Разработка автоматизированной системы управления процессом брагоректификации.

Введение 5
1 Нормативные ссылки 6
2 Технико-экономическое обоснование 8
2.1 Характеристика спиртовой колонны 8
2.2 Требования производства к автоматизации и краткое содержание предлагаемого решения 8
2.3 Технические требования и задание на проектирование систем управления 10
3 Изучение технологического объекта управления 16
3.1 Описание технологического процесса и установки 16
3.2 Работа установки 20
3.3 Структурная схема ректификационной установки 21
3.4 Математическая модель объекта. 22
3.4.1 Математическое описание низа колонны 22
3.4.2 Математическое описание верха колонны 24
3.5 Статические характеристики объекта относительно управляющих и возмущающихся воздействий 28
4 Разработка концепции создания АСУТП 34
4.1 Сведения об ихвестных приемах и технических средствах автоматизации объекта 34
4.2 Объем автоматизации брагоректификационной установки 35
4.3 Краткое описание предлагаемого решения 35
4.4 Структура трехуровнего управления 37
4.5 Прогнозирование последствий автоматизации объекта 38
5 Разработка схемы автоматизации 39
5.1 Описание предлагаемого решения 39
5.2 Выбор комплекса технических средств 39
6 Проектная оценка надежности системы 42
6.1 Понятие о надежности элементов промышленной автоматики 42
6.2 Расчет надежности разработанной системы управления 43
7 Мероприятия по подготовке объекта автоматизации и персонала к вводу системы в действие 46
7.1 Решения по внедрению автоматизированной системы в промышленную эксплуатацию 46
7.2 Мероприятия по обучению и проверке квалификации персонала 48
7.3 Мероприятия по созданию необходимых подразделений и рабочих мест 49
7.4 Эксплуатация 50
8 Экономическая часть 52
8.1 Расчет капитальных вложений 52
8.2 Расчет экономической эффективности 54
9 Безопасность жизнедеятельности 56
9.1 Значение и задачи безопасности жизнидеятельности 56
9.2 Анализ условий труда и мероприятия по защите от воздействия вредных производственных факторов 57
9.3 Типовая инструкция по охране труда при работе на персональных электронно-вычислительных машинах 60
9.3.1 Общие требования 60
9.3.2 Требования безопасности перед началом работы 62
9.3.3 Требования безопасности во время работы 63
9.3.4 Требования безопасности в аварийных ситуациях 63
9.3.5 Требования безопасности по окончании работы 64
9.4 Обеспечение электробезопасности 64
9.5 Пожарная безопасность 66
9.6 Безопасность жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях 68
10 Метрологическое обеспечение 70
10.1 Обоснование выбора средств измерения 70
10.2 Проведение поверки расходомера кориолисового Метран 360 73
10.2.1 Операции поверки расходомера кориолисового Метран-360 74
10.2.2 Средства поверки 74
10.2.3 Требования безопасности 75
10.2.4 Условия поверки 75
10.2.5 Подготовка к поверке 76
10.2.6 Проведение поверки 76
10.2.6.1 Внешний осмотр 77
10.2.6.2 Опробование 77
10.2.6.3 Определение относительной погрешности расходомера при измерении массы жидкости. 77
10.2.7 Обработка результатов измерений 80
10.2.8 Оформление результатов поверки 82
Заключение 83
Список использованных источников 84

Весь текст будет доступен после покупки

Технологический процесс брагоректификации, это заключительная и наиболее ответственная стадия получения конечного продукта - спирта. Качество получения спирта во многом зависит от точности поддержания технологических режимов работы брагоректификационной установки. В традиционных системах мониторинг параметров технологического процесса и управления им возлагается на дежурного оператора, который обеспечивает отслеживание текущих параметров и поддержание их в рамках заданного технологического регламента.
Производство спирта - процесс непрерывный и круглосуточный, оператору необходимо постоянно в течение всей своей смены отслеживать показания контрольных приборов по измерению температуры и давления, управлять соответствующими вентилями для поддержания производственного процесса в заданных технологических нормах. Здесь мы как раз и сталкиваемся с человеческим фактором на производстве. Учитывая то, что измерительные и исполнительные устройства распределены по всему цеху брагоректификации, оператору в течение всей смены приходится постоянно двигаться по цеховой территории. Характер работы вызывает физическую усталость, уменьшение внимания.
Единственным выходом из создавшегося положения - автоматический мониторинг параметров технологического процесса с ведением соответствующих журналов параметров, объективность которых не зависит от человеческого фактора. Естественным продолжением автоматического мониторинга является использование полученных данных для введения контуров автоматического управления и регулирования технологического процесса.

Весь текст будет доступен после покупки

2 Технико-экономическое обоснование
2.1 Характеристика спиртовой колонны

Колонный аппарат состоит из цельносварного корпуса и оборудован внутренними устройствами. В качестве внутренних устройств для ведения технологического процесса используют 40 колпачковых тарелок. Расстояние между тарелками 500 мм. Кроме этого в аппарате имеются штуцера, предназначенные для подвода сырья, вывода продукта, замера температуры и давления. Аппарат оборудован люками-лазами для ремонта и обслуживания.
Процесс массопередачи происходит на тарелках укрепляющей (верхней) и исчерпывающей (нижней) частей колонны в результате взаимодействия жидкой и паровой фаз, движущихся в колонне противотоком.

