2. Автоматизация производственного процесса

2.1 Характеристика объекта автоматизации

В коксохимической промышленности вопросам автоматизации уделяется особое внимание. Процессы улавливания коксохимических продуктов коксования, протекающие при не высоких давлениях и в рабочих средах, содержащих водород, смесь водорода с оксидом углерода, аммиак. Это объясняется сложностью и большой скоростью протекания технологического процесса, высокой чувствительностью их к нарушению режима, вредностью условий работы, взрывоопасностью и пожароопасностью перерабатываемых веществ.

Для обоснования выбранной конструкции аппарата и вспомогательного оборудования воспользуемся характеристикой уже используемых в химиче­ском производстве установок для улавливания химических продуктов.

В настоящее время в эксплуатации находятся абсорберы и регенераторы колонного типа с колпачковыми тарелками, работавшие при 0,4-0,7 МПа.

В барботажных регенераторах поверхность соприкосновения фаз развивается потоками газа, распределяющегося в жидкости в виде пузырьков и струек. Такое движение, называемое барботажем, осуществляется в тарельчатых колоннах с колпачкаовыми, ситчатыми или провальными тарелками. Особенностью тарельчатых колонн является ступенчатый характер проводимого в них процесса (в отличие от непрерывного процесса в насадочных колоннах) газ и жидкость последовательно соприкасаются на отдельных ступенях (тарелках) аппарата

Система управления предназначена для автоматизированного управления технологическими процессами цеха улавливания химических

продуктов коксования – улавливание аммиака из коксового газа.

Полная автоматизация обеспечивает ритмичную и высокопроизводительную работу всего производства.

Большое место в автоматизации производственных процессов занимает автоматический контроль, то есть получение и передача обслуживающему персоналу сведений о протекании процессов, состоянии технологического оборудования, качество получаемой продукции и безопасности работы объекта [22].

Задачи создания программного обеспечения технологических алгоритмов управления процессом определяются функциональной структурой системы, которая состоит из следующих подсистем [23]:

- централизованного контроля с расчетом действительных значений измеряемых величин, включая показатели состава потоков, усреднение на интервале, учет поправок на температуру и давление, контроль на достоверность;

- подготовка данных и анализ технико-экономических показателей для

формирования оценок функционирования автоматизированного технологического комплекса;

- оперативное управление с формированием рациональных нагрузок и поддержание заданных значений управляющих параметров;

- идентификация состояний производства с оценкой качества управления.

Все подсистемы должны выполнять свои функции в объеме, который обеспечен наличием приборов в соответствии с проектом КИП. Подсистема

централизованного контроля включает [24]:

- обработку параметров, характеризующих работу цеха в целом и отдельных органов (насоса, емкости);

- контроль параметров на входе в цех (установка, отделение);

- контроль за работой насосов;

- контроль за давлением, температурой и уровнем в емкостях и хранилищах.

Автоматизация системы управления разрабатывается исходя из условий оптимального и достаточного объема аппаратурных и программных средств, охватывающих сбор, обработку и отображение технологической информации, формирование управляющих воздействий для удержания и регулирования технологического процесса, подготовки и анализа технико-экономических показателей по отделениям цеха улавливания, хранения текущих и оперативных данных для учета и статистического анализа.

Автоматизация системы управления должна обеспечивать [25]:

- прием и выдачу стандартных сигналов по связи с локальной автоматикой КИП;

- возможность расширения, изменения и наращивания системы;

- надежность эксплуатации, минимальное техническое обслуживание, устойчивость к внешним воздействиям;

- простоту эксплуатации, дозированный объем улавливания;

- решение различных задач управления;

- наглядность изображения технологического процесса;

- простоту управления и работы с вычислительной техникой;

- удобство обработки, наладки и эксплуатации системы;

- высокую надежность в жестких условиях эксплуатации, диагностику неисправной и ремонт аппаратуры.

По месту установки аппаратура автоматизации системы управления делится на аппаратуру, размещенную в помещениях щитовых КИПиА и аппаратуру, входящую в состав АРМ операторов-технологов и АРМ руководства цеха улавливания, размещенную в диспетчерском пункте.

В качестве объекта управления при автоматизации процесса выделения аммиака из коксового газа принимаем установку, состоящую из абсорбера и нагнетателей.

В аппарате происходит абсорбция аммиака, находящимся в коксовом газе, поглотительным раствором МАФ.

Устанавливаются приборы для регулирования подачи коксового газа в аппарат и приборы для измерения концентрации коксового газа на выходе из аппарата. И в зависимости от состава коксового газа на выходе из абсорбера регулируется подача поглотительного раствора. Обязательно замеряется температура и давление в аппарате. Также замеряется уровень в кубе аппарата при достижении им определенной отметки срабатывает клапан слива раствора. Значение этих параметров должно поддерживаться постоянным, равным заданному, что и является целью управления.

Системы управления, решающие различные функциональные задачи автоматизации относительно самостоятельных техноло­гических объектов называют локальными системами. К ним отно­сятся:

• системы автоматического регулирования (САР);

• системы автоматического контроля (САК);

• системы автоматической сигнализации (САС);

• системы автоматической защиты и блокировки (САЗБ).