Виробництво екстракційної фосфорної кислоти

 

3.1.5 ВИМОГИ ПО СТАНДАРТИЗАЦІЇ ТА УНІФІКАЦІЇ.

Унiфiкацiя рішень, прийнятих  у розроблювальної АСК, означає їхня спадкоємнiсть стосовно рішень, що мають позитивний досвід перевірки. Виконання перерахованих нижче вимог повинно забезпечувати високий ступінь уніфікації рішень в АСК.

1) Для реалiзацiї функцій  безпосередньо цифрового регулювання

(БЦР) варто орієнтуватись  на вибір серійних програмно-технічних  засобів.

2) Для реалiзацiї інших  базових функцій, що повинні  виконуватись

у ВК верхнього рівня системи, варто орiентуватись на вибір серійних засобів

програмно-технічного комплексу (ПТК), супроводжуваного, крім того, унiфiкованим  програмним забезпеченням. бажано також, щоб обраний ПТК забезпечував програмно - технiчнi рішення, що забезпечують його взаемодiю з нижнім pівнeм  системи.

 

3.1.6 ВИМОГИ ЩОДО НАДІЙНОСТІ АСКТП.

Дана АСКТП призначена для безупинної, цілодобової роботи з періодичним припиненням для  проведення робіт із технічного обслуговування.

Для забезпечення надійного  функціонування АСКТП необхідно  передбачити: зняття команд керування  виконавчими механізмами у випадках "зависання" мікропроцесорного контролера; за6езпечення комплексу заходів

для сигналізації аварійних  ситуацій, і так саме перед6ачати 6локування таких ситуацій; оцінку суми вхідних матеріальних потоків, з урахуванням реакцій, порівнювати  її із сумою відводuмuх матеріальних потоків.

     Наробіток  на відмову даної системи повинна  знаходитись у межах 30000 часів.

Середній година відновлення  працездатності системи не більш 60  хвилин.

Середній термін служби системи  не менш 10 років, з урахуванням проведення відбудов їх робіт та системи планово попереджувальних ремонтів основного та допоміжного устаткування.

Значення наробітку на відмову повинно бути підтверджено збором та опрацюванням iнформацiї з  відмов.

Критерієм відмови системи  в процесі експлуатації є таке порушення працездатності системи, при якому відсутня хоча б функціональна  інформація з будь-якого каналу, що безпосередньо впливає на процес.

 

3.1.7 Задачі контролю та керування процесом

АСКТП призначена для автоматизованого керуванням відділенням  виробництва  екстракційної фосфорної кислоти. Ціль розробки – створення системи, побудованої на сучасних технічних  засобах, що дозволяють ліквідувати  недоліки діючої системи керування. З огляду на недоліки  діючої АСКТП , очевидна необхідність створення  більш удосконаленої системи  керування, побудованої на базі сучасних технічних засобів.

 

Функції виконувані системою.

САК забезпечує виконання  наступних функцій.

• функції контролю;
• функції регулювання і стабілізації технологічних                   параметрів;
• функції керування;
• інформаційні функції;
• допоміжні функції.

 

4. Функціональна частина проекту.

4.1.1 Призначення, цілі та автоматизовані функції АСКТП.

Основними цілями розроблювальної  АСКТП є:

- збільшення продуктивності  об'єкта;

- підвищення надійності  роботи основного технологічного  устаткування;

- поліпшення умов праці  виробничого персоналу і підвищення  його ефективності;

- підвищення оперативності  керування;

- стійке функціонування  виробництва в цілому;

• ведення технологічного процесу в заданому режимі.

- підвищити ефективність роботи  цеху і забезпечити резерви  для його подальшого розширення  і модернізації;

- підвищити безпеку роботи цеху  завдяки запобіганню помилкових  дій персоналу і локалізації  аварій у випадку їхнього виникнення;

- підсилити технологічну дисципліну  технологічного й обслуговуючого  персоналу шляхом контролю і  протоколювання дій;

• поліпшити умови роботи технологічного й обслуговуючого персоналу за рахунок централізації функцій контролю, керування, діагностики;

- забезпечити керівників і фахівців  виробничою інформацією шляхом  передачі даних в інформаційну  систему керування виробництвом.