2.2 Требования производства к автоматизации и краткое содержание предлагаемого решения

Предприятия-поставщики должны иметь необходимую базу для выполнения работ и услуг по техническому обслуживанию изделий с высоким уровнем качества.
Конструкции систем автоматизации должны удовлетворять общим требованиям:
• системы автоматизации, их элементы и устройства должны надежно работать при следующих температурах окружающей среды: от 0 до +45 °С в закрытых помещениях и от минус 25 °С до +45 °С на открытом воздухе;
• электронные элементы и устройства, предназначенные для установки в распределительные щиты, пульты или кожухи, должны надёжно работать при температуре окружающей среды до +150 °С;
• температура до +70 °С не должна вызывать повреждений систем автоматизации, их элементов и устройств;
• системы автоматизации должны надёжно работать при относительной влажности воздуха (75 ±3) % и температуре (45 ±2) °С или при относительной влажности воздуха (80 ±3) % и температуре (40±2) °С, а также при относительной влажности воздуха (95 ±3) % и температуре (25±2) °С;
• системы автоматизации должны надёжно работать при вибрациях с частотами от 2 до 100 Гц: при частотах от 2 до 13,2 Гц - с амплитудой перемещений ±1 мм и при частотах от 13,2 до 100 Гц - с ускорением ±0,7 g;
• электрические и электронные элементы и устройства должны надежно работать при отклонениях от номинальных значений параметров питания, указанных в таблице 2.1;
• пневматические и гидравлические элементы и устройства должны быть работоспособными при колебаниях давления рабочей среды ±20 % от номинального значения;
• элементы и устройства, предназначенные к установке в местах с особыми рабочими условиями (с повышенной или пониженной температурой, интенсивными механическими воздействиями и т.п.), должны быть рассчитаны и испытаны на эти условия;
• оборудование автоматизации должно изготовляться из материалов, устойчивых к внешним воздействиям атмосферы, или должно быть надежно защищено от ее вредного воздействия;
• в системах автоматизации должны быть приняты меры против ложных срабатываний, вызываемых кратковременными изменениями контролиуемых параметров, связанных с вибрацией колонны, включением и отключением механизмов и тому подобным;
• системы автоматизации должны быть выполнены по принципу выхода управляемого процесса в безопасную сторону;
• общий объем запасных частей для установки определяется по согласованию между спиртозаводом, изготовителем оборудования и заказчиком с учётом надежности оборудования.
Таблица 2.1 - Допускаемые отклонения частоты и напряжения сети от номинальных значений.
Параметр Длительное Кратковременное
Напряжение От +6 % до -10 % ±20 % 1,5 с
Частота ±5 % ±10 % 5 с
Для постоянного тока - ±10 %

Создание системы позволит повысить надежность установки и сопряженных систем путем удаления громоздких локальных регуляторов, что снизит затраты на эксплуатацию оборудования и численность обслуживающего персонала, а кроме того позволит повысить коэффициент полезного действия пиртовой колонны. При этом эффективность регулирования достигается за счет применения современных методов управления технологическими провесами, а также использования новейших технических средств автоматизации.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Технические средства автоматизации и управления : учеб. пособие / О.В. Шишов. — М. : ИНФРА-М, 2018. — 396 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс; Режим доступа http://www.znanium.com]. — (Высшее образование: Бакалавриат)
2. Автоматизация технологических процессов: Учебное пособие / С.Н. Фурсенко, Е.С. Якубовская, Е.С. Волкова. - М.: НИЦ ИНФРА-М; Мн.: Нов. знание, 2015. - 377 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат). (п) ISBN 978-5-16-010309-9, 300 экз.
3. Технические средства автоматизации. Интерфейсные устройства и микропроцессорные средства: Учебное пособие/Беккер В. Ф., 2-е изд. - М.: РИОР, ИЦ РИОР, 2015. - 140 с.: 60x88 1/16 (Обложка) ISBN 978-5-369-01198-0
4. Руководство по решениям в автоматизации. Редакторы перевода Фролов Ю.А., Хохловский В.Н.. ЗАО «Шнейдер Электрик», Москва.-2011.-320с.
5. Шишов О.В. Современные технологии и технические средства информатизации : учебник / О.В. Шишов. — М. : ИНФРА-М, 2017. — 462 с. + Доп. материалы [Электронный ресурс; Режим доступа http://www.znanium.com]. — (Высшее образование: Бакалавриат)
6. Автоматизация технологических процессов и производств : учеб. пособие / А.А. Иванов. — 2-е изд., испр. и доп. — М. : ФОРУМ : ИНФРА-М, 2015. — 224 с. — (Высшее образование).
7. Ступина, А. А. Технология надежностного программирования задач автоматизации управления в технических системах [Электронный ресурс] : монография / А. А. Ступина, С. Н. Ежеманская. - Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2011. - 164 с. - ISBN 978-5-7638-2354-7.

Весь текст будет доступен после покупки