Разработка концепции и требований к системам управления технологичес

Модель AXF025C-E2AL1N-BD41-4NB/KF2/QR

DУ = 25 мм

Подсоединение к процессу фланцевое по стан-

дарту EN-1092-1 Ру = 40

Степень защиты от воздействия пыли и воды

IP67 по ГОСТ 14254

Маркировка взрывозащиты: 1ExdIICT6 X. Напряжение питания 24 В Выходной сигнал 4...20 мА Диапазон измерения: от 0 до +3 м3/ч Точность 0,35 %

Измерение расхода и количества растворителя

Для измерения газов, а также не токопроводящих жидкостей в широком диапазоне возможных расходов среды целесообразно использовать расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры) или ротационные (турбинные) расходомеры. Ротаметры специфичны в монтаже, поэтому для измерения расхода растворителя в смеситель СПД (поз. 303) выбран расходо- мер-счетчик ЭМИС-ПЛАСт 220 (производство компании «Эмис»). Принцип действия расходомера основан на вращении измерительного механизма под действием измеряемой среды. Частота вращения строго пропорциональна объемному расходу среды, проходящей через расходомер. Назначение: измерение объемного расхода жидкостей, газов.

Модель ЭМИС-ПЛАСТ 220-Вн-025-ст-4-80-0,5-ГП

DУ = 25 мм

Подсоединение к процессу фланцевое по стандарту

EN-1092-1 Ру = 40

Степень защиты от воздействия пыли и воды IP65 по ГОСТ 14254

Маркировка взрывозащиты: 1ExdIICT6 X Напряжение питания 24 В Выходной сигнал 4...20 мА Диапазон измерения: от 0 до +1 м3/ч Точность 0,5 %

101

Приборы измерения давления

Современные методы измерения давления очень тесно конкурируют друг с другом. Для выбора датчика давления необходимо руководствоваться параметрами технологической позиции. Ограничительными факторами обычно служат стоимость оборудования а также требования к его надежности. Для измерения давления в смесителе СПД выбран датчик избыточного давления EJX530A (производство компании Yokogawa). В основе принципа измерения лежит резонансно-частотный метод. Назначение: измерение избыточного давления азотной подушки в смесителе СПД.

Модель EJX530A-EBS7N-017NL/CF1/QR

Диапазон измерения 0…20 кгс/см2 Шкала прибора 0…6 кгс/см2

Подсоединение к процессу наружная резьба ½ NPT Степень защиты от воздействия пыли и воды IP67 по ГОСТ 14254

Маркировка взрывозащиты: 1ExdIICT6 X. Напряжение питания 24 В Выходной сигнал 4...20 мА; точность 0,1 %

Приборы измерения уровня

Датчик уровня

При выборе датчика уровня необходимо учитывать, что в смесителе происходит перемешивание, вследствие чего на сенсор будут оказываться механические нагрузки. В связи с этим для измерения уровня в смесителе СПД (поз. 402) выбран микроимпульсный уровнемер Levelflex M (производство компании «Эндрес Хаузер»). Принцип действия прибора основан на определении времени прохождения микроволнового импульса до поверхности рабочей среды. Назначение: непрерывное измерение уровня и уровня межфазного раздела жидкостей и сыпучих продуктов.

102

Модель FMP40-7-K-K-2-CGJ-B-1-1-A-A 2000 мм Тип зонда: стержневой, 16 мм Длина зонда 2000 мм

Класс взрывобезопасности Exd [ia] Подсоединение к процессу фланцевое, ДУ = 50 Выходной сигнал 4...20 мА Диапазон измерения: от 0 до +2 м Погрешность 0,09 %

Сигнализаторы уровня

Для сигнализации предельных уровней выбираем сигнализаторы серии VEGASWING61 производства компании VEGA (Вега). Принцип действия датчиков основан на изменении частоты колебаний рабочей части прибора (вилки) при погружении ее в среду. Назначение: сигнализация предельного уровня жидких сред.

Модель VEGASWING61

Подсоединение к процессу: фланцевое по стандар-

ту EN-1092-1, ДУ = 25 мм, РУ = 40

Степень защиты от воздействия пыли и воды: IP66 Маркировка взрывозащиты: 1Exd

Температура окружающей среды: –40...+70 °С Температура процесса: –50...150 °С Напряжение питания: 24 В Выход: бесконтактный переключатель Длина монтажной части: 65 мм

Сигнализация довзрывоопасных концентраций

В зоне смесителя присутствуют пары растворителя. Для обеспечения безопасной работы персонала необходимо следить, чтобы концентрация вредных веществ не превышала допустимых норм. Для этого выбран сигнализатор горючих газов СТМ10 (поз. 601). Принцип действия прибора основан на каталитическом сгорании углеводородных газов и паров на чувствительном элементе. Выходной сигнал детектора обусловлен разно-

103

стью температур чувствительного и опорного элемента в присутствии горючих газов. Назначение: автоматический непрерывный контроль довзрывоопасных концентраций многокомпонентных воздушных смесей горючих газов и паров.

