Хайрутдинов Айрат Ильдусович удк 681. 2 66 (075. 8) Разработаны функциональные схемы контроля и регулирования технологических параметров в курсовых и дипломных проектах методические указания

• Название: Хайрутдинов Айрат Ильдусович удк 681. 2 66 (075. 8) Разработаны функциональные схемы контроля и регулирования технологических параметров в курсовых и дипломных проектах методические указания
• Анкор: Posobie uts.doc
• Дата: 21.07.2018
• Размер: 2.95 Mb.
• Имя файла: Posobie uts.doc
• Тип: Методические указания; #21809
• страница: 4 из 5

Примечание: HL1, … HL17 – сигнальные лампы;

М1, … М5 – электродвигатели;

В – вариатор;

НА1 – электрический звонок.

Описание функционирования схем контроля и регулирования технологических параметров процесса …

Схема 1. Контроль расхода этилена до перегревателя «П».

Текущее значение расхода газообразного этилена воспринимается диафрагмой камерной «ДК 25-100», (поз.1-1), интеллектуальным датчиком разности давлений «Сапфир-22М-ДД-Ех», (поз. 1-2), и вторичным прибором «А 542-068», (поз 1-3). Ожидаемое значение расхода 5т/ч.

Общая погрешность канала измерения определяется как среднеквадратичное значение погрешностей диафрагмы (k = 2.0), преобразователя разности давлений «Сапфир-22М–ДД-Ех» (k = 0.5) и вторичного прибора «А 542-068» (k = 0.5), т.е.

ε = = 2,12%

Сигнал (4-20) mA поступает на контролер РСУ, где высвечивается значение расхода и на ЭВМ, где регистрируется в виде графика.
Схема 2. Контроль температуры этилена на выходе из перенагревателя «П».

Текущее значение температуры этилена на выходе из перенагревателя воспринимается термоэлектрическим преобразователем «ТКХ–0279» (k = 0.5) (поз.2-1) и передается на вторичный прибор «КСП-4» (k = 0.5) (поз. 2-2). Общая погрешность канала измерения составляет

ε=
Схема 3. Контроль и регулирование расхода этилена после перенагревателя «П».

Текущее значение расхода этилена воспринимается диафрагмой камерной «ДК 25-100» (k = 2.0), интеллектуальным преобразователем разности давлений «Сапфир-22М-ДД-Ех» (k = 0.5) (поз. 3-2) с токовым выходом (4-20) мА и вторичным прибором «А 542-068» (k = 0.5) (поз. 3-3).

Таким образом, общая погрешность канала измерения составляет:

ε = = 2,12%

Сигнал (4-20)мА с преобразователя (3-2) поступает на контроллер APACS+, где высвечивается текущее значение расхода. При наличии сигнала рассогласования расходов контроллер вырабатывает соответствующее регулирующее воздействие в диапазоне сигнала (4-20) мА, которое подается на регулирующий клапан (3-4) модели FISHER-ES, находящийся на трубопроводе подачи этилена. Так функционирует дублирующий контур.

Одновременно сигнал с (3-2) поступает по адресу B₃ на ввод в ЭВМ, где он регистрируется в виде графиков. ЭВМ вырабатывает корректирующий сигнал и регулирующее воздействие, которое с выхода В₀₃ в виде (4-20) мА по адресу 4 поступает на регулирующий клапан (3-4).

В результате функционирования контуров регулирования значение расхода этилена будет стабилизировано на уровне 2,3 т/ч.
Схема 4. Контроль давления этилена в сепараторе С.

Текущее значение давления воспринимается преобразователем избыточного давления «Сапфир-22М–ДИ-Ех» (k = 0.5) (поз.4-1), выходной сигнал которого в виде (4-20) мА поступает на вторичный прибор «А 542-068» (k = 0.5) (поз. 4-2). Ожидаемое значение давления 0,2 МПа. Общая погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,707%

Сигнал (4-20) mA поступает на контролер РСУ, где высвечивается значение давления, и на ЭВМ, где регистрируется в виде графика.
Схема 5. Контроль и регулирование уровня этилена в сепараторе С.

