Отчет по практике на заводе "Маномер"
1.2 Общие сведения об отделе АСУ ТП
Отдел автоматизированных систем управления технологическими процессами (в дальнейшем АСУТП) завода “Мономер” является самостоятельным структурным подразделением и подчиняется непосредственно главному инженеру или его заместителям.
Разрабатываемая АСУТП предназначается для контроля, управления технологическим процессом и противоаварийной защиты узла гидрирования.
Область применения – объекты нефтепереработки и нефтехимии.
Создание АСУ ТП преследует следующие цели:
- обеспечение ввода в промышленную эксплуатацию оборудование узла гидрирования после замены изотермических реакторов на адиабатические.
- повышение качественных показателей продукции.
- уменьшение вероятности возникновения аварийных ситуаций.
- обеспечение условий и повышение культуры труда технологического персонала за счет предоставляемого системой сервиса.
- уменьшение количества выполняемых технологическим персоналом функций за счет их автоматизации.
- повышение качества и быстродействия регулирования и, как следствие достижение высокого уровня стабилизации технологических режимов.
- повышение производительности установки за счет улучшения качества регулирования и управления технологическим процессом.
- повышение информационного обеспечения технологического и эксплуатационного персонала.
- повышение надежности работы самой системы управления, за счет применения современных технических устройств на основе электронных и вычислительных средств и наличия самодиагностики.
- уменьшение материальных и энергетических затрат.
2 СТРУКТУРА АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМЫ
2.1 Общие сведения
Комплекс технических средств АСУ ТП включает в себя:
− распределенную систему управления (РСУ),
− независимую от РСУ полностью резервированную систему противоаварийной защиты (ПАЗ),
− рабочие места операторов,
− рабочее место инженера,
− вспомогательное оборудование.
Контроллеры РСУ, ПАЗ и рабочие места операторов и инженера соединены между собой резервированной управляющей шиной реального времени V-net. Средой передачи шины V-net на расстояния до 500м. является коаксиальный кабель 10Base-2 или 10Base-5.
Дальнейшее расширение сети возможно с применением повторителей и оптических преобразователей.
2.2 Описание системы управления
Ректификация — это процесс разделения бинарных или многокомпонентных смесей за счет противоточного массо и теплообмена между паром и жидкостью. Ректификацию можно проводить периодически или непрерывно. Ректификацию проводят в башенных колонных аппаратах, снабженных контактными устройствами (тарелками или насадкой) ректификационных колоннах.
Гидрогенизация (гидрирование) — реакция присоединения водорода по кратной связи, обычно в присутствии катализаторов. Отщепление водорода от соединений называется дегидрогенизацией. Гидрогенизация и дегидрогенизация связаны динамическим равновесием. Наиболее важные промышленные процессы гидрогенизация — синтез циклогексана из бензола, синтез метилового спирта из СО и Н2, синтез насыщенных жиров из ненасыщенных (получение маргарина), синтез искусственного жидкого топлива. В качестве катализаторов применяют Ni, Pt, Co, Fe, Pd, Cu, V и др. Реакция, как правило, проходит при повышенной температуре и/или повышенном давлении. Для проведения реакции в таких условиях необходим взрывобезопасный химический реактор.
Компрессия (от лат. compressio — сжатие), силовое воздействие на газообразное тело, приводящее к уменьшению занимаемого им объёма, а также к повышению давления и температуры. К. осуществляется в компрессорах, а также при работе двигателя внутреннего сгорания и других устройств. Вместо К. в отечественной литературе обычно применяется термин сжатие, который имеет, однако, более общий смысл, так как охватывает также вопросы уменьшения объёма газа при его охлаждении и распространяется на твёрдые тела.
РСУ производства бензола предлагается реализовать на 3-х контроллерах
модели AFG40D. Данная модель контроллера имеет аппаратно резервированные: управляющие процессорные блоки (архитектура «пара-резерв»), блоки питания, интерфейсные модули связи с корзинами в/в и управляющей шиной V-net.
