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 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.

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 очистки сточных вод производства поливинилхлорида выведены на сигнализацию следующие основные параметры, указанные в таблице 2.4.1.

Предусматривается блокировка на объекте, указанная в таблице 2.4.2.

Таблица 2.4.1 – Перечень технологических параметров, по которым осуществляется сигнализация.

Наименование измеряемой величины	Поз. на ФСА	Предел сигнализации	Тип сигнализации
Уровень в Р-1	LT 8-1	< 20% > 80%	Индикация на АРМ
Уровень в Е-3	LT 10-1	< 20% > 80%	Индикация на АРМ
Давление в Е-3	PT 12-1	> 0,15МПа	Индикация на АРМ
Уровень в Е-5	LT 14-1	< 20% > 80%	Индикация на АРМ
Давление в Е-5	PT 15-1	> 0,15МПа	Индикация на АРМ
Уровень в Е-2	LT 16-1	< 20% > 80%	Индикация на АРМ

Таблица 2.4.2 – Перечень технологических параметров, по которым осуществляется блокировка

Наименование измеряемой величины	Поз. на ФСА	Предел срабатывания блокировки	Тип блокировки
Уровень в Р-1	LT 8-1	> 90%	Блокировка насоса Н-3
Уровень в Е-5	LT 14-1	< 10%	Блокировка насоса Н-5
Уровень в Е-2	LT 16-1	< 10% > 90%	Блокировка насоса Н-2

2.5 Сводная спецификация на средства кип и а

Сводная спецификация на средства контроля и регулирования представлена в таблице 2.5.1

Таблица 2.5.1 – Спецификация на средства КИП и А

№ позиции	Наименование и краткая характеристика	Тип прибора	Кол.	Завод-изготовитель
1	2	3	4	5
FT 2-1 FT 7-1 FT 9-1	Вихревой расходомер, выход 4-20 мА температура ОС от - 45 до 50 °С; температуры измеряемой жидкости: от 0 до 350 °С;	ТИРЭС-50	3	ООО «ТИРЭС» г. Челябинск
FT 20-1	Вихревой расходомер, выход 4-20 мА температура ОС от - 45 до 50 °С; температуры измеряемой жидкости: от 0 до 350 °С;	ТИРЭС-25	1	ООО «ТИРЭС» г. Челябинск
продолжение таблицы 2.5.1
1	2	3	4	5
TT 3-1 ТТ 4-1 ТТ 13-1 ТТ 11-1	Термопреобразователь сопротивления, выход 4-20 мА Диапазон измерений, °С: -40…+85 Пределы допускаемой основной приведенной погрешности:± 1,0%	ДТС125М	4	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва
РТ 5-1 РТ 6-1 РТ 12-1 РТ 15-1 РТ 19-1	Цифровой датчик давления выход 4-20 мА Верхний предел измеряемого давления – 0,16 МПа. Повышенная устойчивость к агрессивным средам	ОВЕН ПД100И-ДА0,16-113-0,5-R	5	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва
LT 8-1	Цифровой поплавковый уровнемер, выход 4-20 мА Диапазон уровня: 0…2350 мм Дискретн. преобразования: 5 мм. Температура среды: –60…+125 °C. Плотность среды: ≥ 0,65 г/см3.	ОВЕН ПДУ-2.2.2350	1	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва
LT 10-1	Цифровой поплавковый уровнемер, выход 4-20 мА Диапазон уровня: 0…2250 мм Дискретн. преобразования: 5 мм. Температура среды: –60…+125 °C. Плотность среды: ≥ 0,65 г/см3.	ОВЕН ПДУ-2.2.2250	1	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва
LT 14-1	Цифровой поплавковый уровнемер, выход 4-20 мА Диапазон уровня: 0…2400 мм Дискретн. преобразования: 5 мм. Температура среды: –60…+125 °C. Плотность среды: ≥ 0,65 г/см3.	ОВЕН ПДУ-2.2.2400	1	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва
LT 16-1	Ультразвуковой сигнализатор уровня жидкости выход 4-20 мА Температура среды:-196…+400 °С Давление среды: от 0 до 35 МПа Мин. плотность среды: 450 кг/м3 Температура ОС: от -55 до +75 °С Точек контроля, шт: до 2	СЖУ-1-ТР	1	ООО «АИС-НН», г. Нижний Новгород
NS 1-1 NS 10-2 NS 14-2 NS 17-1 NS 18-1 NS 21-1	Магнитный пускатель Номинальный ток: 40 А Напряжение, В:~ 660 В Напряжение катушки: 380 В	ПМ12-040220 У2 В 380В 1з КЗЭ	6	ОАО Кашинский завод электроаппаратуры, Россия
7-2 8-2 9-2 12-2 15-2 19-2 20-2	Регулирующий клапан 2-ходовой Напряжение 230V AC Частота сети 50-60 Гц Клеммное присоединение Местный указатель положения Электропривод TSL-1600	TRV-T	7	ООО «Завод Теплосила», г. Минск
продолжение таблицы 2.5.1
1	2	3	4	5
А1	Контроллер Количество портов питания: 2 Напряжение питания:24 В ЦП: RISC-процессор 800 МГц Флеш-память: 512 Мбайт (NAND) ОЗУ:256 Мбайт (DDR3) ОС: Linux	ПЛК210-KR	1	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва
А2	Модуль аналогового ввода Количество выходов: 8 AI Тип питания: ~230 В/=24 В Тип выходов: 4…20 мА	МВ110-224.8А	3	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва
А3	Модуль аналогового вывода Количество выходов: 8 AO Тип выходов: 4…20 мА Напряжений питания: 230 В	МУ110-8И	2	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва
А4	Модуль дискретного ввода Количество входов: 20 DI Напряжение питания: 10…48В Потребляемая мощность:4 Вт	МВ210-202	1	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва
А5	Модуль дискретного вывода Количество выходов: 16 DO Напряжение питания: 10…48В Ток коммутации: до 5А	МУ210-402	1	ООО ПО «ОВЕН», г. Москва

