WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |

Математические модели стадии синтеза производства этаноламинов и разработка оптимальных систем коррекции его фракций на основе хроматографической диагностики

-- [ Страница 12 ] --

располагается в слоте № 2 основного каркаса (каркас 0) и поддерживает до 3 каркасов расширения. Слоты № 4,..., 11 всех каркасов служат для размещения модулей ввода-вывода, причем контроллеры SIMATIC могут принимать все виды унифицированных входных сигналов по току и напряжению, сигналы термопар и термометров сопротивления с различными видами номинальных статических характеристик: вид входного сигнала выбирает пользователь при монтаже контроллера, а не при заказе (кроме взрывозащищенных модулей). Питание модулей ввода-вывода и процессорного модуля осуществляется напряжением = 24 В от блока питания PS407, подключаемого к слоту № 1 каждого каркаса. При помощи модуля IM360, устанавливаемого в каркасе 0, и модуля IM361, устанавливаемого в каркасах расширения, осуществляется связь между каркасами.

Все процессорные модули контроллеров S7 – 400 имеют встроенный интерфейс MPI. Подключение контроллера SIMATIC к станции оператора на основе IBM-совместимого компьютера производится с помощью платы CP443 - 1, которая устанавливается в слот системной шипы PCI. Плата СР443 - 1 – это адаптер для связи станции оператора с контроллером и позволяет использовать станцию оператора в качестве программатора. СР441 – коммуникационный процессор с интерфейсом RS 232. Станция оператора и микроконтроллер полностью совместимы и аппаратно, и программно. Станция оператора размещается в помещении ЦПУ. В АСУТП станция оператора выполняет следующие функции:

– предоставление оператору информации о текущей стадии процесса и о текущих значениях технологических параметров;

– архивирование технологической информации;

– регистрация хода технологического процесса в форме периодически выдаваемых операционных листов;

– сообщение об аварийных и предаварийных ситуациях;

– регистрация действий обслуживающего персонала.

Для решения этих задач фирмой Siemens предлагается открытая система визуализации (SCADA) WinCC, полностью совместимая с контроллерами серии S7. SCADA WinCC состоит из среды разработки и среды исполнения проекта, работающей в режиме реального времени. Ядро среды разработки WinCC образует нейтральная по отношению к отраслям промышленности и технологиям базовая система, которая оснащена всеми важнейшими функциями визуализации и обслуживания. WinCC включает в себя следующие программные компоненты:

– Control Center – для быстрого обзора всех данных проекта и глобальных установок;

– Graphics Designer – для создания мнемосхем и динамических графических объектов изображений процесса;

– Alarm Login – для сбора и архивации событий в системе;

– TagLogging – для архивирования измеряемых величин. Данные из архива могут визуализироваться в виде трендов и таблиц;

– Report Designer – для генерации отчетов по времени в свободно программируемом формате;

– Global Scripts – для программирования действий, производимых с объектами;

– User Administration – для управления правами доступа пользователей.

Программное обеспечение контроллера SIMATIC S7 – 400, разрабатывается в среде программирования Step 7. Step 7 позволяет последовательно пройти все стадии: от проектирования аппаратной конфигурации контроллера и написания пользовательского программного обеспечения до программного теста и архивации проекта.

(рисунок 4.12):

– нижний уровень – программа микропроцессорного контроллера;

– верхний уровень – исполняемый модуль среды визуализации.

Рисунок 4.12 – Структура программного обеспечения Каждый уровень программного обеспечения включает среду разработки и исполняемую часть. Исполняемые части уровней контроллера и станции оператора обмениваются между собой данными. С учетом структуры на рисунке 4.12, предложена укрупненная структура взаимодействия программного обеспечения системы управления (рисунок 4.13). Как видно, эта структура включает три основных блока: блок формирования файлов для передачи информации о параметрах процентного состава сырьевых потоков по целевым компонентам, блок формирования файлов контроллера для передачи информации о параметрах технологического процесса и блок формирования визуализации, архивирования станции оператора и команд для контроллера.

Рисунок 4.13 – Укрупненная структура взаимодействия программного обеспечения СУ Удобство обработки информации и высокую надежность обеспечивают функциональные возможности автоматизированной системы.