Контроллеры AFG40D имеют возможностью «горячей» замены как управляющих процессорных блоков, блоков питания, интерфейсных модулей Y YRU-Q71193_Rev.3 связи с корзинами в/в и управляющей шиной V-net, так и всех модулей ввода/вывода.
Система ПАЗ также предложена на резервированном контроллере AFG40D
(контроллеры FCS0104, FCS0105). Система ПАЗ является полностью автономной
и независящей от контроллера РСУ. Связь ПАЗ и РСУ обеспечивается дублированной шиной реального времени V-net. Все модули ввода/вывода системы ПАЗ дублированы.
Все контроллеры, предложенные в данном ТКП, поставляются смонтированными в шкафах размером 600*800*2100мм. (Ш*Г*В) с двухсторонним доступом, с законченной разводкой электропитания и готовыми к монтажу на площадке. Перед отправкой оборудование проходит тестирование, согласно внутреннего распорядка производителя оборудования. Модули ввода/вывода устанавливаются на площадке после монтажа оборудования.
Для хранения базы данных АСУ ТП имеет в своем составе сервер БД,
устанавливаемый в стол рабочего места инженера. Для создания и хранения
резервных копий базы данных системы предусмотрен внешний магнито-оптический накопитель.
На рисунке 1 представлен главный обзорный экран системы CENTUM CS 3000. Данный экран позволяет оператору производить переключение к нужным экранам отображения состояния параметров установок.
Рисунок 1 - Обзорный экран системы CENTUM CS 3000
Сигналы различаются по цветам:
- зеленый сигнал обозначает, что процесс в нормальном состоянии,
- синий – отключено срабатывание сигнализация параметра,
- красный – сигнализация отключена, параметр неверен,
- розовый – отображаются недостоверный сведения параметра,
- мигающий сигнал – не было подтверждения переключения отображаемого параметра.
Рисунок 2 - Технологическая схема установки
На рисунке 3 представлен экран отображения отклика рабочего состояния приборов от входящего сигнала регулятора.
Рисунок 3 – Экран отображения взаимосвязи подачи и задержки откликов первичных приборов от подаваемого сигнала
На рисунке 4 представлен экран построения логики. Управление логикой осуществляется в подпрограмме System View.
Рисунок 4 - Экран построения логики CENTUM CS 3000
На рисунке 5 показан экран отображения хранящейся истории, информации о всех проводимых действиях, сигнализациях, а также изменении всех параметров технологического процесса.
Рисунок 5 – Экран отображения истории проводимых действий
На рисунке 6 представлен экран настройки параметров, в данном случае ПИД-регулятора.
Рисунок 6 – Экран отображения настроечных параметров ПИД-регулятора
На рисунке 7 изображен экран отображения изменения технологических параметров во времени в виде цифрового изображения и графиков (трендов).
Рисунок 7 – Экран отображения трендов
2.3 Оптимизация рабочего места
С помощью собранного прибора (рисунок 8) для проверки и настройки барьеров электрозащиты можно настраивать их непосредственно за персональным компьютером.
Рисунок 8 – Внешний вид собранного прибора
Прибор по настройке и определению работоспособности барьеров электрозащиты состоит:
- материнской платы, с разъемами для подключения барьеров,
- блока питания, расположенного на материнской плате,
- USB переходников для подключения платы и барьеров к компьютеру,
- калибратор с функциями генерирования и измерения сигналов (тока, напряжения, сигналов сопротивления);
На рисунке 9 представлено главное окно специальной программного пакета MTL по настройке барьеров электрозащиты.
Рисунок 9 – Окно программного пакета по настройке барьеров электрозащиты
Далее производиться инженером-программистом первоначальная проверка работоспособности барьера (рисунок 10).
Рисунок 10 – Окно проверки параметров барьера в рабочем состоянии
На рисунке 11 представлено окно программатора (справа настройка окна барьера на платиновую термопару, слева – проверка работоспособности данного барьера).