Выводы

В данной курсовой работе была разработана автоматизированная система управления (АСУ) технологического процесса очистки сточных вод производства поливинилхлорида методом флокуляции. Анализ существующей системы управления позволил выявить ее недостатки, такие как:

- Невозможность оперативного реагирования на изменения в составе сточных вод;

- Высокие затраты на эксплуатацию.

В результате работы была разработана концепция новой АСУ, основанная на применении современных программно-аппаратных средств. Система включает в себя следующие компоненты:

- Система сбора данных: датчики для измерения параметров процесса (pH, мутность, концентрация хлоридов, расход сточной воды и т.д.);

- Система управления: контроллер, обеспечивающий автоматическое управление подачей реагентов, насосами, а также мониторинг и управление процессом;

- Система визуализации: программное обеспечение для отображения данных о работе системы, а также для настройки и управления параметрами процесса.

В курсовой работе была проведена разработка алгоритмов управления, обеспечивающих:

- Автоматическое управление подачей реагентов в зависимости от состава сточных вод;

- Оптимизацию расхода реагентов;

- Автоматическое управление насосами;

- Мониторинг и контроль параметров процесса.

Разработанная АСУ обладает следующими преимуществами:

- Повышение эффективности очистки сточных вод: автоматический контроль и оптимизация параметров процесса позволяют снизить концентрацию загрязняющих веществ в очищенной воде;

- Снижение затрат на эксплуатацию: автоматическое управление позволяет минимизировать расход реагентов и электроэнергии;

- Повышение безопасности: автоматическое управление позволяет предотвратить аварийные ситуации;

- Улучшение экологической обстановки: снижение концентрации загрязняющих веществ в сточных водах улучшает экологическую обстановку.

Таким образом, автоматизированная система управления является эффективным и надежным инструментом для контроля и регулирования процесса. Она позволяет снизить затраты на энергию и сырье, повысить качество продукции и обеспечить стабильную работу оборудования без простоев и аварийных ситуаций. Кроме того, система может быть доработана и расширена в будущем для улучшения производительности и повышения эффективности производства.

