Исследование вопросов по автоматизации процесса экстракционного извлечения урана из активного раствора, а именно – автоматизация экстрактора ЭКЦГ-140, страница 7

В качестве контроллерной составляющей используется контроллеры фирмы Siemens – Simatic S7-300, позволяющие строить экономичные системы, но удовлетворяющие всем самым современным требованиям.

2.4 Выбор и обоснование средств автоматизации

Функциональная схема системы автоматизации технологического процесса (СФУ ИЦММ КП – 220301.65 – АМЦ 06855 – А2) является основным техническим документом, определяющим структуру и характер системы автоматизации, а также оснащение ее приборами и средствами автоматизации.

При выборе датчиков для систем автоматического контроля и регулирования необходимо учитывать:

-  рабочая среда – жидкость;

-  максимальная ошибка по цифровому выходу приборов не должна превышать 0,8%;

-  температура растворов в узле экстракции 60-85 оС;

-  давление в трубопроводе и емкостях не более 1 МПа;

-  внутренний диаметр используемых труб Dy=15мм;

-  диапазон изменения уровня жидкостей в технологических емкостях равен (300-1560) мм;

-  расход экстрагента изменяется в пределах 0,5 – 1,0 м3/ч.

Требования, предъявляемые к исполнительным механизмам следующие:

-  окружающая температура 31 оС;

-  относительная влажность окружающего воздуха 55%;

-  усилие на штоке 4500 Н;

-  вертикальное рабочее положение.

При выборе регулирующего органа необходимо учесть:

-  рабочая среда – жидкость;

-  температура растворов в узле экстракции 60-85 оС;

-  давление в трубопроводе и емкостях не более 1 МПа;

-  внутренний диаметр используемых труб Dy=15мм;

-  расход экстрагента изменяется в пределах 0,5 – 1,0 м3/ч.

Одним из наиболее важных параметров в данной системе автоматического управления и контроля является расход экстрагента, поступающего в экстрактор ЭКЦГ-140. Для его регулирования и контроля в контуре используются следующие средства автоматизации:

-  интеллектуальный вихревой расходомер Rosemount-8800D. Выходной сигнал 4 – 20 мА с цифровым сигналом на базе протокола HARD. Измеряемые среды: газ, пар, жидкость. Диаметр условного прохода трубопровода: 15, 25, 40, 50, 80, 100, 150, 200, 250, 300 мм. Избыточное давление измеряемой среды до 25 МПА. Диапазон температур измеряемой среды -40...232 оС.  Пределы измерения при Dy=15 мм: мин. = 0,3 м3/ч, макс. = 5,4 м3/ч. Данный выбор обусловлен высокой точностью измерения расхода экстрагента; по цифровому выходу ошибка составляет ± 0,65%.

-  многоканальный микропроцессорный контроллер (МПК) Simatic S7–300;

-  пускатель бесконтактный реверсивный трёхфазный ПБР–2МН. Диапазон рабочих температур -20 до 50 оС при относительной влажности не более 80% и атмосферном давлении от 86 до 106,7 КПа. Данный пускатель обладает относительной простотой, дешевизной и высокой надежностью;

-  исполнительный механизм ST 0-4500. Усилие на штоке 4500 Н. Диапазон рабочих температур -25 до 55 оС при относительной влажности не более 80% и атмосферном давлении от 86 до 108 КПа;

-  регулирующий орган – вентиль 25с997нж, с условным проходом 15мм, устанавливается в среде с температурой от -25 до 50 °С. Температура рабочей среды от -40 до 220 °С. Рассчитан на жидкие и газообразные среды.

В контурах контроля уровня экстрагента и исходного раствора используются:

-  Радарный уровнемер Rosemount-5400 с диапазоном измерений от 0,2 до 35 м. Контролируемая среда: жидкость. Температура рабочей среды от -40 до 232 °С и избыточное давление среды до 10 МПА. Выходной сигнал 4 – 20 мА с цифровым сигналом на базе протокола HARD. Наличие взрывозащищенного исполнения. Межповерочный интервал: 2 года. Выбор обусловлен достаточной точностью измерения и выполнением условия подбора приборов одной фирмы.

-  Электрический уровнемер Rosemount-2100. Контролируемые среды: жидкости с плотностью не ниже 500 кг/м3 и вязкостью от 0,2 до 10000 сП. Температура процесса от -40 до 150 оС. Температура окружающей среды от -40 до 80 оС. Давление процесса -0,1 до 10 МПа. Наличие взрывозащищенного исполнения. Выбор обусловлен высокой надежностью работы оборудования и выполнением условия подбора приборов одной фирмы.