Рисунок 11 – Окно программатора
На рисунке 12 изображена блок схема материальных потоков АРСМБ МОНОМЕР
Рисунок 12 – Блок схема материальных потоков АРСМБ МОНОМЕР
Отдел автоматизированных систем управления технологическими процессами (в дальнейшем АСУТП) завода “Мономер” является самостоятельным структурным подразделением и подчиняется непосредственно главному инженеру или его заместителям.
Разрабатываемая АСУТП предназначается для контроля, управления технологическим процессом и противоаварийной защиты узла гидрирования.
Область применения – объекты нефтепереработки и нефтехимии.
Создание АСУ ТП преследует следующие цели:
- обеспечение ввода в промышленную эксплуатацию оборудование узла гидрирования после замены изотермических реакторов на адиабатические.
- повышение качественных показателей продукции.
- уменьшение вероятности возникновения аварийных ситуаций.
- обеспечение условий и повышение культуры труда технологического персонала за счет предоставляемого системой сервиса.
- уменьшение количества выполняемых технологическим персоналом функций за счет их автоматизации.
- повышение качества и быстродействия регулирования и, как следствие достижение высокого уровня стабилизации технологических режимов.
- повышение производительности установки за счет улучшения качества регулирования и управления технологическим процессом.
- повышение информационного обеспечения технологического и эксплуатационного персонала.
- повышение надежности работы самой системы управления, за счет применения современных технических устройств на основе электронных и вычислительных средств и наличия самодиагностики.
- уменьшение материальных и энергетических затрат.
2 СТРУКТУРА АВТОМАТИЗАЦИИ СИСТЕМЫ
2.1 Общие сведения
Комплекс технических средств АСУ ТП включает в себя:
− распределенную систему управления (РСУ),
− независимую от РСУ полностью резервированную систему противоаварийной защиты (ПАЗ),
− рабочие места операторов,
− рабочее место инженера,
− вспомогательное оборудование.
Контроллеры РСУ, ПАЗ и рабочие места операторов и инженера соединены между собой резервированной управляющей шиной реального времени V-net. Средой передачи шины V-net на расстояния до 500м. является коаксиальный кабель 10Base-2 или 10Base-5.
Дальнейшее расширение сети возможно с применением повторителей и оптических преобразователей.
2.2 Описание системы управления
Ректификация — это процесс разделения бинарных или многокомпонентных смесей за счет противоточного массо и теплообмена между паром и жидкостью. Ректификацию можно проводить периодически или непрерывно. Ректификацию проводят в башенных колонных аппаратах, снабженных контактными устройствами (тарелками или насадкой) ректификационных колоннах.
Гидрогенизация (гидрирование) — реакция присоединения водорода по кратной связи, обычно в присутствии катализаторов. Отщепление водорода от соединений называется дегидрогенизацией. Гидрогенизация и дегидрогенизация связаны динамическим равновесием. Наиболее важные промышленные процессы гидрогенизация — синтез циклогексана из бензола, синтез метилового спирта из СО и Н2, синтез насыщенных жиров из ненасыщенных (получение маргарина), синтез искусственного жидкого топлива. В качестве катализаторов применяют Ni, Pt, Co, Fe, Pd, Cu, V и др. Реакция, как правило, проходит при повышенной температуре и/или повышенном давлении. Для проведения реакции в таких условиях необходим взрывобезопасный химический реактор.
Компрессия (от лат. compressio — сжатие), силовое воздействие на газообразное тело, приводящее к уменьшению занимаемого им объёма, а также к повышению давления и температуры. К. осуществляется в компрессорах, а также при работе двигателя внутреннего сгорания и других устройств. Вместо К. в отечественной литературе обычно применяется термин сжатие, который имеет, однако, более общий смысл, так как охватывает также вопросы уменьшения объёма газа при его охлаждении и распространяется на твёрдые тела.
РСУ производства бензола предлагается реализовать на 3-х контроллерах
модели AFG40D. Данная модель контроллера имеет аппаратно резервированные: управляющие процессорные блоки (архитектура «пара-резерв»), блоки питания, интерфейсные модули связи с корзинами в/в и управляющей шиной V-net.
