Курсовая работа ОБРАЗЕЦ. БТС 20-31
.pdf
–Встроенный тормозной прерыватель (до 22 кВт включительно);
–Съемный выносной пульт управления (опция);
–Меню на русском языке.
Для управления технологическим процессом предусматривается установка программируемого логического контроллера ОВЕН ПЛК200 (рисунок 2.8) [5].
Рисунок 2.8 – Контроллер ОВЕН ПЛК200
ОВЕН ПЛК200 – новая линейка моноблочных контроллеров для малых и средних систем автоматизации со встроенными дискретными и аналоговыми входами/выходами (DI/DO/AI/AO). Контроллеры универсальны благодаря широкому спектру коммуникационных протоколов.
В рамках единого ПО пользователь разрабатывает управляющую логику,
человеко-машинный интерфейс и настраивает обмен с другими устройствами. В
качестве модулей расширения входных и выходных сигналов рекомендуется к использованию линейка модулей Мх210 с интерфейсом Ethernet.
Основным коммуникационным интерфейсом ПЛК200 является Ethernet.
Контроллер имеет 4 порта Ethernet, 3 из которых объединены в управляемый коммутатор. Это позволяет использовать различные сетевые топологии, а также применять контроллер в качестве шлюза между промышленной сетью и сетью предприятия.
21
Таблица 2.9– Технические характеристики ПЛК
Параметр |
Значение (свойства) |
1 |
2 |
Напряжение питания |
от 10 до 48 В (номинальное 24 В) |
Потребляемая мощность, не более |
13 Вт |
Защита от переполюсовки |
Есть |
Вычислительные ресурсы |
|
Центральный процессор |
RISC-процессор Texas Instruments Sitara AM3358, |
|
800 МГц |
Объем флеш-памяти (тип памяти) |
512 Мбайт (NAND) доступно для хранения |
|
файлов и архивов |
Объем оперативной памяти (тип памяти) |
256 Мбайт (DDR3) |
Объем Retain-памяти (тип памяти) |
64 Кбайт (MRAM) |
Время выполнения пустого цикла |
3 мс |
(стабилизированное) |
|
Ethernet 100 Base-T |
|
Количество портов |
2 × Ethernet 10/100 Мбит/c (RJ45) |
Поддерживаемые промышленные |
Modbus-TCP (Master / Slave) |
протоколы* |
OPC UA (Server) |
|
MQTT (Client/Broker) |
|
SNMP (Manager/Agent) |
Поддерживаемые прикладные протоколы* |
NTP |
|
FTP, FTPS |
|
HTTP, HTTPS |
|
SSH |
|
SMTP/IMAP/POP3 |
|
OpenVPN, WireGuard |
RS-485 |
|
Количество портов |
1 |
Поддерживаемые протоколы* |
Modbus RTU (Master / Slave) |
|
Modbus ASCII (Master / Slave) |
|
ОВЕН (Master) |
|
Протоколы тепло- и электросчетчиков |
Скорость передачи |
1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, |
|
115200 бит/с |
Подтягивающие резисторы |
Есть |
Количество портов |
1 × micro USB (RNDIS) |
Поддерживаемые протоколы |
CODESYS Gateway |
|
FTP |
|
SSH |
|
HTTP |
|
HTTPS |
22
Продолжение таблицы 2.9
1 |
2 |
Подключаемые накопители |
|
SD |
|
Количество разъѐмов |
1 |
Поддерживаемые устройства |
microSD |
Максимальная ѐмкость |
4 ГБ (microSD) |
|
32 ГБ (microSDHC) |
|
512 ГБ (microSDXC) |
Поддерживаемые файловые системы |
FAT16, FAT32, ext4, NTFS (read only) |
Часы реального времени |
|
Погрешность хода, не более: |
|
– при температуре +25 °С |
3 секунды в сутки |
– при температуре -40 °С и +55 °С |
18 секунд в сутки |
Тип источника питания |
Батарея CR2032 |
Срок работы на одной батарее |
5 лет |
Общие сведения |
|
Габаритные размеры |
(82 × 124 × 83) ±1 мм |
Масса, не более |
0,6 кг |
Степень защиты корпуса по ГОСТ 14254–96 |
IP20 |
Индикация на передней панели |
Светодиодная |
Встроенное оборудование |
Источник звукового сигнала |
|
Двухпозиционный тумблер СТАРТ / СТОП |
|
Сервисная кнопка |
Средняя наработка на отказ |
60 000 ч |
Средний срок службы |
8 лет |
МодульМВ210-101предназначен для измерения аналоговых сигналов,
преобразования измеренных величин в значения физических величин и последующей передачи их в сеть Ethernet(рисунок 2.9).
