Разработка функциональной схемы установки(процесса) очистки нефтяных масляных фракций фенолом

CP 343-1 IT позволяет осуществлять удаленное программирование контроллеров через сеть, а также подключать контроллеры к офисной сети Ehternet. Конфигурация коммуникационного процессора производится с помощью специального пакета NCM S7 для IndustrialEhternet. Интерфейсные модулиМодули ввода-вывода предназначены для подключения датчиков и IM к полевой шине PROFIBUS-DP, а также для подачи на шину напряжения.Резервный модуль IM 153-2 предназначен на случай выхода из строя или некорректной работы основного модуля.Технические характеристики модуля ИМ 153-2:Номинальное напряжение: 24 В постоянного тока. ток (от 20,4 до 28,8 постоянного тока)Электропитание: макс. 650 мАКоммутационный ток: 10 АДействительные адреса DP: от 1 до 125Датчики и исполнительные механизмы подключаются к двум станциям децентрализованного ввода / вывода ET 200M. Станции подключаются к системе управления через шину PROFIBUS-DP.Всего модулей:главный интерфейсный модуль IM 153-2;резервный интерфейсный модуль ИМ 153-2;два модуля ввода аналоговых сигналов SM 331 на 8 входов;модуль ввода дискретных сигналов SM 321 на 8 входов;модуль вывода дискретных сигналов SM 322 на 16 входов. Интерфейсные модули IM 153-2 предназначены для подключения станций децентрализованного ввода / вывода ET 200M к основной сети PPOFIBUS-DP и к резервным в качестве ведомых сетевых устройств. В случае повреждения активной линии связи пассивный модуль IM 153-2 выполняет безударный перехват данных управления (в момент переключения выходные сигналы замораживаются) и обеспечивает связь по резервной линии связи. Модули поддерживают выполнение функций синхронизации и являются основными модулями станции. Интерфейсный модуль IM 153-2 обеспечивает комплексную обработку задач обмена данными с ведущим сетевым устройством PPOFIBUS-DP (CPU программируемого контроллера S7-300), которое опрашивает входные сигналы станции ET 200M и формирует ее выходные сигналы.Таблица 4.6 – Характеристика модулей ввода – выводаМодули ввода / вывода обеспечивают:Прием сигналов от следующих датчиков:1. Термопары4. Термометры сопротивления.3. Аналоговые датчики с сигналом 4-20 мА,4. Дискретные датчики типа «сухой контакт».5. Устройства, обменивающиеся информацией по шине PROFIBUS-DP.• Формирование управляющих сигналов:1. 4-20 мА для соленоидного исполнительных механизмов4. дискретные сигналы постоянного тока = 24 ВТехнические параметры модулей представлены в таблице 4.6Большинство сигнальных модулей SM 321 и SM322 практически не требуют настройки своих параметров.Модули ввода аналоговых сигналов: SM 331 Ex AIx8 (4-20 мА) и SM 331 Ex AIx4 (4-20 мА) оснащены встроенными искробезопасными устройствами. Модули ввода дискретных сигналов SM 321 предназначены для преобразования параметров внешних цифровых входных сигналов в параметры внутренних цифровых сигналов контроллера. К модулям подключаются дискретные датчики.Модули вывода дискретных сигналов SM 322 предназначены для преобразования внутренних логических сигналов контроллера во внешние дискретные сигналы с необходимыми параметрами. К ним подключаются исполнительные механизмы.Модули ввода аналоговых сигналов SM 331 и SM 331 Ex предназначены для преобразования входных аналоговых сигналов в цифровые сигналы контроллера. К модулям подключены датчики с унифицированными электрическими выходными сигналами 4-20 А.5. Описание алгоритмов циклического опроса датчиков и первичной обработки информацииПод алгоритмом управления понимается описание процедуры обработки информации о наблюдаемые переменные состояния с целью определения управляющих воздействий, реализуемых для получения требуемых показателей управляемого процесса как в установившемся, так и в переходном режиме.