Важно отметить, что компонентный состав фракций этаноламинов определяется путем хроматографического анализа [41] – используется промышленный газовый хроматограф GC1000 Mark II фирмы YOKOGAWA, (см.

приложение Г). Данная задача (определение фракционного состава) решается методом имитированной дистилляции. При этом происходит определение количества каждого компонента, присутствующего в пробе, в соответствии с его температурой кипения. Благодаря наличию клапана ввода жидкой пробы с испарителем становится возможным анализ образцов, как склонных к полимеризации, так и образцов, содержащих компоненты с низкими точками кипения, которые могут вызвать образование пузырьков.

моноэтаноламина HOCH2CH2NH2, диэтаноламина (HOCH2CH2)2NH и триэтаноламина (HOCH2CH2)3N в хроматографической колонке в качестве неподвижной фазы используется слабокислотная смола сефадекс G 25. Первым из колонки на детектирование поступает триэтаноламин, затем последовательно диэтаноламин и моноэтаноламин.

На графике (рисунок 2.22) приведена зависимость концентрации МЭА и ТЭА. Видно, что с ростом МЭА снижается доля ТЭА в реакционной смеси.





Характерный график приведен на рисунке 3.7, на котором отображается интегральная характеристика, связывающая расход пара во втором контуре ППАК с концентрацией МЭА, что подтверждает общие выводы работы по содержанию на выходе стадии синтеза.

На рисунке 4.14 представлена структурная схема комплекса технических средств системы управления процессом синтеза этаноламинов с использованием промышленного газового хроматографа.

Выходной сигнал GC1000 Mark II в виде аналогового сигнала поступает в управляющую станцию хроматографа и далее после преобразования в цифровую форму поступает в есть АСУТП. В этом случае выходная информация хромато графического комплекса становится доступной как для станции оператора, так и для микропроцессорного контроллера, который формирует управляющие воздействия.

Коммуникационный процессор СР 441 с интерфейсом RS 232 необходим для соединения контроллера с анализаторной шиной через ее сервер (GCAS). Это позволит объединить в единое информационное поле данные с датчиков, подающих сигнал на контроллер, и хроматографов, подключенных к анализаторной шине.

Рисунок 4.14 – Структурная схема комплекса технологических средств системы управления процессом синтеза этаноламинов Преимуществами непосредственного подключения хроматографов к дублированной волоконно-оптической линии связи анализаторной шины являются:

– удаленный мониторинг состояния хроматографов и управление ими с одного рабочего места;

– отображение данных от хроматографов непосредственно на станциях оператора РСУ;

– архивирование хроматограмм и диагностических сообщений на едином сервере, – минимизация количества кабельных линий от хроматографов до диспетчерского пульта.

Конфигурация системы при использовании шины анализатора представлена на рисунке 4.15.

Хроматографический комплекс GC1000 Mark II имеет специализированное программное обеспечение, позволяющее получить на выходе информацию о процентном составе сырья по целевым компонентам. Это программное обеспечение согласовано с программным обеспечением управляющего модуля станции оператора.

Эксплуатация, обслуживание и техническая настройка хроматографа значительно упрощена благодаря реализации дружественного человекомашинного интерфейса (графический интерфейс и программное обеспечение Maintenance Terminal).

При каждом анализе проводится предварительная диагностика колонки, результаты которой отображаются на экране или извещаются сигналом, а также автоматическое распознавание пика. Изменение времени открытия строба в зависимости от времени удерживания происходит автоматически при каждом анализе либо при калибровке.

возможными контроль и управление хроматографами с персонального компьютера, установленного в операторной.

Рисунок 4.15 – Конфигурация системы при использовании шины анализатора GCAS – сервер шины анализатора; GCIU – блок интерфейса GC;

GCHUB – HUB (концентратор); PC – персональный компьютер;

ASMT – Analyser Server Maintenace Terminal (программный пакет);

(рисунок 4.16), позволяющем следить за состоянием анализатора и управлять его работой. В одном окне отображаются текущий рабочий режим, состояние клапанов и датчиков, хроматограмма. Это позволяет с одного взгляда получить представление о рабочем состоянии прибора. Для изменения режима работы, открытия или закрытия клапана, просмотра детализированной хроматограммы и.

т. д. достаточно только щелкнуть в окне на объекте.