В целом, разработка и внедрение автоматизированной системы управления технологической схемой позволила улучшить производственный процесс и повысить его эффективность. Это доказывает, что использование современных технологий автоматизации и контроля процессов является важным фактором в оптимизации производственных процессов в химической отрасли.

В заключение, разработанная АСУ является эффективным инструментом управления технологическим процессом очистки сточных вод производства поливинилхлорида методом флокуляции. Она обеспечивает повышение эффективности очистки, снижение затрат на эксплуатацию и улучшение экологической обстановки.

Список использованных источников

1 ГОСТ 14.201-83 ЕСКД. Обеспечение технологичности конструкций изделий. Общие требования.

2 ГОСТ 2.784-96 ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы трубопроводов.

3 ГОСТ 21.208-2013 Система проектной документации для строительства (СПДС). Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах

4 ГОСТ 2.782-96 ЕСКД. Обозначения условные графические. Машины гидравлические и пневматические.

5 ГОСТ 2.788-74 ЕСКД. Обозначения условные графические. Аппараты выпарные.

6 ГОСТ 2.793-79 ЕСКД. Обозначения условные графические. Элементы и устройства машин и аппаратов химических производств. Общие обозначения.

7 ГОСТ 2.109-96 ЕСКД. Основные требования к чертежам.

8 ГОСТ 2.001-2013 ЕСКД. Общие положения (с Поправкой).

9 ГОСТ 2.303-68 ЕСКД. Линии (с Изменениями N 1, 2, 3).

10 ГОСТ 2.785-70 Обозначения условные графические. Арматура трубопроводная

11 Шулаева Е.А., Попова Е.В. Системы управления химико-технологическими процессами: электронный учебно-методический комплекс по курсу. Регистрационное свидетельство обязательного федерального экземпляра электронного издания № 29066 от 15.02.2013. Номер гос. регистрации– 0321204298 (2013).

12 Попова Е.В., Шулаева Е.А. Автоматизация технологических процессов: учеб. пособие. Регистрационное свидетельство обязательного федерального экземпляра электронного издания № 27142 от 15.08.2012. Номер гос. регистрации– 0321202374 (2012).

13 Попова Е.В., Шулаева Е.А. Автоматизация технологических процессов: учеб. пособие для подготовки бакалавров всех форм обучения по направлению 220700 и специалистов 220300; допущено УМО АМ вузов по образованию. – Стерлитамак: Типография ИП Сафиной Л.Р., 2012.

13. Двухходовые регулирующие клапаны [Электронный ресурс]: https://teplosila.nt-rt.ru/images/manuals/TRV-teh.pdf (дата обращения: 04.12.2024)

14. Пускатель магнитный ПМ12-040220 У2 В 380В 1з КЗЭ [Электронный ресурс]: https://www.texenergo.ru/catalog/item.html/te00012663 (дата обращения: 04.12.2024)

15. Сигнализатор уровня ультразвуковой СЖУ-1-ТР [Электронный ресурс]: https://aisnn.com/product/szhu-1-0/ (дата обращения: 07.12.2024)

16. ПДУ поплавковый датчик уровнемер [Электронный ресурс]: https://owen.ru/product/datchiki_urovnya_poplavkovie_pdu (дата обращения: 04.12.2024)

17. ДТСхх5М.RS термосопротивления с цифровым интерфейсом [Электронный ресурс]:https://owen-russia.ru/product/dtsxx5m_rs/ (дата обращения: 04.12.2024)

18. Вихревые расходомеры. Описание типа средства измерения [Электронный ресурс]: https://tires.nt-rt.ru/images/manuals/v1.pdf (дата обращения: 04.12.2024)

19. Цифровой датчик давления ПД100И [Электронный ресурс]: https://owen-ufa.ru/shop/datchiki/preobrazovateli-davleniya/tsifrovoj-datchik-davleniya-s-rs-485-pd100i-modeli-1h3-r-dlya-raspredelyonnyh-sistem-oven/?yclid=3421527556075028479 (дата обращения: 04.12.2024)