Выбор приборов и средств автоматизации для САУ индивидуального технологического процесса

 

Один из основных этапов проектирования, это разработка схемы автоматизации технологического процесса. Основная цель разработки схемы автоматизации – это выбор приборов и средств автоматизации, выполняющих такие функции, при которых данный технологический процесс осуществлялся бы наилуч­шим образом. То есть, давал максимум выхода продукции с наилучшим ка­чеством при безаварийной работе.

Для этого необходимо техно­логическое оборудование оснастить прибора­ми и средствами автоматизации. Выбирать приборы и средства автоматизации надо после анализа технологического процесса.             Анализируется:

- режим ведения процесса (непрерывный, периодический),

- пожаровзрывоопасность,

- наличие агрессивных сред,

- наличие запыленности и т.д.

 

 

Описание технологического процесса

Установка деаэрации воды СВОЙ ПРОЦЕСС

вода

СО2

Н1

Рис.1. Установка деаэрации воды

В производстве часто необходимо использовать подготовленную воду. Деаэрация воды — это удаление из воды растворенных в ней газов, например кислорода. Для деаэрации воды используют колонну с насадкой из нержавеющей стали. Вода подается в колонну сверху. Воду предварительно нагревают до 72 ºС, т.к. повышение температуры резко снижает растворимость кислорода в воде. Снизу через насадку, которая создает достаточную поверхность для эффективного удаления кислорода из воды, подается СО₂. Вода собирается на дне колонны при превышении заданного уровня откачивается насосом Н1.   

Предусмотреть: контроль температуры 70÷74 ºС и давления воды        (не менее 3 бар)  на входе в колонну; регулирование подачи воды на колонну (40±2) м³/ч; регулирование подачи СО₂ на колонну (4±0,2) м³/ч.

Данный процесс непрерывный, непожаровзрывоопасный, агрессивные среды и запыленность отсутствуют и относится к вспомогательным процессам многих пищевых производств, в частности пивоваренного производства.

 

Выбор программно-логического контроллера

 

Развитие АСУТП на современном этапе связано с широким ис­пользованием для управления контроллерной техники. Современные программируемые логические контроллеры позволяют создавать сложнейшие распределенные системы управления. Характерной чертой распределенных систем автоматизации является децентрализованная обработка данных и наличие распределенных систем ввода-вывода информации. Распределенная структура управления в классическом виде состоит из трех уровней. Нижний уровень состоит из датчиков, исполнительных механизмов и регулирующих органов. Средний уровень – контроллерная техника (один или несколько ПЛК). На верхнем уровне расположены операторские и инженерные станции и серверы баз данных.

Отечественной и зарубежной промышленностью выпускается большой набор конкурентоспособных ПЛК.

Выбор ПЛК определяется требуемой информационной мощностью процесса (количеством каналов ввода-вывода) и экономическими показателями.

Для данного процесса выберем отечественный хорошо зарекомендовавший себя при автоматизации промышленных объектов контроллер МФК-1500.

Контроллер МФК-1500

  Многофункциональный программируемый контроллер МФК 1500 предназначен:

· для построения управляющих и информационных систем автоматизации технологических процессов среднего и большого (по числу входов-выходов) уровня сложности;

· для построения информационных систем объема от 100 до 1000 измерительных каналов в одном контроллере;

· для построения систем блокировок и противоаварийной защиты.

     

 

Рис. 2. Внешний вид МФК1500

 

Основные особенности контроллера:

 - возможность полного или частичного резервирования ресурсов контроллера, в том числе резервирование модулей ЦП, дублирование и резервирование модулей УСО в составе одного контроллера;

- построение контроллера, в состав которого, в случае применения удаленных секций, может входить от одного до 120 модулей УСО с максимальным количеством 3840 дискретных входов-выходов или 1920 аналоговых входов);

- «горячая» замена модулей;

- система «Plug&Play» модулей;

- отключение выходов в системах резервирования и при отказе модуля;

 - инициативный ввод сигналов и инициативные сообщения от модулей;

- гарантированное время доставки инициативных сообщений любого модуля;

- развитая система диагностики;

- постоянный контроль и квитирование выполнения команд;  дублированная системная шина;

- дублированная система питания контроллера;

- дублированные интерфейсы Ethernet 10/100Base-TХ (для модулей ЦП и интерфейсных модулей) и 100Base-FX (только для интерфейсных модулей);

- высокий уровень гальванической изоляции входных цепей модулей;

- высокая точность измерения сигналов датчиков; наличие предварительной обработки информации в модулях;

- подключения различных уровней сигналов к одному модулю за счет использования различных МКС;

- удобство и скорость монтажа шкафа за счет использования МКС, УДС и ленточных кабелей;  

- возможность питания датчиков с токовым выходом (4...20 мА) от МКС, входящих в состав контроллера;

- сниженное тепловыделение в контроллере за счет выноса узлов ввода и коммутации сигналов 220 VAC, 220 VDC из модулей контроллера на внешние МКС и УДС;

- двойная гальваническая развязка внутренних цепей контроллера от цепей ввода и коммутации сигналов 220 VAC, 220 VDC;

- возможность проектирования систем с минимальной избыточностью аппаратных средств (шаг изменения числа аналоговых каналов – 4; дискретных каналов – 16; дискретных каналов одного типа – 8; посадочных мест на шасси под модули УСО – 4);

- развитые средства конфигурирования модулей УСО и ресурсов модуля центрального процессора - ЦП.

В составе контроллера МФК1500, наряду с собственными модулями центрального процессора, предусмотрена возможность использования более мощного процессорного модуля P05-02 от контроллера МФК3000. Модули ЦП МФК3000 устанавливаются в отдельное шасси.

 Области применения контроллера

АСУ ТП энергоблоков, котлов и других объектов теплоэнергетики; АСУ ТП высокой и средней сложности предприятий различных отраслей (энергетические, химические, нефте- и газодобывающие, перерабатывающие, машиностроительные, сельскохозяйственные, пищевые производства и т.п.); построение систем ПАЗ в указанных областях;

на объектах АЭС для систем классов безопасности, удовлетворяющих требованиями к ЭМС по ГОСТ 32137-2013 для III группы исполнения по устойчивости к воздействию помех с критерием качества функционирования А и с критерием качества функционирования A/B (в зависимости от состава и архитектуры системы) для IV группы исполнения по устойчивости к воздействию помех.

Контроллер устойчив к воздействию следующих климатических и механических факторов:

· рабочая температура: от плюс 1 до плюс 60 °С;

· относительная влажность окружающего воздуха: от 5 до 95 % без конденсации влаги;

· атмосферное давление: от 84,0 до 106,7 кПа;

· вибрация для частот: от 5 до 9 Гц с амплитудой смещения 3,5 мм;

· вибрация для частот: от 9 до 200 Гц с ускорением 2 g.