В качестве каналов измерения выберем каналы измерения давления, температуры, уровня и расхода жидкости. Перед рассмотрением алгоритма сформулируем общие особенности проектирования системы управления с использованием универсальных контроллеров - это позволит более наглядно представить разделение задач системы управления между ее узлами, конкретные подходы к их реализации.Рассмотрим особенности программного обеспечения ПЛК. Программное обеспечение контроллера состоит из двух частей. Первая часть – это системное программное обеспечение (ПО), которое управляет работой узлов управления, организует их взаимосвязь и внутреннюю диагностику. Программное обеспечение с открытым исходным кодом находится в постоянной памяти в адресном пространстве ЦП и всегда готово к работе. Система исполнения кода приложения является неотъемлемой частью программного обеспечения с открытым исходным кодом. Система выполнения включает в себя драйверы для модулей ввода-вывода и интерфейсов, таймеры и часы реального времени.Другой частью программного обеспечения контроллера являются прикладные программы для управления определенным процессом. Эти программы создаются разработчиком системы управления.Системное программное обеспечение контроллера выполняет свои действия периодически (рис. 3.11). Неотъемлемым элементом его циклаявляется выполнение прикладной программы определяемых пользователем действий.Рисунок 3.11 – Цикл CPUCPU ПЛК обрабатывает программу циклически. Цикл состоит из нескольких фаз, которые выполняются регулярно и в строгой последовательности. В каждой фазе цикла CPU выполняется одна из конкретных задач:опрос входов;выполнение программы пользователя;обработка коммуникационных запросов;проведение самодиагностики в CPU;установка выходов.В данной работе разработаны следующие алгоритмы АС:алгоритм пуска/останова технологического оборудования,алгоритм сбора данных измерений,алгоритм автоматического регулирования технологическим параметром.Рисунок 3.12 – Блок схема работы САУПри подаче питания контроллер инициализирует порты ввода-вывода, переводя их в высокоимпедансное состояние, производит настройку и запуск таймера. Таймер отсчитывает время между выборками. При переполнении таймера генерируется запрос на прерывание и происходит запуск управления блоком.Алгоритм сбора данных с аналоговых и цифровых датчиков представлен на рисунке 3.13.Рисунок 3.13 – Алгоритм сбора данных измеренийПосле запуска таймера, ПЛК производит инициализацию подключенных модулей. Далее, контроллер находится в цикле ожидания таймера. Далее происходят измерение заданных параметров, а также передача полученных данных по сети. После сохранения измеренных значений происходит возврат в основную подпрограмму. На рисунке 4.5 представлена блок-схема подпрограммы работы с сетью.Рисунок 3.14 – Блок схема подпрограммы приема данныхЗаключениеСредством повышения эффективности работы технологических систем является комплексная автоматизация и механизация производства, т.е. создание и внедрение таких технических средств и систем, которые позволяют выполнять производственные функции либо без участия человека, либо с его ограниченным участием на уровне механизированного труда, управления и принятия решений. изготовление. Необходимость радикальных преобразований производства на современном этапе продиктована высокими темпами научно-технического прогресса в мире, социальными потребностями общества, существенным из которых является не столько увеличение количества, сколько ассортимент и качество продукции. продукция всех отраслей, в том числе целлюлозно-бумажная. Таким образом, на современном этапе неизбежно будет преобладать серийный тип производства, гибкость и эффективность которого базируется на комплексной автоматизации сквозного процесса проектирования, технологической подготовки предприятия и реального производства.