Разработка проектной документации автоматизации процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона

Заключение

В данной курсовой работе была разработана проектная документация автоматизации процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона

Для осуществления поставленной задачи был проведен анализ процесса очистки конвертированного газа от СО₂ как объекта управления, определены основные каналы контроля и воздействия, выбрана общая структура системы управления, состоящая из основного контура стабилизации концентрации СО₂ в очищенном газе Q_цик= 0,1% путем изменения расхода раствора «бедного» и «полубедного» в абсорбер, и локальных систем управления: 4  контура регулирования уровня 1)в абсорбере, 2)в регенераторе нижней части,3) в регенераторе верхней части,4) в скруббере-охладителе, 1 контур стабилизации давления в скруббере.

Данная САУ процесса очистки конвертированного газа от СО₂ полностью соответствует технологической цели ведения процесса. На основании выбранной структуры управления была спроектирована функциональная схема автоматизации. Данная схема явилась основой для проектирования принципиальной электрической схемы, схемы внешних проводок и мнемосхемы для SCADA-системы и выбора вида щита.

Произведен выбор необходимых технических средств автоматизации и конфигурации контроллера MITSUBISHI FX3G. Выбор конфигурации зависит от количества аналоговых входов/выходов (AI25/AO8)  и дискретных входов/выходов (DI/DO=14). Потребовались 1 блок аналогового ввода/вывода 40MT/ESS (26 входов/17 выходов) ,дискретные вводы FX2N-16-ES/UL(14 входов) и дискретные выводы FX2N-16-EYR/UL(14 выходов) . С учетом габаритов контроллера и технических средств автоматизации устанавливаемых в щите, выбран щит ЩШ-ЗД-П(800×600)-УХЛ4-IP-31.

Выполнен расчёт надёжности по стандартам МЭК 61508 схемы САУ очистки конвертированного газа от СО₂ для температуры требований по исполнению функции безопасности.

В пакете iFix была создана мнемосхема для SCADA системы, которая обеспечивает необходимую визуализацию процесса, а также удобство в его управлении.

SCADA-система (Supervisory Control and Data Acquisition – сбор данных и диспетчерское управление) предназначена для отображения (визуализации) данных в производственном процессе и оперативного комплексного управления различными агрегатами, в том числе и с участием диспетчерского персонала. Мною была реализована SCADA-система процесса очистки конвертированного газа от СО₂. Был создан журнал возможных тревог и событий.

В связи с тем, что система автоматизации процесса очистки конвертированного газа от СО₂ является частью системы управления промышленным предприятием, то проект автоматизации должен быть увязан с проектом системы управления предприятием в целом.

Список использованных источников информации:

1. Клюев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. 2-е изд.-М.: Энергоатомиздат, 1990.

2. ГОСТ 21.404-85 предусматривает систему построения графических и буквенных условных обозначений по функциональным признакам.

3. ГОСТ 2.701-84, ГОСТ 2.702-75 и ГОСТ 2.708-81 определяют общие требования и правила выполнения схем.

4. РМ4-107-82 «Системы автоматизации технологических процессов. Требования к выполнению проектной документации на щиты и пульты»

5. ОСТ 36.13-76

6. ГОСТ 21.101-79

7. ГОСТ 2.105-79

8. ГОСТ 2.301—68, ГОСТ 2.303-68.

9. Барашко О.Г., Овсянников А.В. Проектирование систем автоматизации. Методические указания к практическим занятиям по одноименному курсу для студентов специальности 1-53 01 01 «Автоматизация технологических процессов и производств» — Мн.: БГТУ, 2006. — 56 с.

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3.

Расчет надежности по методике анализа автоматизированных систем безопасности в соответствии со стандартам МЭК 61508.

Требуется выполнить расчет надежности электрической схемы САУ температуры «бедного» раствора после воздушного холодильника 2 по исполнению функции безопасности.

1) Архитектура всей системы включает:

-  датчик температуры (Rosemont 248 (λ=5∙10^-6);

-  модуль аналогового ввода (40MT/ESS) apхитектурой  (λ=10∙10^-6);

- модуль аналогового вывода (40MT/ESS) с архитектурой  (λ=1∙10^-6);

-   электропневмопреобразователь(ЭПП) и исполнительный механизм  ИМ  с архитектурой  (λ=50∙10^-6).

Рисунок 14 – Архитектура САУ температуры  «бедного» раствора после воздушного холодильника 2.

Определим по таблице 2 диагностический охват DC для каждой подсистемы/компонента:

Таблица 6 – Результаты определения диагностического охвата для элементов САУ

2) Определим интенсивность отказа всего контура САУ по формуле 1:

λ_{контура}= 5∙10^-6+10∙10^-6+1∙10^-6+50∙10^-6 =66∙10^-6 ч-1.

3) Определим среднее время наработки до отказа MTTF САУ по формуле 4:

MTTF=1/(66∙10^-6)=15151 ч = 1.73 лет

4) Для системы, представленной на рисунке 14, определим функцию безопасности PFD_SYS  при одногодичном интервале между контрольными проверками по таблице 4.

Получим следующие значения:

- для подсистемы датчиков:

PFD_S = 1.1∙10^-4 ч^-1;

- для логической подсистемы:

PFD_L =2.8∙10^-4 + 8.8∙10^-4 = 11.6∙10^-4 ч^-1;

- для подсистемы исполнительных устройств:

PFD_FE = 4.4∙10^-2 + 1.1∙10^-2 = 5.5∙10^-2 ч^-1;

- для всей системы по формуле 5:

PFD_SYS = 1.1∙10^-4 + 11.6∙10^-4 + 5.5∙10^-2 = 5.627∙10^-2 ч^-1.

5) Из таблицы 1 определим уровень интегральной безопасности САУ:

SIL = 1.

(SIL – интегральный уровень безопасности -  уровень безопасности всей