Текущее значение уровня этилена воспринимается измерительным преобразователем гидростатического давления «Сапфир-22М-ДГ-Ех» (k = 0.5) (поз. 5-1), выходной сигнал (4-20) мА преобразователя поступает на вход вторичного прибора «А 542-068» (k = 0.5) (поз. 5-2). Таким образом, общая погрешность канала измерения уровня составляет:

ε = = 0,707%

Сигнал (4-20) мА с преобразователя (5-1) поступает на контроллер APACS+, где высвечивается текущее значение уровня. При наличии рассогласования контроллер вырабатывает соответствующее регулирующее воздействие в диапазоне выходного сигнала (4-20) мА, которое поступает на регулирующий клапан (5-3), находящийся на трубопроводе подачи этилена. Так функционирует дублирующий контур регулирования. В результате значение уровня этилена будет 600 мм.

Одновременно сигнал с (5-1) поступает по адресу В₅ на вход в ЭВМ, где значение уровня регистрируется в виде графиков. ЭВМ также вырабатывает регулирующее воздействие, которое с выхода В₀₅ в виде (4-20) мА по адресу 7 идет на регулирующий клапан (5-3).

Схема 6. Регулирование давления этилена в хранилище «Хр».

Давление этилена в «Хр» следует стабилизировать на уровне 66 мм.рт.ст. Преобразователь избыточного давления «Сапфир-22М-ДИ-Ех» (k = 0.5) (поз. 6-1) воспринимает текущее значение давления в «Хр». Выходной сигнал преобразователя (4-20) мА поступает на вторичный прибор «А 542-068» (k = 0.5) (поз. 6-2), где фиксируется и регистрируется. Общая погрешность канала измерения давления составляет:

ε = = 0,707%

Сигнал (4-20) мА с преобразователя (6-1) поступает на контроллер APACS+, где высвечивается текущее значение давления этилена. При наличии рассогласования контроллер вырабатывает по заложенной в нем программе соответствующее регулирующее воздействие в диапазоне выходного сигнала (4-20) мА, которое воздействует на регулирующий клапан (6-3).

Одновременно сигнал с (6-1) по адресу В₆ поступает в ЭВМ, где текущее значение давления регистрируется в виде графиков. ЭВМ также при наличии рассогласования вырабатывает регулирующее воздействие, которое в виде сигнала (4-20) мА с выхода В₀₆ по адресу 9 воздействует на регулирующий клапан (6-3). В результате давление этилена будет 66 мм.рт.ст.

Схема 7. Регулирование температуры нижней зоны реактора «Р-1».

Регулирование осуществляется подачей обратной воды в теплообменник Т1.

Текущее значение температуры в реакторе измеряется термометром сопротивления (7-1), сигнал с которого поступает на контроллер APACS+, где высвечивается текущее значение. При наличии рассогласования значений температуры APACS+ вырабатывает регулирующее воздействие, которое, в виде (4-20) мА поступает на исполнительное устройство (7-2), расположенное на линии обратной промышленной воды после теплообменника Т1. В результате температура нижней зоны реактора будет поддерживаться на уровне 85 ⁰С.

Одновременно сигнал (4-20) мА поступает на вход В₇ ЭВМ, где он регистрируется в виде графиков. ЭВМ вырабатывает также корректирующий сигнал.

Схема 8. Контроль качества изобутилена ректификата.

Состав изобутилена анализируется хромотографом «Микрохром 1121-3». Выходной сигнал (4-20) мА поступает на контроллер APACS+, где высвечивается текущее значение. Далее сигнал (4-20) мА поступает на вход В₈ ЭВМ, где он регистрируется в виде графиков.

Схема 9. Регулирование температурной депрессии (т.е. разности температур) входящего в аппарат и выходящего из него продукта.

Заданной депрессии (400 ⁰С – 300 ⁰С) = 100 ⁰С добиваемся изменением подачи теплоагента.

Значения температуры входящего в аппарат и выходящего из него продукта преобразуются датчиками (9-1) и (9-2) в сигнал (4-20) мА. Контроллер APACS+ высвечивает их значения и определяет их разницу. При наличии рассогласования контроллер вырабатывает регулирующее воздействие, которое в виде (4-20) мА подается на исполнительное устройство (9-3), расположенное на линии подачи теплоагента. В результате депрессия температуры будет поддерживаться 100 ⁰С. Одновременно ЭВМ также вырабатывает регулирующее воздействие, которое в виде (4-20) мА идет на регулирующий клапан (9-3).

Схема 10. Двухпозиционное регулирование температуры смеси в реакторе Р-2.

