Автоматизация процесса нагрева рафинатного раствора в печи П-1 при производстве масел

Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Химико-технологический факультет
Кафедра автоматизации технологических процессов и производств
Направление подготовки: 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА (дипломный проект)
Автоматизация процесса нагрева рафинатного раствора в печи П-1 установки селективной очистки масел фенолом 37-50 производства масел ООО «Лукойл-пермнефтеоргсинтез»
Пермь 2017 г.

За объект автоматизации для данной ВКР принят технологический процесс нагрева рафинатного раствора в печи П-1 установки селективной очистки масел фенолом 37-50 производства масел ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез».
Объект исследования – система управления температурой рафинатного раствора на выходе из печи П-1.
Цель работы – повышение качества регулирования.
Результаты работы – рассмотрен технологический процесс подогрева рафинатного раствора, проведен анализ действующей АСУ ТП. Сделан вывод о наличии возможности усовершенствования работы системы путем модернизации.
Задача идентификации технологического объекта управления решена методом активного эксперимента. В результате получены передаточные функции по каналам расхода и температуры рафиатного раствора. Решена задача параметрического синтеза и проведены расчеты одноконтурной САР регулирования расхода раствора на входе в печь и одноконтурной САР регулирования температуры раствора на выходе из печи, выполнено моделирование этой системы управления с помощью пакета Simulink программы Matlab. Выбраны технические средства реализации предлагаемой САР. Предложенная САР реализована в Yokogawa CentumVP. Выполнены следующие схемы и чертежи: функциональная схема автоматизации развернутая, функциональная схема автоматизации упрощенная, принципиальная схема автоматизации, схема принципиальная управления, шкаф СКУ общий вид, план расположения и подключения кабельных и трубных проводок, схема соединения и подключения внешних проводок, заказная спецификация.

2. Исходные данные к работе Технологический регламент установки селективной очистки масел фенолом 37-50; Тренды по температуре и расходу; Техническая литература.
3. Содержание пояснительной записки
а) основная часть (конструкторская, технологическая, исследовательская) Обследование технологического объекта автоматизации и существующей системы контроля и управления; Обоснование концепции автоматизации; Выбор концепции системы автоматизации и
обоснование её эффективности; Выбор комплекса технических и программных средств автоматизации; Проектирование системы автоматизации; Метрологический расчет; Расчет надежности САР; Конфигурирование системы управления; Технико-экономическая
эффективность проекта автоматизации.

Оглавление
Список используемых обозначений и сокращений 4
Введение 5
1 Обследование технологического объекта автоматизации и существующей системы контроля и управления 6
1.1 Описание предприятия 6
1.2 Общая характеристика анализируемого производственного объекта, установки селективной очистки масел фенолом 37-50 7
1.3 Описание объекта автоматизации 8
1.3.1 Описание технологической схемы печи подогрева рафинатного раствора П-1 8
2 Выбор концепции автоматизации и обоснование ее эффективности 11
2.1 Характеристика уровня автоматизации 11
2.1.1 Краткая характеристика уровня автоматизации установки 37-50 11
2.1.2 Технологическая структура установки 12
2.1.3 Характеристика уровня автоматизации печи подогрева рафинатного раствора П-1 13
2.1.4 Технико-экономическая характеристика ТСА 16
2.2 Обоснование принимаемых технических решений 16
2.2.1 Обоснование цели автоматизации 16
2.2.2 Выбор ведущего технологического параметра 17
2.3 Идентификация объекта контроля и управления 17
2.3.1 Получение передаточных функций 18
2.4 Расчет системы управления 21
2.4.1 Расчет одноконтурной АСР расхода раствора на входе в печь 21
2.4.2 Расчет одноконтурной АСР температуры раствора на выходе из печи 24
2.5 Описание программно-логического управления системой противоаварийной защиты. 27
3 Выбор комплекса технических и программных средств автоматизации 28
3.1 Выбор ТСА для измерения температуры 28
3.2 Выбор ТСА для измерения расхода 29
3.3 Выбор барьера искрозащиты 30
3.4 Выбор системы управления 30
3.5 Выбор блока питания 31
3.6 Выбор клапана регулирования расхода 31
3.7 Выбор отсечной арматуры 32
3.8 Выбор источника бесперебойного питания 33
3.9 Выбор автоматического выключателя 34
4 Проектирование системы автоматизации 34
4.1 Решения по основным задачам проектирования 34
4.2 Решения по структуре системы, средствам и способам связи для информационного обмена между компонентами системы 35
4.2.1 Решения по применяемым в системе сигналам и интерфейсам 35
4.2.2 Решения по электропитанию 35
4.2.3 Решения по выбору и применении кабелей 36
4.2.4 Решения по составу программных средств, языкам деятельности 36
5 Метрологический расчет 37
5.1 Расчет погрешности канала измерения температуры 37
5.2 Расчет погрешности канала измерения расхода 37
6 Расчет надежности САР 38
7 Конфигурация системы управления контроллера Yokogawa CentumVP 41
8 Технико-экономическая эффективность проекта автоматизации 43
Заключение 44
Список используемой литературы 45