Разработка автоматизированной системы управления стадией производства битума в обществе с ограниченной ответственностью «Газпром Нефтехим Салават»

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Филиал ФГБОУ ВО УГНТУ в г. Стерлитамаке
Кафедра автоматизированных технологических и информационных систем
Выпускная квалификационная работа
(бакалаврская работа)
по направлению подготовки 27.03.04 Управление в технических системах,
профиль «Системы и средства автоматизации технологических процессов»
тема:  РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТАДИЕЙ ПРОИЗВОДСТВА БИТУМА В ОБЩЕСТВЕ С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «ГАЗПРОМ НЕФТЕХИМ САЛАВАТ»
, 2021

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СТАДИЕЙ ПРОИЗВОДСТВА БИТУМА В ОБЩЕСТВЕ С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ «ГАЗПРОМ НЕФТЕХИМ САЛАВАТ»
СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ, БИТУМ, «ГАЗПРОМ НЕФТЕХИМ САЛАВАТ», КОНТРОЛЛЕР, SCADA-СИСТЕМА, АРМ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, АСУТП.
Объектом исследования является система управления стадией производства битума.
В процессе исследования был рассмотрен технологический процесс получения битума, выполнен анализ существующего уровня автоматизации и методов контроля над технологическим процессом.
Цель работы – разработка системы автоматизированного управления стадией производства битума, обеспечивающей непрерывный качественный технологический процесс.
В результате исследования был разработан проект программно-алгоритмического обеспечения интегрированной автоматизированной системы диспетчерского управления на базе промышленного контроллера Siemens S7-400 и SCADA-системы.
В результате исследования разработана функциональная схема автоматизации на базе существующей системы. На основании ФСА разработана структурная схема автоматизации, которая отображает связь различных уровней автоматизации: нижнего (полевых КИП) со средним и дальнейшим выводом на верхний уровень. Для управления технологическим процессом с АРМ оператора разработана мнемосхема и программа в среде TraceMode 6.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ 2
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 6
РЕФЕРАТ 7
ВВЕДЕНИЕ 8
1Краткая характеристика стадии производства битума 12
1.1Структура производства 12
1.2Описание технологического процесса 12
1.2.1Назначение процесса 12
1.2.2Физико-химические основы производства 12
1.2.3Описание технологической схемы и основных аппаратов производства 14
1.3Характеристика материальных и энергетических потоков, рабочих сред, помещений и установок (агрессивность, взрыва и пожароопасность) 17
1.4Нормируемые показатели качества продуктов 18
1.4.1Параметры-показатели качества управления производством 18
1.4.2Описание алгоритма поддержания качества процесса (продукции) 19
1.5Оценка подготовленности объекта к автоматизации и предложения по реконструкции или изменению технологических процессов в целях повышения возможностей автоматизации 20
2 Обзорная глава 21
2.1 Обоснование выбора технических и программных средств автоматизации 21
2.1.1 Обоснование выбора технических средств по измерению избыточного давления 21
2.1.2 Обоснование выбора технических средств по измерению уровня 22
2.1.3 Обоснование выбора технических средств по измерению расхода 23
2.1.4 Обоснование выбора технических средств, регулирующие параметры 25
2.1.5 Обоснование выбора контроллера 25
2.1.6 Обоснование выбора программных средств проекта 26
2.2 Патентная проработка 27
2.2.1 Выбор и основание предмета поиска 27
2.2.2 Регламент патентного поиска 28
2.2.3 Результаты поиска 28
2.2.4 Анализ результатов патентного поиска 38
3 Разработка нейронной сети для регулирования основных параметров технологического процесса этерификации 39
3.1 Основные закономерности процесса вакуумной перегонки и определение входных и выходных данных 39
3.2 Разработка нейронной сети 41
3.3 Обработка и подготовка данных 42
3.4 Выбор типа и архитектуры нейросети 42
3.5 Построение и обучение нейронной сети в Matlab 44
3.6 Проверка нейронных сетей 49
4 Основные технические решения по автоматизации 50
4.1 Выбор приборов и средств автоматизации 50
4.1.1 Перечень регулируемых параметров 50
4.1.2 Перечень контролируемых параметров 51
4.1.3 Перечень сигнализируемых и блокируемых параметров Перечень сигнализируемых параметров 52
4.1.3 Приборы для контроля технологических параметров 55
4.1.6 Приборы для регулирования технологических параметров 62
4.1.7 Приборы для управления технологическим процессом: контроллеры: конфигурация, описание состава 64
4.1.8 Описание управляющей программы для ПЛК 67
4.4.Питание системы автоматизации: описание схем электропитания 69
4.5 Особенности выполнения работ по монтажу систем автоматизации 69
4.5.1 Монтаж системы автоматизации 69
4.5.2 Размещение приемных и отборных устройств, измерительных преобразователей и регулирующих клапанов 71
4.5.3 Указания по монтажу электрических проводок 72
4.5.4 Монтаж оборудования в помещении управления 73
4.6 Программно-техническая реализация АСУ ТП 74
4.6.1 Программное обеспечение проекта автоматической системы на базе интегрированной системы проектирования и управления 74
4.6.2 Эргономическое обеспечение рабочего места оператора: мнемосхемы управления технологическим объектом 74
4.6.3 Связь аппаратной и программной частей проекта 76
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 81
Приложение А. Спецификация на средства автоматизации 83