Регулирование осуществляется включением и выключением ТЭНа.

Датчик (10-1) преобразует текущую температуру смеси в сигнал (4-20) мА. Температура показывается и регистрируется вторичным прибором (10-2).

Общая погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,707%

Если температура смеси выходит за установленные пределы (100-200) ⁰С, то загораются соответствующие лампы сигнализации. Сигнал о текущей температуре поступает на контроллер APACS+, где значение температуры высвечивается. Если температура вышла за установленные пределы, то контроллер вырабатывает дискретное регулирующее воздействие на включение или выключение магнитного пускателя (10-3), который, в свою очередь, включает или выключает ТЭН. В результате температура смеси будет поддерживаться в заданном диапазоне. Параллельно с локальным контуром работает аналогично и контур регулирования от ЭВМ.
Схема 11. Защитное воздействие при превышении температуры в смесителе выше допустимой (300 ⁰С).

При превышении температуры смеси значения 300 ⁰С для предотвращения аварийной ситуации необходимо закрыть клапан (11-3) для прекращения подачи компонента А в смеситель и одновременно открыть клапан (11-4) для слива смеси в аварийный чан.

Датчик температуры (11-1) воспринимает текущую температуру смеси. Токовый сигнал (4-20) мА воспринимается и регистрируется вторичным прибором (11-2). Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,707%

При превышении температуры смеси свыше 300 ⁰С на щите оператора загорается сигнальная лампочка. Токовый сигнал (4-20) мА также воспринимается контроллером QUADLOG. При превышении температуры контроллер вырабатывает регулирующее воздействие (4-20) мА, которое по 19 адресу закрывает, а по адресу 20 открывает соответствующие клапана. Аналогично работает и контур ЭВМ.
Схема 12. Многоканальный контроль температуры.

Датчики (12-1), (12-2) измеряют температуры и результаты измерений в виде сигналов (4-20) мА передают значения температур на вторичный прибор (12-3). Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,56%

Кроме того, эти значения передаются на контроллер APACS+, где высвечиваются. Далее эти значения по адресу В₁₂ поступают на вход ЭВМ, где могут быть распечатаны и использованы по назначению.
Схема 13. Защитное воздействие при превышении давления газа в аппарате.

При превышении давления газа в аппарате Р3 величины 10 МПа происходит сброс газа через клапан (13-4). Датчик избыточного давления (13-1) воспринимает значение давления и передает его в виде токового сигнала (4-20) мА на вторичный прибор (13-2). Здесь значение давления измеряется, регистрируется (при превышении загорается сигнальная лампа HL 4). Погрешность канала измерения давления составляет:

ε = 0,56%
Затем токовый сигнал (4-20) мА передается на контроллер ПАЗа. Если в результате сравнения будет иметь место превышение давления, то контроллер вырабатывает дискретный сигнал на включение магнитного пускателя (13-3), который в свою очередь, откроет электромагнитный клапан (13-4) и происходит частичный сброс газа в атмосферу. Контур защитного воздействия от ЭВМ работает аналогично.
Схема 14. Контроль гидростатического давления жидкости в аппарате С1.

Датчик гидростатического давления (14-1) передает токовый сигнал (4-20) мА на вторичный прибор (14-2), где разность давлений регистрируется и сигнализируется. Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,56%

Далее сигнал (4-20) мА идет на контроллер РСУ и на вход ЭВМ для его печати и дальнейшего использования в расчетах.
Схема 15. Контроль разности давлений компонентов в подводящих трубопроводах к емкости С2.

Разность давлений 3 МПа воспринимается датчиком разности давлений (15-1). Погрешность канала измерения составляет 0,25%. Токовый сигнал (4-20) мА поступает на контроллер РСУ, где высвечивается значение разности давлений. Далее сигнал (4-20) мА поступает на вход ЭВМ.
Схема 16. Контроль величины разрежения в аппарате А1.

Датчик разрежения (16-1) воспринимает величину разрежения. Погрешность канала измерения составляет 0,25%. Токовый сигнал (4-20) мА поступает на контроллер РСУ, где высвечивается значение давления. Токовый сигнал так же поступает на вход ЭВМ, где величина разрежения регистрируется в виде графика.
Схема 17. Регулирование температуры целевого продукта в теплообменнике.

