Модернизация системы управления ректификационной колонной

Оглавление
Реферат 14
Нормативные ссылки 19
Определения 20
Обозначения и сокращения 21
Введение 24
1. Анализ информации 26
1.1. Описание технологического процесса ректификации. 26
1.2. Нормативные документы 27
2. Выбор средств реализации АС РП НПС 29
2.1. Выбор датчиков 29
2.1.1. Выбор датчика температуры 29
2.1.2. Выбор датчика давления 32
2.1.3. Выбор уровнемера 34
2.1.4. Выбор расходомера 35
2.2. Выбор исполнительных механизмов 36
2.3. Выбор контроллерного оборудования 37
3. Модернизация системы автоматического управления ректификационной колонной 40
3.1. Описание существующей системы 40
3.2. Разработка структурной схемы АС 44
3.3. Функциональная схема автоматизации 45
3.4. Функциональная схема автоматизации по ГОСТ 21.208-2013 45
4. Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 46
4.1. Потенциальные потребители результатов исследования 46
4.2. Анализ конкурентных технических решений. 46
4.3. SWOT-анализ 48
4.4. Планирование научно–исследовательских работ 49
4.4.1. Структура работ в рамках научного исследования 49
4.4.2. Определение трудоёмкости выполнения работ 50
4.4.3. Разработка графика проведения научного исследования 52
4.5. Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 53
4.5.1. Расчет материальных затрат НТИ 53
4.5.2. Расчет затрат на специальное оборудование для научных работ 54
4.5.3. Основная заработная плата исполнителей темы 55
4.5.4. Дополнительная заработная плата исполнителей темы 56
4.5.5. Отчисление во внебюджетные фонды 57
4.5.6. Прочие прямые затраты 57
4.5.7. Накладные расходы 57
4.5.8. Формирование бюджета затрат научно–исследовательского проекта 58
4.5.9. Определение ресурсной(ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 59
5. Раздел «Социальная ответственность» 61
5.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 62
5.1.1. Специальные правовые нормы трудового законодательства 62
5.1.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 64
5.2. Профессиональная социальная безопасность 65
5.2.1. Отклонение показателей микроклимата 66
5.2.2. Превышение уровня шума 67
5.2.3. Электробезопасность 68
5.2.4. Отсутствие или недостаток естественного света 69
5.2.5. Электромагнитное и электростатическое излучения 70
5.3. Экологическая безопасность 71
5.4. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 73
5.4.1. Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект исследований 73
5.4.2. Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть на рабочем месте при проведении исследований 74
5.4.3. Вывод по разделу «Социальная ответственность» 76
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 77
7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 78
8. Приложение А 79
9. Приложение Б 80
10. Приложение В 81
11. Приложение Г 82
12. Приложение Д 83

