АСУ ТП приготовления водо-спиртовой смеси Введение Особенности и преимущества разрабатываемой автоматизированной системы управления технологическим процессом приготовления водо-спиртовой смеси: 1. возможность получения водно - спиртовой смеси в потоке заданной крепости без дополнительного емкостного оборудования. 2. охлаждение водно - спиртовой смеси в потоке до заданной температуры высоко эффективным пластинчатым разборным теплообменником. 3. все процессы управляются с одной панели управления. 4. насосное оборудование, снабжено частотными преобразователями 5. высокоточные массовые расходомеры 6. малый внутренний объём модуля (снижаются потери спирта) 7. статический миксер, обеспечивающий полное смешивание спирта и воды 8. стабильность свойств продукта на протяжении всего цикла работы 9. технологические компоненты ведущих мировых производителей. 1. Описание технологического процесса как объекта управления, в т. ч. воздухоотделителей (латерна), статического миксера, теплообменника. 1.1 Описание процесса, как объекта управления Спирт и вода подаются центробежными насосами из емкостей хранения ЕН1 и ЕН2 на установку. Проходя через отделители воздуха, потоки жидкостей освобождаются от воздуха, негативно влияющего на работу установки и качество полученного продукта. После соединения потоков спирта и воды, они проходят через статический миксер, где достигается полное перемешивание потоков. На выходе из статического фильтра установлен поточный оптический спиртометр который измеряет крепость водо-спиртовой смеси. Сигналы с прибора поступают в систему управления, которая согласовывает работу регулирующих клапанов таким образом, чтобы обеспечить заданную крепость водо-спиртовой смеси. Далее водо-спиртовая смесь охлаждается до заданной температуры (14°С) в пластинчатом разборном теплообменнике. Температура охлаждения регулируется автоматически, клапаном с пневмоэлектрическим приводом, изменяющим поток теплоносителя в соответствии с сигналом, поступающим с контроллера. Готовая водо-спиртовая смесь подается в напорную емкость центробежным насосом, который управляется с общего контроллера модуля. 1.2. Описание основных аппаратов процесса, как объекта управления Объектом управления является технологический процесс смешение воды и спирта с последующим охлаждением водо-спиртовой смеси в теплообменнике до заданной температуры. В процессе смешение воды и спирта, охлаждением водо-спиртовой смеси она проходит ряд аппаратов таких как: • ЕН1, ЕН2 - емкости хранения воды и спирта; • КН1, КН2 – деаэрационные латерны; • СМ – статический миксер; • ТО – теплообменник. Необходимо: В емкостях ЕН1, ЕН2 осуществлять контроль уровня воды и спирта, соответственно. В деаэрационных латернах КН1, КН2 осуществлять освобождение воды и спирта от воздуха и регулировать уровень, соответственно. В статическом миксере СМ осуществлять регулирование концентрации водо – спиртовой смеси. В теплообменнике ТО осуществлять регулирование температуры водо-спиртовой смеси. Анализ контролируемых, регулируемых и сигнализируемых параметров технологического процесса. Определение числа точек ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов. Анализ специфики технологического процесса и тех требований которые к нему предъявляются, позволил определить основные технологические параметры, а также их значимость в АСУ. К регулируемым параметрам можно отнести следующие: 1) уровень в деаэрационных латернах КН1, КН2; 2) соотношение расходов воды и спирта; 3) температура на выходе из теплообменника; 4) Работа насосов Н1, Н2, Н3. Причина выбора именно этих параметров в качестве регулируемых -эти технологические параметры непосредственно влияют на качество продукта и безопасность протекания процесса. Контролируемым параметром процесса является уровень в емкостях ЕН1, ЕН2 Шифр Агрегата Наименование параметра исследуемой среды Размер­ность Функции Тип датчика Диапазон измерений min max 1 2 3 4 5 6 7 LI 1a уровень м измерение 0 10 LI 2a уровень м измерение 0 10 Кл 1д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 Кл 2д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 Контролируемым параметром процесса является запуск насосов Н1, Н2 Шифр Агрегата Наименование параметра исследуемой среды Размерность Функции Тип датчика Диапазон измерений min max 1 2 3 4 5 6 7 Кл 1д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 Кл 2д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 М1 Н1 производительность м3 /ч исп. мех. 0 10 М2 Н2 производительность м3 /ч исп. мех. 0 10 Контролируемым параметром процесса является заполнение деаэрационных латерн КН1, КН2 Шифр Агрегата Наименование параметра исследуемой среды Размерность Функции Тип датчика Диапазон измерений min max 1 2 3 4 5 6 7 PI 3а давление МПа измерение 0 0,03 PI 4а давление МПа измерение 0 0,03 Кл 3д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 Кл 4д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 Контролируемым параметром процесса является уровень в деаэрационных латернах КН1, КН2 Шифр Агрегата Наименование параметра исследуемой среды Размер­ность Функции Тип датчика Диапазон измерений min max 1 2 3 4 5 6 7 LI 5a уровень м измерение 0 10 LI 6a уровень м измерение 0 10 Кл 5д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 Кл 6д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 Контролируемым параметром процесса является концентрация водо – спиртовой смеси в статическом миксере СМ Шифр Агрегата Наименование параметра исследуемой среды Размер­ность Функции Тип датчика Диапазон измерений min max 1 2 3 4 5 6 7 QI 9a концентрация % измерение 40 44 Кл 9д сечение м2 / м2 Клапан 0 50 Контролируемым параметром процесса является температура водо – спиртовой смеси в теплообменнике ТО Шифр Агрегата Наименование параметра исследуемой среды Размер­ность Функции Тип датчика Диапазон измерений min max 1 2 3 4 5 6 7 ТI 12a температура 0 С измерение 14 16 Кл 12д сечение м2 / м2 Клапан 0 20 Контролируемым параметром процесса является запуск насоса Н3 Шифр Агрегата Наименование параметра исследуемой среды Размер­ность Функции Тип датчика Диапазон измерений min max 1 2 3 4 5 6 7 Кл 6д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 Кл 9д сечение м2 / м2 Клапан 0 50 Кл 12д сечение м2 / м2 Клапан 0 20 М3 Н3 производительность м3 /ч исп. мех. 0 10 Контролируемым параметром процесса является давление за насосом Н3 Шифр Агрегата Наименование параметра исследуемой среды Размерность Функции Тип датчика Диапазон измерений min max 1 2 3 4 5 6 7 PI 11а давление МПа измерение 0 0,03 Кл 11д сечение м2 / м2 Клапан 0 1 3. Определение числа точек ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов Из выше представленного анализа контролируемых, регулируемых и сигнализируемых параметров технологического процесса приготовления водо – спиртовой смеси определяем число точек ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов: - число точек ввода аналоговых сигналов 11 - число точек вывода аналоговых сигналов 12 - число точек ввода дискретных сигналов 7