23
Рисунок 2.9 – Модуль аналогового ввода МВ210-101 |
||
Таблица 2.10 – Технические характеристики |
||
|
|
|
Наименование |
Значение |
|
параметры |
||
|
||
1 |
2 |
|
Интерфейс обмена |
Сдвоенный Ethernet 10/100 Mbit |
|
Интерфейс |
USB 2.0 (MicroUSB), Ethernet (RJ-45) |
|
конфигурирования |
|
|
Поддерживаемые |
Modbus TCP (до 4-х одновременных соединений) |
|
протоколы |
MQTT, SNMP, NTP |
|
Количество входов |
8 AI |
|
Разрядность АЦП |
16 бит |
|
Типы поддерживаемых |
унифицированные сигналы: 0…5 мА, 0(4)…20 мА, ±50 |
|
сигналов |
мВ, ±1 В |
|
|
термосопротивления: 50М, Cu50, 50П, Pt50, Ni100, 100М, |
|
|
Cu100, 100П, Pt100, Ni500, 500М, Cu500, 500П, Pt500, |
|
|
Ni1000, 1000М, Cu1000, 1000П, Pt1000, ТСМ гр. 23 |
|
|
термопары: L, J, N, K, S, R, B, T, A-1, A-2, A-3 |
|
|
сопротивление: 0…2 кОм, 0…5 кОм |
|
МодульМУ210-502предназначен для преобразования цифровых сигналов,
передаваемых по сети Ethernet, в аналоговые для управления исполнительными механизмами (рисунок 2.10).
24
Рисунок 2.10 – Модуль аналогового вывода МУ210-502
Таблица 2.11– Технические характеристики
Наименование |
Значение |
|
параметры |
||
|
||
1 |
2 |
|
Интерфейс обмена |
Сдвоенный Ethernet 10/100 Mbit |
|
Интерфейс |
USB 2.0 (MicroUSB), Ethernet (RJ-45) |
|
конфигурирования |
|
|
Поддерживаемые |
Modbus TCP (до 4-х одновременных соединений) |
|
протоколы |
MQTT, SNMP, NTP |
|
Количество выходов |
6 AO |
|
Разрядность ЦАП |
12 бит |
|
Тип выходного сигнала |
0…20 мА / 4…20 мА / 0…10 В |
МодульМК210-301предназначены для управления по сигналам из сети
Ethernet встроенными дискретными выходными элементами, используемыми для подключения исполнительных механизмов с дискретным управлением, и сбора данных с дискретных входов модуля с передачей их в сеть Ethernet(рисунок 2.11).
25
Рисунок 2.11 – Модуль дискретного вывода МК210-301 |
||
Таблица 2.12– Технические характеристики |
||
|
|
|
Наименование |
Значение |
|
параметры |
||
|
||
1 |
2 |
|
Интерфейс обмена |
Сдвоенный Ethernet 10/100 Mbit |
|
Интерфейс |
USB 2.0 (MicroUSB), Ethernet (RJ-45) |
|
конфигурирования |
||
|
||
Поддерживаемые |
Modbus TCP (до 4-х одновременных соединений) |
|
протоколы |
MQTT, SNMP, NTP |
|
Количество |
6 DI / 8 DO |
|
входов/выходов |
||
|
||
Тип выходного сигнала |
«сухой контакт» (не требует внешнего питания) |
|
|
датчик n-p-n типа |
|
2.4 Выбор и обоснование средств защиты и блокировки |
||
Многие измеряемые величины поддерживаются автоматическими регуляторами с заданной степенью точности, допустимой для данного технологического режима. Однако в силу различных обстоятельств может произойти нарушение хода технологического процесса и значения измеряемых параметров могут выйти за установленные пределы.