Критеріями досягнення мети є техніко-економічні показники, у т.ч. підвищення якості продукції, мінімізація собівартості продукції при заданій продуктивності,  зниження кількості і тривалості простоїв устаткування.

Функції розроблювальної  АСКТП випливають з аналізу головних задач. Основні функції спрямовані на досягнення цілей функціонування системи, виконують керуючий вплив  на технологічний об'єкт керування  й обмін інформацією із суміжними  системами керування автоматизованого .До основних керуючих функцій АСКТП  відносяться:

- автоматичне регулювання  окремих технологічних параметрів;

- дистанційне керування  регулювальними клапанами.

АСКТП передбачає регулювання  наступних технологічних параметрів:

- витрата сірчаної кислоти;

- витрата фосфориту;

• витрата пульпи на рециркуляцію;
• Витрата пульпи на вакуум-фільтри;
• Температури в реакторі 19/9;
• Рівень пульпи в реакторі 19/12;

    До основних  інформаційних функцій  відносяться:

-збір, обробка й аналіз  інформації про стан об'єкта (вимір  технологічних параметрів);

- реєстрація технологічних  параметрів, документування інформації  про хід технологічного процесу;

- технологічна сигналізація  досягнення крайніх верхніх   і крайніх нижніх значень технологічних  параметрів.

Розроблювальна система  регулювання передбачає вимір наступних  параметрів:

- витрати кислоти;

- витрати пульпи з рециркуляції ;

• витрати пульпи подачі на вакуум-фільтри;
• витрати фосфориту;
• температури пульпи в реакторі 19/9;
• концентрації пульпи в реакторі 19/11;
• рівень в ємності 451/6;
• рівень в ємності 451/7;
• рівень в ємності 452;
• рівень в реакторі 19/12;

  Реєстрації підлягають  усі вимірювані величини .

 

Задачами економічної  необхідності побудови автоматизованої  системи є:

• Забеспечення максимального ступеня розкладання фосфориту сірчаною кислотою при задачі мінімізації витрати сировини.
• Скорочення витрат на виробництво.
• Полегшення роботи технологічного персоналу за рахунок скорочення ймовірності аварійних випадків
• Зменшення кількості помилок персоналу в процесі скорочення  витрати сировини та електроносіїв.
• Збільшення терміну служби виробничого устаткування.
• Надання повної інформації про процес персоналу та керівництву, реєстрація його на магнітних та оптичних носіях з резервування.
• підвищити ефективність роботи цеху і забезпечити резерви для його подальшого розширення і модернізації;
• поліпшити якість процесів контролю і керування технологічним процесом за рахунок устаткування  виробництва сучасними технічними засобами;
• підвищити безпеку роботи цеху завдяки запобіганню помилкових дій персоналу і локалізації аварій у випадку їхнього виникнення;
• підсилити технологічну дисципліну технологічного й обслуговуючого персоналу шляхом контролю і протоколювання дій;
• поліпшити умови роботи технологічного й обслуговуючого персоналу за рахунок централізації функцій контролю, керування, діагностики;
• забезпечити керівників і фахівців виробничою інформацією шляхом передачі даних в інформаційну систему керування виробництвом.
• Підвищення надійності всієї системи в цілому ( за рахунок вибіркового резервування, також).

 

У відділені подачі сірчаної кислоти необхідно забезпечити  вирішення наступних задач контролю та керування:

1. В ємностях з сірчаною кислотою:

а) контроль верхнього та нижнього рівнів

б) керування витратою кислоти

2) На вузлі подачі фосфориту

   а) контроль верхнього  та нижнього рівнів у бункері  з фосфоритом

   б) керування витратою  фосфориту

   в) керування швидкістю  конвеєра відповідно до витрати  фосфориту

3) В реакторі  поз.19/9:

   а) контроль температури

4) В реакторі  поз.19/10:

 

   а) контроль концентрації  іонів SO₄

5) В реакторі  поз.19/11:

   а) контроль концентрації  фтористих газів

   б) керування відсмоктуванням  пульпи до вакуум - випарника(на  оборотку)

6) В реакторі  поз.19/12:

   а) контроль концентрації  фтористих газів

   б) контроль рівня  пульпи

   в)  контроль витрати  пульпи ( до вакуум – фільтрів )

7) Ємність з піногасником:

   а) контроль витрати  піногасника

   б) контроль рівня 

 

4.1.2 РОЗРОБКА І ОПИС ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СТРУКТУРИ.