В данном проекте представлен вариант решения проблемы автоматизации процесса очистки нефтяных масляных фракций фенолом. Повышен уровень автоматизации за счет создания системы управления на программируемом логическом контроллере семейства SiemensS7-300. Также развито информационное обеспечение системы и подготовлена ​​необходимая эксплуатационная документация. Таким образом, все условия технического задания в данном проекте выполнены в полном объеме.Приведены результаты разработки структуры системы в целом, а также необходимого алгоритмического, информационного и технического (технологического) обеспечения. Решение задачи автоматизации ориентировано на повышение эффективности производственных операций и снижение влияния человеческого фактора при производстве бумаги и картона. В ходе работы обоснована необходимость автоматизации процесса очистки нефтяных масляных фракций фенолом. Разработана функциональная схема, четко сформулированы необходимые функции АСУ ТП. Устройство управления и другие инструменты были выбраны от отечественного производителя, что снизило стоимость разработки, производства, монтажа и последующей эксплуатации САУ. Список использованной литературыАлексеев Г.В., Бриденко И.И., Головацкий В.А., Кузьмина И.А. Компьютерные технологии при проектировании и эксплуатации технологического оборудования: Учебное пособие – 4-е издание, исправленное и дополненное. – СПб.: «ГИОРД», 2018. – 256 с.Вальков В.М., Вершинин В.Е., Каннуников С.Е. Автоматизированные системы управления технологическими процессами – 3-е издание, переработанное и дополненное. – М.: «Политехника», 2017. – 387 с.Воробьёв С.А., Кузнецов А.А., Силантьев С.Ю., Ефимов В.Н. Моделирование систем управления. – М.: «Энерго», 2017. – 186 с.Громаков Е.И. Автоматизация нефтегазовыми технологическими процессами: Учебно-методическое пособие. – Томск: Издательство Томского политехнического университета (ТПУ), 2018. – 368 с.Евгеньев Г.Б., Евгеньева О.Г., Орешин В.С. Основы автоматизации технологических процессов и производств: Учебное пособие, в двух томах. – Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017. – 316 с.Жмудь В.А. Моделирование, исследование и оптимизация замкнутых систем автоматического управления: Монография. – Новосибирск: Издательство НГТУ, 2016. – 335 с.Зайцев М.Р., Афанасьев В.А. Автоматизация технологических процессов и производств. – М.: «Клевер», 2020. – 327 с.Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие – 3-е издание, стереотипное. – М.: Издательский дом «Альянс», 2018. – 464 с.Коновалов Б.И., Лебедев Ю.М., Семёнов В.В., Силяева А.А., Идрисова Л.Л. и другие. Теория автоматического управления: Учебное пособие – 4-е издание, переработанное. – СПб.: Издательство «Лань», 2016. – 220 с.Кукин П.П., Лапин В.Л., Подгорных Е.А., Калашников С.И., Маркелов П.В. и другие. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда: Учебник. – М.: «Высшая школа», 2018. – 285 с.Латышенко К.П., Юрченко В.М. Технические измерения и приборы. Часть 2. – М.: Издательство МГУИЭ, 2016. – 520 с.Нестеров А.Л. Проектирование автоматизированных систем управления технологическими процессами: Методическое пособие. Книга 1. – СПб.: Издательство «Деан», 2017. – 552 с.Сажин С.Г., Королёва В.В., Ульянов Г.И. Средства автоматического контроля технологических параметров: Учебное пособие. – СПб.: Издательство «Лань», 2016. – 368 с.Смилянский, Г.Л. Справочник проектировщика АСУ ТП. / Смилянский Г.Л., Амлинский Л.З., Баранов В.Я. и др. -М.: Машиностроение, 2007. -527с.Федоренко И.Я., Смышляев А.А., Соболев О.А., Козлов А.Н. и другие. Проектирование технических устройств и систем: принципы, методы, процедуры: Учебное пособие. – М.: Издательство «Форум», 2020. – 325 с.Электрические и оптические сети SIMATIC NET. SIMATIC. Руководство. Выпуск 05. 2008. -370с.Электрические и оптические сети SIMATIC NET. SIMATIC. Руководство. Выпуск 05. 2008. -370с.Юраев В.А., Костина Т.В., Петрова Р.А., Комиссаров Р.И., Слухаев А.Ю. и другие. Современные устройства автоматики: Учебник для вузов. – М.: Издательство «БукЪ», 2017. – 284 с.