Модель СТМ-10-0001Дц Диапазон измерения: 0…50 % НКПР

Основная погрешность измерения: 5 % НКПР Основная погрешность для срабатывания сигнализации: 1 % НКПР Токовый выходной сигнал: 4…20 мА

Температура окружающей среды: –60...+50 °С

Запорно-регулирующая арматура

Для регулирования расхода пара в межтрубное пространство теплообменника Т1 (поз. 302, см. приложение) выбран односедельный клапан серии21000 (производство «ДСКонтролз»).

Модель 87-21700А

Тип привода – нормально открытый Условный диаметр 50 мм Условное давление 40 кгс/см2 Температура среды: –100...650 °С Управляющий сигнал 4...20 мА

Для унификации оборудования для регулирования расхода водыпринимаеманалогичныйклапансусловнымдиаметром25 мм.

В качестве клапана-отсекателя на линиях подачи растворителя и азота в смеситель С-1 выбран односедельный клапан серии 21000 (производство «ДС Контролз»).

Модель 88-21700А

Тип привода – нормально закрытый Условный диаметр 25м Условное давление 40 кгс/см2 Температура среды: –100...650 °С Управляющий сигнал 4...20 мА

104

Выбор барьера искробезопасности

Для разделения между искробезопасными и искроопасными электрическими цепями выбираем одноканальный барьер искрозащиты серии 9163 (производство компании «Шталь»). Назначение прибора: разделение между искробезопасными и искроопасными электрическими цепями.

Модель прибора: 9163 Гальваническое деление сигналов 0/4 мА ... 20 мА

HART 3- и 4-проводных измерительных преобразрвателей и источников тока Применяется для 4-проводного измерительного

преобразрвателя HART и источников тока (HART) Вход искробезопасный [EEx ia] IIC Двунаправленная передача сигналов HART Гальваническое деление между входом, выходом и цепью питания Контроль и сигнализация обрыва провода / короткого замыкания

Допускается монтаж в зоне 2

Применяется до SIL 2 (IEC 61508)

Подачу гранулированной пластмассы в смеситель СПД обеспечивает шнек-дозатор. Производство компании «Универсал Сервис».

Модель ВСД 1 Объем воронки 220 л

Производительность 35 кг/мин Транспортная высота 2200 мм Высота воронки 1000 мм Вес 200 кг

Для регулирования частоты вращения двигателя шнека и мешалки смесителя использован универсальный низковольтный (380 В) трехфазный частотно-регулируемый электропривод «Тирол АТ16». Назначение: регулирование скорости вращения асинхронных электродвигателей 0,75…315 кВт.

105

Питание: 3×180 (415, 440)В + 10...15 %; 50/60 Гц ± 2 %.

Выходное напряжение: 3×(0..380)В ± 2 % Выходная частота: 1…50(100) Гц ± 0,1 % Полная мощность 120 кВА Номинальная мощность двигателя 90 кВт Номинальный ток 180 А Ток перегрузки 120 % КПД 95 %

Выбранные технические средства автоматизации сведены в таблицу (табл. 12).

Разработка функциональной схемы автоматизации

Функциональная схема автоматизации разработана по ГОСТ 21.404–85. Функциональная схема автоматизации выполнена на основании технологической схемы и таблицы параметров. Функциональная схема автоматизации выполнена развернутым способом, с указанием всех приборов и средств автоматизации. Пример оформления схемы приведен в приложении.

Описание работы АСУТП

Сигналы от датчиков по интерфейсам «токовая петля» и «сухой контакт» поступают на микропроцессорный контроллер. Контроллер реализует автоматически управляющие функции – одноконтурное и каскадное регулирование. Данные о состоянии объекта передаются по цифровому интерфейсу на SCADA-станцию (станции оператора). Оператор следит за параметрами дистанционно (через интерфейс SCADA-станции и контроллер), управляет включением/выключением двигателей мешалки и шнека, открытием/закрытием клапанов. Управляющие воздействия, как дискретные, так и аналоговые, поступают на исполнительные устройства и двигатели от контроллера. Также предусмотрено местное управление.

Аналогичным образом работает подсистема противоаварийной защиты.

106

Таблица 1 2

Перечень используемых технических средств автоматизации

107

Продолжение табл. 1 2

109