Схема функціональної структури (ФС) АСКТП вироблення технологічного повітря і повітря для живлення ВП зображена на кресленні графічної частини проекту

ФС АСКТП забезпечує керування  процесом у повному обсязі (на основному та допоміжному обладнані) і подання оперативному персоналу необхідної інформації як у режимі нормального функціонування, так і режимах пуску - зупинки, у аварійних режимах, тобто забезпечує все режимність АСКТП.

ФС дозволяє технічним  і програмним засобам АСКТП достатньо  легко, без припинення у функціонуванні системи у цілому вносити всі 

зміни у алгоритмі контролю та керування, які пов’язані з реконструкцією об’єкта, а також засобів і способів керування, при цьому забезпечується модифікуємість АСКТП.

ФС забезпечує розв’язання  всіх основних задач контролю та керування  процесом, забезпечує можливість розширення складу функції АСКТП і відповідних алгоритмів, що визначає відвертість (неприхованість) ФС  АСКТП; ФС забезпечує функції обслуговування

АСКТП (контроль працездатності технічних засобів, тестування та ін.). Спроектована АСКТП є однорівневою і представлена трьома підсистемами : підсистема локального автоматизованого керування, підсистема ручного дистанційного керування та інформаційна підсистема.

На схемі функціональної структури наведений перелік  основних функцій, які реалізуються у складі АСКТП.

Сигнали, які відповідають виміреним значенням технологічних  змінних, на базі яких побудовані контури  локального керування, вводяться у  підсистему локального керування, де здійснюється попередня обробка інформації ; також  реалізується такі функції : “Вибір структури  АСР (одноконтурна, каскадна, комбінована)“, “ Вибір режиму функціонування АСР (автоматична стабілізація або ручне дистанційне керування) “.

В залежності від прийнятої  структури і режиму функціонування  функціональний блок визначення і виводу командних сигналів реалізує відповідний алгоритм керування і видає командні  сигнали для реалізації аналогових керуючих дій

У підсистемі “Ручне дистанційне  керування” передбачається видавання  команд на керування аналоговими  і дистанційними виконуючими  пристроями, видавання сигналів вибору режиму функціонування, а також видавання  команд дискретного типу на вмикання та вимикання насосів та електродвигуна компресора (аварійний захист і блокування).

Визначення працездатності технічних і програмних засобів, на базі яких реалізована АСКТП, здійснюється групою функцій інформаційної підсистеми : “Контроль працездатності технічних  засобів локальної автоматизованої  системи“ та “Сигналізація несправностей засобів локальної автоматизованої системи і перехід на ручне керування“.

Таким чином, зображена схема  ФС розв’язує задачі спроектованої 

АСКТП вироблення технологічного повітря і повітря для живлення ВП. Перелік функцій, їх взаємозв’язки  і послідовність їх виконання, забезпечують функціонування системи керування  і ефективну взаємодію системи  керування з об’єктом і обслуговуючим  персоналом.

5. Технічне забезпечення АСKТП.

5.1.1 Вибір комплексу технічних засобів.

Вибираючи технічні засоби ми орієнтувались на використання засобів, які випускають серійно, при цьому  враховувалось, що технічні засоби загально виробничого використання призначені для усереднених умов експлуатації. При виборі також страмилися к використанню однотипних технічних засобів, уніфікованих технічних комплексів, які характеризуються простотою з’єднання, взаємозаміняємостю та удобством компоновки на щитах автоматики.

 Вибір комплексу технічних  засобів починається з вибору  засобів добування інформації  – датчиків. При виборі засобів  видобування інформації про стан  об’єкта враховується ряд факторів:

• Припустима для АСКТП похибка, яка визначає клас точності датчика;
• Інерційність датчика, яка характеризуєься його постійною часу;
• Межа виміру з гарантованою точністю;
• Впливання фізичних та хімічних факторів на нормальну роботу датчика;
• Можливість використання датчика з точки зору пожаро та вибуло безпеки;
• Форма  та величина вихідного сигналу.

 

Вибір і обґрунтування  методів автоматичного контролю технологічних параметрів.