Контроллеры AFG40D имеют возможностью «горячей» замены как управляющих процессорных блоков, блоков питания, интерфейсных модулей Y YRU-Q71193_Rev.3 связи с корзинами в/в и управляющей шиной V-net, так и всех модулей ввода/вывода.
Система ПАЗ также предложена на резервированном контроллере AFG40D
(контроллеры FCS0104, FCS0105). Система ПАЗ является полностью автономной
и независящей от контроллера РСУ. Связь ПАЗ и РСУ обеспечивается дублированной шиной реального времени V-net. Все модули ввода/вывода системы ПАЗ дублированы.
Все контроллеры, предложенные в данном ТКП, поставляются смонтированными в шкафах размером 600*800*2100мм. (Ш*Г*В) с двухсторонним доступом, с законченной разводкой электропитания и готовыми к монтажу на площадке. Перед отправкой оборудование проходит тестирование, согласно внутреннего распорядка производителя оборудования. Модули ввода/вывода устанавливаются на площадке после монтажа оборудования.
Для хранения базы данных АСУ ТП имеет в своем составе сервер БД,
устанавливаемый в стол рабочего места инженера. Для создания и хранения
резервных копий базы данных системы предусмотрен внешний магнито-оптический накопитель.
На рисунке 1 представлен главный обзорный экран системы CENTUM CS 3000. Данный экран позволяет оператору производить переключение к нужным экранам отображения состояния параметров установок.
Рисунок 1 - Обзорный экран системы CENTUM CS 3000
Сигналы различаются по цветам:
- зеленый сигнал обозначает, что процесс в нормальном состоянии,
- синий – отключено срабатывание сигнализация параметра,
- красный – сигнализация отключена, параметр неверен,
- розовый – отображаются недостоверный сведения параметра,
- мигающий сигнал – не было подтверждения переключения отображаемого параметра.
Рисунок 2 - Технологическая схема установки
На рисунке 3 представлен экран отображения отклика рабочего состояния приборов от входящего сигнала регулятора.
Рисунок 3 – Экран отображения взаимосвязи подачи и задержки откликов первичных приборов от подаваемого сигнала
На рисунке 4 представлен экран построения логики. Управление логикой осуществляется в подпрограмме System View.
Рисунок 4 - Экран построения логики CENTUM CS 3000
На рисунке 5 показан экран отображения хранящейся истории, информации о всех проводимых действиях, сигнализациях, а также изменении всех параметров технологического процесса.
Рисунок 5 – Экран отображения истории проводимых действий
На рисунке 6 представлен экран настройки параметров, в данном случае ПИД-регулятора.
Рисунок 6 – Экран отображения настроечных параметров ПИД-регулятора
На рисунке 7 изображен экран отображения изменения технологических параметров во времени в виде цифрового изображения и графиков (трендов).
Рисунок 7 – Экран отображения трендов
2.3 Оптимизация рабочего места
С помощью собранного прибора (рисунок 8) для проверки и настройки барьеров электрозащиты можно настраивать их непосредственно за персональным компьютером.
Рисунок 8 – Внешний вид собранного прибора
Прибор по настройке и определению работоспособности барьеров электрозащиты состоит:
- материнской платы, с разъемами для подключения барьеров,
- блока питания, расположенного на материнской плате,
- USB переходников для подключения платы и барьеров к компьютеру,
- калибратор с функциями генерирования и измерения сигналов (тока, напряжения, сигналов сопротивления);
На рисунке 9 представлено главное окно специальной программного пакета MTL по настройке барьеров электрозащиты.
Рисунок 9 – Окно программного пакета по настройке барьеров электрозащиты
Далее производиться инженером-программистом первоначальная проверка работоспособности барьера (рисунок 10).
Рисунок 10 – Окно проверки параметров барьера в рабочем состоянии
На рисунке 11 представлено окно программатора (справа настройка окна барьера на платиновую термопару, слева – проверка работоспособности данного барьера).
Рисунок 11 – Окно программатора
На рисунке 12 изображена блок схема материальных потоков АРСМБ МОНОМЕР
Рисунок 12 – Блок схема материальных потоков АРСМБ МОНОМЕР