Разработка системы автоматизированного управления узлом активации катализатора технологической линии производства катализаторов

Уфимский государственный нефтяной технический университет
Кафедра АТИС
Выпускная квалификационная работа на тему:"Разработка системы автоматизированного управления узлом активации катализатора технологической линии производства катализаторов отделения и-17/1 в цехе и-11 открытого акционерного общества «СИНТЕЗ-КАУЧУК»"

Стерлитамак 2020

Объектом автоматизации является узел активации катализатора технологической линии производства катализаторов отделения И-17/1 в цехе И-11 ОАО «Синтез-Каучук».
В процессе исследования выполнен анализ существующего уровня автоматизации установки выпаривания, обоснована необходимость разработки системы управления.
Цель работы заключается в разработке системы автоматизированного управления узлом активации катализатора технологической линии производства катализаторов отделения И-17/1 в цехе И-11 ОАО «Синтез-Каучук», обеспечивающей необходимое качество готового продукта.
В результате исследования были произведены расчет многокритериальной оптимизации, получены оптимальные параметры, разработана автоматизированная система управления на базе контроллера Modicon M340 от Schneider Electric, использовалась программная среда Unity Pro и SCADA-система VijeoCitect того же производителя.
Внедрение предполагается в отделении И-17/1 в цехе И-11 ОАО «Синтез-Каучук».
Эффективность работы узла повысится после внедрения системы за счет возможности качественного регулирования технологических параметров, ускоренной обработки сигналов и анализа входных данных на базе программируемого логического контроллера.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ 2
РЕФЕРАТ 3
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 Краткая характеристика отделения И-17/1 в цехе И-11 ОАО «Синтез-Каучук» 9
1.1 Структура производства 10
1.1.1 Физико-химические основы производства 10
1.2 Описание технологического процесса 11
1.2.1 Назначение процесса 11
1.2.2 Описание технологической схемы и основных аппаратов производства.. 11
1.3 Характеристика материальных и энергетических потоков, рабочих сред, помещений и установок (агрессивность, взрыво- и пожароопасность) 14
1.4 Нормируемые показатели качества продуктов 16
1.4.1 Критерии качества управления производством 16
1.5 Оценка подготовленности объекта к автоматизации и предложения по реконструкции или изменению технологических процессов в целях повышения возможностей автоматизации 16
2 Обзорная глава 17
2.1 Обоснование выбора технических и программных средств автоматизации 17
2.1.1 Обоснование выбора технических средств по измерению температуры……………………………………………………………………17
2.1.2 Обоснование выбора технических средств по измерению расхода 18
2.1.3 Обоснование выбора технических средств по измерению давления 19
2.1.4 Обоснование выбора технических средств по измерению концентрации 20
2.1.5 Обоснование выбора технических средств по регулированию параметров 21
2.1.6 Обоснование выбора контроллера 21
2.1.7 Обоснование выбора программных средств проекта 22
2.2 Патентная проработка 23
2.2.1 Выбор и обоснования предмета поиска 24
2.2.2 Патентный поиск 24
2.2.3 Результаты поиска 24
2.2.4 Заключение по поиску 31
3 Расчетно-исследовательская часть 32
3.1 Многокритериальная оптимизация технологического процесса активации катализатора 32
3.2 Начальные условия расчета 33
3.3 Минимизация по правильному симплексу 47
3.4 Минимизация методом Нелдера-Мида 58
3.5 Результат оптимизации 68
4 Основные технические решения по автоматизации узла активации катализатора 71
4.1 Выбор приборов и средств автоматизации 71
4.1.1 Перечень регулируемых технологических параметров 71
4.1.2 Перечень контролируемых параметров 72
4.1.3 Приборы для контроля технологических параметров 73
4.1.4 Приборы для регулирования технологических параметров 81
4.1.5 Приборы для управления технологическим процессом – контроллеры: конфигурация, описание состава 84
4.1.6 Описание управляющей программы для ПЛК 90
4.2 Система технологической сигнализации и блокировки 93
4.2.1 Перечень сигнализируемых параметров 93
4.2.2 Перечень блокируемых параметров 93
4.2.3 Описание и порядок действия схемы 93
4.3 Программное обеспечение проекта автоматической системы на базе интегрированной системы проектирования и управления 95
4.3.1 Эргономическое обеспечение рабочего места оператора: мнемосхемы управления технологическим объектом. 96
4.3.2 Математическая часть проекта: программы для контроллеров, база каналов, переменные проекта и их взаимосвязь. 100
4.4 Питание системы автоматизации: описание схем электропитания 102
4.5 Особенности выполнения работ по монтажу систем автоматизации 104
4.5.1 Монтаж системы автоматизации 104
4.5.2 Размещение приемных и отборных устройств, измерительных преобразователей и регулирующих клапанов 106
4.5.3 Указания по монтажу электрических проводок 106
4.5.4 Размещение преобразователей и аппаратуры в шкафах 107
4.5.5 Монтаж оборудования в помещении управления 108
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 109
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 110
Приложение А 114
Приложение Б 115