Для привлечения внимания оператора приборы снабжают сигнализирующими устройствами, которые включают световой и звуковой сигналы и оповещают
26
оператора о нарушении технологического режима. На сигнализацию, как правило,
выводят те параметры, отклонение которых от заданной величины наиболее нежелательно для протекания технологического процесса и может привести к негативным последствиям.
В узле дегидрирования изопентана в изоамилены выведены на сигнализацию следующие основные параметры, указанные в таблице 2.13.
Предусматривается следующая сигнализация на объекте, указанная в таблице
2.13.
Таблица 2.13 – Перечень технологических параметров, по которым осуществляется сигнализация
Наименование измеряемой величины |
Поз. на |
Предел |
Тип |
||
ФСА |
сигнализации |
сигнализации |
|||
|
|
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1. |
Уровень в колонне К-2 |
LT3-1 |
< 20% |
Индикация на |
|
> 80% |
АРМ |
||||
|
|
|
|||
2. |
Давление верха колонны К-1 |
PGT12-1 |
>0,15 МПа |
Индикация на |
|
АРМ |
|||||
|
|
|
|
||
3. |
Давление низа колонны К-1 |
PGT13-1 |
>0,15 МПа |
Индикация на |
|
АРМ |
|||||
|
|
|
|
||
4. |
Уровень в колонне К-1 |
LT14-1 |
< 20% |
Индикация на |
|
> 80% |
АРМ |
||||
|
|
|
|||
Технологические параметры, по которым осуществляется блокировка указаны в таблице 2.14.
Таблица 2.14 – Перечень технологических параметров, по которым осуществляется блокировка
Наименование измеряемой величины |
Поз. на |
Предел |
Тип блокировки |
|
ФСА |
срабат. блок. |
|||
|
|
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1. Уровень в колонне К-2 |
LT3-1 |
<10% |
Блокировка |
|
насоса Н-3 |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
2. Уровень в колонне К-1 |
LT14-1 |
<10% |
Блокировка |
|
насоса Н-4 |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
27
2.5 Сводная спецификация на средства КИПиА
Сводная спецификация на средства контроля и регулирования представлена в таблице 2.15.
Таблица 2.15–Спецификация на средства КИПиА
№ |
Наименование и |
Тип |
|
|
|
краткая |
Кол |
Завод-изготовитель |
|||
позиции |
прибора |
||||
характеристика |
|
|
|||
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
FGT1-1 |
Вихревой расходомер, |
|
|
ООО «ТИРЭС» |
|
FGT15-1 |
ТИРЭС |
3 |
|||
выход 4-20 мА |
г.Челябинск |
||||
FGT16-1 |
|
|
|||
|
|
|
|
||
TT2-1 |
|
|
|
|
|
TT4-1 |
|
|
|
|
|
TT5-1 |
|
|
|
|
|
TT6-1 |
|
|
|
|
|
TT7-1 |
|
|
|
|
|
TT8-1 |
|
|
|
|
|
TT9-1 |
Термопреобразователь |
|
|
|
|
TT10-1 |
|
|
ООО ПО «ОВЕН», |
||
сопротивления, |
ДТС045Д.И |
15 |
|||
TT11-1 |
г. Москва |
||||
выход 4-20 мА |
|
|
|||
TT17-1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
TT18-1 |
|
|
|
|
|
TT19-1 |
|
|
|
|
|
TT20-1 |
|
|
|
|
|
TT21-1 |
|
|
|
|
|
TT22-1 |
|
|
|
|
|
TT23-1 |
|
|
|
|
|
|
Интеллектуальный |
|
|
|
|
|
датчик избыточного |
|
|
|
|
|
давления с ЖК- |
|
|
|
|
PGT12-1 |
индикацией и |
|
|
ООО «ПО «ОВЕН» |
|
перенастройкой верхний |
ПД200-ДИ |
2 |
|||
PGT13-1 |
г. Москва |
||||
предел измерений 6,0 |
|
|
|||
|
|
|
|
||
|
МПа, штуцер М20х1,5, |
|
|
