берілгендерін белгілеу үшін әріптік-сандақ белгілермен қолданылады. Ол белгілер 3.1-таблицада берілген. әріп атқаратын жұмысын көрсетсе, ал сан оның реттік нөмірін көрсетеді.

U-ақпараттық-есептеуіш функциялары.

Y-басқару функциялары.

C-арнайы функциялары.

АСУТП берілгендері таблицада келтірілген.

3.1-Кесте

Қызметі

код

Ақпараттық есептеуіш қызметі Бастапқы өңдеу, есте сақтау, жинау Параметр күйлерін ескерту ТЭП есептеу Ақпарат тіркеу Ақпаратты жедел көрсету Параметрлерді кішірейту Параметрлерді орташаландыру Басқарушы қызметтер Техналогиялық процестің жеке параметрлерін реттеу Каскадты реттеу Басқаруды аптимизациялау Арнайы қызметтер Жүйелі жұмысты қамтамасыз ету КТС күйін қадағалау Басқару жүйесінің жұмысын қадағалау Басқа жүйелермен ақпарат алмасуын ұйымдастыру

U10 U20 U30 U40 U50 U60 U70 Y10 Y20 Y30 C10 C20 C30 C40

4 Басқару және бақылаудың құрылымдықс хемаларын жасау

Басқару және бақылау жүйесі бұл курстық жобада құрастырылып жатқан техналогиялық процестермен автоматты басқару жүйесінің техникалық құрылғылары мен адамдар арасындағы қарым-қатынасты реттейді.

Жеңілдетілген басқару және қадағалау структурасының схемасы 4.1-суретте келтірілген. Автоматтандыру жүйесінде жұмыс істеу үшін арнайы жұмысшылар керек. Оларға механик слесарларды, электриктерді, КИПиА мамандарын, микро ЭЕМ мамандарын және техналогиялық процестерді жүргізуші операторлар керек. Бұл жұмысшылар өнім шығару техналогиясы мен техналогиялық құрылғыларды жақсы білу керек.