Температура целевого продукта поддерживается на уровне 373 К изменением подачи хладагента.

Текущая температура целевого продукта воспринимается датчиком (17-1). Токовый сигнал (4-20) мА поступает на вторичный прибор (17-2), где регистрируется. Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,56%

Далее сигнал (4-20) мА поступает на контроллер РСУ, где высвечивается значение температуры целевого продукта. При наличии рассогласования регулирующее воздействие с контроллера в виде (4-20) мА идет на регулирующий клапан (17-3). В результате подачи хладагента будет изменяться и желаемая температура целевого продукта будет 373 К. контур от ЭВМ работает аналогично.

Схема 18. Контроль расхода жидкости и сигнализация при охлаждении установки.

Расходомер (18-1) показывает измеренное значение расхода. Далее токовый выход (4-20) мА поступает на вторичный прибор (18-2), где значение расхода фиксируется, регистрируется, а также сигнализируется установленная ранее величина расхода. Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 2,06%

Токовый сигнал поступает на контроллер РСУ, где величина расхода высвечивается, а также на вход ЭВМ, где расход регистрируется в виде графика.
Схема 19. Регулирование расхода жидкости (с использованием ротаметра).

Ротаметр (19-1) измеряет текущее значение расхода. Унифицированный пневматический выходной сигнал его преобразуется в унифицированный токовый (0-5) мА преобразователем (19-2). Вторичный прибор (19-3) фиксирует и регистрирует величину расхода. Погрешность канала измерения равна:

ε = = 1,87%

Токовый сигнал с прибора (19-3) поступает на контроллер РСУ, где высвечивается значение измеренного расхода. При наличии рассогласования контроллер вырабатывает регулирующее воздействие, которое в виде (4-20) мА поступает на клапан (19-4). Таким образом, поддерживается заданная величина расхода. Контур от ЭВМ работает аналогично.
Схема 20. Контроль расхода жидкости (газа, эмульсии, суспензии, нефти, взвеси, мазута, гудрона и т.д.).

Токовый сигнал (4-20) мА с выхода расходомера (20-1) подается на вторичный прибор (20-2), где фиксируется и регистрируется значение расхода. Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,51%

Контроллер РСУ высвечивает значение расхода. ЭВМ также фиксирует значение измеренного расхода в виде графика.
Схема 21. Включение электродвигателя.

При нажатии пусковой кнопки (21-1) срабатывает магнитный пускатель (21-2), который в свою очередь включает электродвигатель М2.


Схема 22. Регулирование расхода сыпучего материала.

Расход сыпучего материала поддерживается на уровне 250 кг/ч изменением числа оборотов шнека.

Датчик ленточного расходомера (22-1) воспринимает вес ленты транспортера с сыпучим материалом на ней. Выходной сигнал расходомера ленточного (0-5) мА поступает на вторичный прибор (22-2), где фиксируется и регистрируется текущее значение расхода. Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 1,58%

Токовый сигнал (4-20) мА поступает в контроллер РСУ, где высвечивается текущее значение расхода. При наличии рассогласования расходов контроллер вырабатывает регулирующее воздействие (4-20) мА, которое после преобразования в (22-3) в (0,02-0,1) МПа воздействует на исполнительный механизм (22-4). В результате вариатор изменяет число оборотов шнека. Достигается заданное значение расхода. Контур от ЭВМ работает аналогично.
Схема 23. Контроль числа оборотов электродвигателя мешалки.

Тахометр (23-1) фиксирует число оборотов, пневматический выходной сигнал (0,02-0,1) Мпа преобразователем (23-2) преобразуется в (4-20) мА. вторичный прибор (23-3) фиксирует, регистрирует и сигнализирует величину числа оборотов. Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 1,87%

Затем сигнал(4-20) мА поступает в контроллер РСУ и в ЭВМ.


Схема 24. Контроль уровня сыпучего материала, жидкости, эмульсии.

Радарный измеритель уровня «APEX» (24-1) измеряет уровень сыпучего материала в емкости. Выходной сигнал (4-20) мА фиксируется, регистрируется, сигнализируется вторичным прибором (24-2). Погрешность канала измерения составляет:

ε = = 0,502%

Токовый сигнал (4-20) мА с прибора (24-2) поступает на контроллер РСУ, где высвечивается текущее значение уровня, а также на вход ЭВМ, где значение уровня регистрируется в виде графика.