|
|
|
класс точности ±0,2%, |
|
|
|
|
|
выход 4-20 мА |
|
|
|
|
LT3-1 |
Цифровой |
|
|
ООО ПО «ОВЕН», |
|
поплавковый |
ПДУ-RS-EXD |
2 |
|||
LT14-1 |
г. Москва |
||||
уровнемер |
|
|
|||
|
|
|
|
28
Продолжение таблицы 2.15
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
NS24-1 |
Пускатель |
|
|
АО «КЭАЗ» |
|
электромагнитный, |
ПМЛ-500 |
2 |
|||
NS25-1 |
г. Курск |
||||
катушка 24 VDC |
|
|
|||
|
|
|
|
||
15-2 |
Клапан регулирующий |
|
|
ООО |
|
стальной двухседельный |
25с48нж |
2 |
«Армкомплект» |
||
16-2 |
|||||
фланцевый |
|
|
г. Санкт-Петербург. |
||
|
|
|
|||
LC3-2 |
Частотный |
Е4-9400 |
2 |
ООО «Веспер», |
|
LC14-2 |
преобразователь |
г. Москва |
|||
|
|
||||
|
Контроллер для малых |
|
|
|
|
А1 |
и средних систем |
ПЛК200-01-CS |
1 |
ООО ПО «ОВЕН», |
|
автоматизации |
г. Москва |
||||
|
|
|
|||
|
8xDI, 14xDO(Р) |
|
|
|
|
А2…А4 |
Модуль аналогового |
МВ210-101 |
3 |
ООО ПО «ОВЕН», |
|
ввода, 8*AI |
г. Москва |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
А5 |
Модуль аналогового |
МУ210-502 |
1 |
ООО ПО «ОВЕН», |
|
вывода, 6*AO |
г. Москва |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
А6 |
Модуль дискретного |
МК210-301 |
1 |
ООО ПО «ОВЕН», |
|
ввода/вывода, 6 DI / 8 DO |
г. Москва |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
29
ВЫВОДЫ
В данной курсовой работе выбраны и обоснованы параметры контроля и регулирования. К ним относятся температура, расход. Контролирование всех этих параметров необходимо для оптимального протекания процесса.
Для измерения температуры используются термопреобразователи сопротивления ДТС045Д.И.Для измерения давления используются интеллектуальный датчик избыточного давления ПД200-ДИ. Для измерения расхода применяется вихревой расходомер ТИРЭС. Для измерения уровня используется поплавковый уровнемер ПДУ.
Для регулирования параметров предусматривается использование регулирующего клапана 25с48нж с электроприводом и частотный преобразователь ВЕСПЕР Е4-9400 Также проводится анализ по выбору, конфигурации и настройке контроллера ПЛК200 и персонального компьютера, на котором устанавливается программное обеспечение Codesys 3.5 и SCADA-система MasterSCADA.
Автоматизированная система управления технологической схемой узла установки каталитического крекинга является важным компонентом в процессе нефтехимического производства. Она позволяет контролировать и регулировать параметры процесса каталитического крекинга, что способствует повышению эффективности производства и снижению затрат на энергию и сырье.
В ходе курсовой работы была разработана и реализована автоматизированная система управления, которая позволяет контролировать и регулировать различные параметры процесса каталитического крекинга, такие как температура, давление,
расходы реагентов и т.д. Для этого были использованы различные компоненты автоматизации, такие как программируемые логические контроллеры, датчики,
исполнительные механизмы и SCADA-система для мониторинга и управления процессом.
Разработанная система обладает следующими преимуществами:
30