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время для предприятий различных отраслей помимо задач безопасности, надежности производства, улучшения качества продукции, также являются важными такие задачи, которые позволяют повысить прибыльность предприятия, решить вопросы экономичности производства и сокращения экономических потерь.
В работе для синтеза САУ будут рассматриваться ПЛК отличные от повсеместно используемых на большинстве производств. Данные ПЛК для связи с модулями ввода-вывода информации используют протокол связи EtherCAT. Данный протокол создан на основе протокола Ethernet, однако оптимизирован под задачи автоматизации производств. Вместо полной обработки пакета информации и ее последующей отправки, EtherCAT устройства отправляют пакет данных сразу после прочтения заголовка, вставляя нужные биты информации в пакет. Такое решение позволяет сильно сократить время опроса всех устройств на линии связи. Также такие устройства отлично показывают себя в кольцевой топологии сети. Каждое устройство ведомое устройство EtherCAT имеет не менее двух портов. В таком случае при подключении устройств последовательно можно сформировать кольцо подключив последнее устройство в ведущее. Так пакет пройдя через все устройства попадет сразу в контроллер, а не пойдет обратно, а в случае единичного аппаратного обрыва система все равно сможет собрать информацию со всех исправных ведомых устройств. По недостающей информации можно определить в каком месте произошел обрыв линии связи.
Нефтегазовая промышленность является ведущей отраслью промышленности Российской Федерации, а объекты нефтегазовой промышленности – сложные объекты, обладающие множеством параметров с ограничениями, наложенными на эти параметры. При ректификации нефти происходит разделение многокомпонентной нефти на фракции. От качества САУ зависит качество выходного продукта. Отсюда следует, что необходимо уделить особое внимание вопросам управления и регулирования на предприятиях, где происходят процессы ректификации нефти. А также вопросам увеличения экономической эффективности предприятий, снижению энергетических и материальных затрат, улучшению качества нефтепродуктов, экономии ресурсов.
Увеличение экономической эффективности можно достичь разными путями: выбор более дешевых средств удешевит систему на этапе разработки; однако разработка надежной САУ с устройствами, имеющими больший срок службы уменьшит траты на обслуживание и ремонт системы и позволит избежать производственных издержек из-за простоя во время ремонта.
В данной выпускной квалификационной работе выполнена разработка проекта модернизации автоматизированной системы автоматического управления ректификационной колонной. Объект исследования – ректификационная колонна, предмет исследования – система автоматического управления ректификационной колонной.
На данном этапе следует сформулировать цели и задачи модернизации:
1. Увеличение надежности автоматизированной системы управления;
2. Выбор современного оборудования;
3. Улучшение качества продукции;
4. Увеличение прибыльности производства продукции.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Анализ информации
1.1. Описание технологического процесса ректификации.
Ректификационные колонны предназначены для разделения многокомпонентной смеси (смеси углеводородов) на составляющие (фракции) в результате противоточного взаимодействия жидкой и парообразной фаз. Существует два типа ректификационных колонн: тарельчатые и насадочные. В данной работе рассмотрены тарельчатые колонны. Исходный продукт поступает на тарелку в середину колонны подогретым до температуры не более 90 °С и стекает вниз колонны, взаимодействуя с выпаренным продуктом, который движется вверх. В производстве наиболее часто встречаются следующие виды тарелок:
? Ситчатые (дырчатые), перекрестноточные;
? Струйные, перекрестно-прямоточные;
? Противоточные;
? Туннельные, желобчатые, капсульные, с колпочками;
? Вихревые.
Каждый вид тарелок имеет свои преимущества, однако все они предназначены для увеличения площади соприкосновения жидкой и газообразной сред.
Число тарелок ректификационной колонны зависит от физико-химических свойств разделяемых компонентов, требуемого качества продукта и коэффициента полезного действия тарелки. Обычно ректификационные колонны имеют 10 - 30 тарелок. Более сложные колонны для разделения смесей с близкими температурами кипения конструируются из сотен тарелок и имеют соответственно высоту до 30 – 90 м.
В результате массообмена смеси с паром последний обогащается низкокипящим компонентом и выходит из колонны через конденсатор, а смесь обогащается высококипящим компонентом, который в последствии выводится снизу колонны. Часть смеси снизу колонны поступает в нагреватель и в виде пара возвращается в колонну. Пар, который дошел доверху колонны, конденсируется и часть смеси попадает обратно в колонну. Таким образом осуществляется циркуляция нефтепродукта по ректификационной колонне вплоть до достижения нужных параметров фракции. Выше был рассмотрен процесс ректификации двухкомпонентной смеси.

Весь текст будет доступен после покупки

1. ГОСТ Р 8.596-2002 Метрологическое обеспечение измерительных систем.
2. ГОСТ 21.208-2013 Автоматизация технологических процессов».
3. ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры.
4. ГОСТ 6651-2009 Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля.
5. ГОСТ 7192-89 Механизмы исполнительные электрические постоянной скорости ГСП.
6. ГОСТ Р ИСО 15745-4-2012 Системы промышленной автоматизации и интеграция. Прикладная интеграционная среда открытых систем. Часть 4. Эталонное описание систем управления на основе стандарта Ethernet.
7. ГОСТ 22782.0-81 Электрооборудование взрывозащищенное.
8. ГОСТ 28723-90 Расходомеры скоростные, электромагнитные и вихревые.
9. ГОСТ 28725-90 Приборы для измерения уровня жидкостей и сыпучих материалов.
10. ГОСТ Р МЭК 61511-1-2018 Безопасность функциональная.
11. Ушева Н.В., Бешагина Е.В., Мойзес О.Е., Кузьменко Е.А., Гавриков А.А. Технологические основы и моделирование процессов промысловой подготовки нефти и газа: учебное пособие / Томский политехнический университет. – 2-е изд. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. – 128 с.
12. Дытнерский Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии: учебник для ВУЗов – Москва: Химия, 1995. – 368 с
13. Барашкин Р. Л. Проектирование систем управления ректификационными колоннами: учеб.-метод. пособие //М.: Изд-во ИЦ РГУ нефти и газа имени ИМ Губкина. – 2014.

Весь текст будет доступен после покупки