полиэтерификации представлена на рисунке 4.17. Эта схема состоит из двух уровней: уровня программного обеспечения станции оператора и уровня программного обеспечения контроллера. В схеме используется сервер реального времени, сервер архивных данных, сервер хроматографической информации.

Кроме этого используются база данных реального времени, прикладная база данных и другие блоки.

Рисунок 4.17 – Полная версия структуры программного обеспечения АСУТП синтеза этаноламинов Информация с датчиков после оцифровки поступает в программное обеспечение технологического контроллера, где происходит первичная обработка и опенка достоверности полученных сигналов. Далее через подсистему организации информационного обмена данные поступают в информационную подсистему, реализующую функцию подстройки параметров физикоматематической модели информационного канала детектирования сигналов.

Полученная текущая информация через базу данных запрашивается подсистемой прогнозирования и системой управления параметрами технологического процесса. Подсистема прогнозирования с учетом характера и особенностей технологического процесса выполняет краткосрочное и долгосрочное прогнозирование протекания технологического процесса и информирует эксплуатационный персонал через подсистему визуализации процессов о результатах прогноза. Подсистема управления параметрами технологического исполнительные устройства с целью коррекции по процентному компонентному составу сырья. Расчет управляющих и корректирующих воздействий осуществляется на основании теоретических и экспериментальных исследований, полученных в главе 3 настоящей работы. Сформированные воздействия через подсистему организации информационного обмена с технологическим контроллером поступают в программу управления процессом.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

В главе подробно рассмотрены функциональная схема автоматизации с учетом применения промышленных аналитических анализаторов в системе коррекции состава этаноламинов. Выполнена классификация промышленных анализаторов с обоснованным выбором одного из них для указанной задачи, а именно выбран поточный хроматограф фирмы Yokogawa. С целью оценки качества системы управления выполнено исследование управляемости и устойчивости системы.

обеспечивающий получение на выходе стадии синтеза максимального значения моноэтаноламина более 70 %.

В этой же главе разработан программно-технический комплекс контроля и управления процессом синтеза производства этаноламинов на основе информационных технологий.

По работе получено положительное решение на патент на установку и систему коррекции.

Таблица 4.6 – Сравнительные показатели эффективности приборно-программного аналитического комплекса (ППАК) В итоге по результатам настоящей работы на заключительной стадии ректификации снижаются затраты на энергоресурсы на 9 %, на временные затраты на 15 %, что приводит к увеличению выпуска этаноламина на 5 %.



Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 || 13 | 14 |
 


Похожие работы:

« ПЕНКИН КОНСТАНТИН ВЛАДИМИРОВИЧ Математические модели стадии синтеза этаноламина и разработка оптимальных систем коррекции его фракций Специальность 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – доктор технических наук, профессор Сажин С.Г. Дзержинск – 2014 г. 2 Оглавление Введение Глава 1. Анализ технологического процесса синтеза этаноламинов как ...»

«Величко, Александр Павлович Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы Москва Российская государственная библиотека diss.rsl.ru 2007 Величко, Александр Павлович.    Разработка ИК­радиометрического комплекса, обеспечивающего дистанционный контроль и исследование облаков и прозрачности атмосферы [Электронный ресурс] : дис. . канд. техн. наук : 05.11.13. ­ Москва: РГБ, 2007. ­ (Из фондов Российской ...»

« Пастухов Юрий Викторович ИНФОРМАЦИОННО – ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ПРОМЫШЛЕННОЙ КОРРОЗИИ С ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ОСНОВЕ ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (в машиностроении) Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель – докт. техн. наук, профессор Муха Ю. П. Волгоград - 2014 2 Оглавление Введение.... 5 Глава 1. Современное состояние ...»

« Фесько Юрий Александрович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕХМЕРНОЙ ФОРМЫ ОБЪЕКТОВ 05.11.07 – Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель – кандидат технических наук, профессор Тымкул Василий Михайлович Новосибирск – 2014 2 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 1 Аналитический обзор научно-технической и патентной литературы по оптическим и оптико-электронным ...»

« ЛАРИН АЛЕКСЕЙ АНДРЕЕВИЧ СПОСОБЫ ОЦЕНКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ Специальность: 05.11.13 – Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель -кандидат технических наук, старший научный сотрудник Бакулин В.Н. Научный консультант - кандидат технических наук, доцент Резниченко В.И. Москва 2013 2 Содержание ...»








 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.