Расход  полурегенерированного амина –  не более 973 м³/ч

  Температура на 23 тарелке – не более 72 ^оС

  Температура в кубовой части – не более 92 ^оС

  Уровень в кубе – 30-70 %

  Давление  в абсорбере 61,5-64 кг/см² 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    3. Технический проект

    3.1.  Разработка функциональной схемы автоматизации

     На  листе 1 графической части представлена функциональная схема распределённой АСУ ТП установки сероочистки, состоящая из первичных преобразователей, программируемого логического контроллера (ПЛК) FP0, ЭВМ и исполнительных устройств.

     На  представленной схеме автоматизации  отражены основные решения по автоматизации данного ТП, связанные с разработкой систем контроля, регулирования, управления, защиты, блокировки и сигнализации.

      В связи с пожаро- и взрывоопасностью рассматриваемого процесса особенностью данной схемы является применение пневматических исполнительных механизмов, управление которыми осуществляется через электропневматические преобразователи.

      Часть приборов, которые не требуют постоянного доступа и должны располагаться в закрытых помещениях, устанавливаются в аппаратной. В операторной кроме многоканального контроллера со своими модулями ввода-вывода и блоками питания располагается ЭВМ и операторский пульт для управления технологическим процессом. Оператор непосредственно с помощью ЭВМ может управлять исполнительными механизмами, при этом их состояние отражается на дисплее ЭВМ.

      Остальные первичные измерительные преобразователи  и исполнительные механизмы располагаются непосредственно на технологическом оборудовании и рядом с ним. Все они должны иметь соответствующий класс по пожаро- и взрывобезопасности.

      Во  всех контурах регулирования первичные  измерительные преобразователи имеют выходной унифицированный токовый сигнал 4-20 мА. Контроллер сообщается с ЭВМ с помощью стандартного интерфейса RS-422 и осуществляет управление пневматическими исполнительными механизмами через электропневматические преобразователи унифицированным токовым сигналом. Все регуляторы реализованы в контроллере программным путём, который вырабатывает по заданному в нем закону регулирования управляющие воздействия на исполнительные устройства.

      Для осуществления блокировок контроллер имеет входы для дискретных сигналов и выходные дискретные сигналы. Управление пневматическими отсечными клапанами осуществляется с помощью электропневматических реле.

     3. 2. Описание функциональной схемы автоматизации

     Расход  регенерированного амина измеряется датчиком поз. 1-2 и через устройство ввода поступает на микроконтроллер (поз 1-3), где программным путем реализован регулятор расхода поз. 1-4. Выработанное регулятором температуры регулирующее воздействие в виде сигнала постоянного тока подается на электропневматический преобразователь поз. 1-6, полученный пневматический сигнал осуществляет управление исполнительным механизмом (поз. 1-7) регулирующего органа, установленного на линии подачи регенерированного амина в абсорбер.

     Содержание  сероводорода в очищенном газе, отходящем  с верхней части абсорбера  измеряется концентратомером поз. 3-2 и передается в программно реализованный в контроллере регулятор концентрации поз. 3-3. В этот же контур через компенсатор, реализованный программным путем, подается значение расхода кислого газа, измеряемого расходомером поз. 2-2. Выработанное регулятором концентрации управляющее воздействие, через электропневматический преобразователь управляет исполнительным механизмом (поз. 3-6) регулирующего органа, установленного на линии подачи полурегенерированного амина в абсорбер.

     Давление  в верхней части абсорбера  измеряется датчиком давления поз 4-1 и передается на микроконтроллер, где реализован регулятор давления поз 4-2. Сигнал с регулятора поступает на электропневматический преобразователь поз. 4-4, и осуществляет управление исполнительным механизмом            (поз. 4-5) регулирующего органа, установленного на линии отвода очищенных газов с верхней части абсорбера.

     Уровень амина в кубовой части абсорбера  измеряется датчиком уровня поз. 5-2 и поступает на регулятор уровня поз. 5-3. Регулятор вырабатывает сразу три управляющих сигнала, которые через электропневматические преобразователи поз. 5-5, поз. 5-7 и поз. 5-9 управляют исполнительными механизмами (поз. 5-6, поз. 5-8 и поз. 5-10 соответственно) регулирующих органов, которые установлены на линии стока богатого амина.

     Уставки регуляторов концентрации, расхода  и уровня изменяются программным  путём.

     Расход  полурегенерированного амина измеряется расходомером поз 6-2 и через микроконтроллер передается на ЭВМ.

     Расход  газа регенерации цеолитов измеряется расходомером поз 7-2 и через микроконтроллер передается на ЭВМ.

     Расход  очищенного газа измеряется расходомером поз 8-2 и через микроконтроллер передается на ЭВМ.

     Температура по высоте абсорбера измеряется термопреобразователями сопротивления поз. 9-1 и 10-1, снабженными  нормирующими преобразователями поз. 9-2 и 10-2, сигнал от которых через контроллер поступает на ЭВМ.

     Предусмотрена возможность аварийного сброса очищенного газа на факел высокого давления. Сигнал с реле давления поз 11-1, установленного  в линии отвода газа, поступает через модуль дискретного ввода в микроконтроллер.  В случае выхода значения давления за установленные пределы, контроллер поз 11-2 вырабатывает сигнал, который через пневматический модуль импульсного управления поз. 11-3 управляет клапаном поз. 11-5, выпускающим избыток газа на факел.

     Предусмотрено резервирование насосов для подачи полурегенерированного амина. Сигнал, вырабатываемый реле давления поз. 12-1 поступает через устройство дискретного  ввода в микроконтроллер поз. 12-2. Низкое значение давления говорит о неисправности насоса, при этом контроллер вырабатывает импульсный сигнал, который через магнитный пускатель поз. 12-5 запускает резервный насос.

     При низком давлении в трубопроводе полурегенерированного  амина сигнал с реле давления поз. 13-1 поступает на микроконтроллер, где вырабатываются сигналы, идущие на импульсные пневматические модули поз 12-7, 12-10, 12-13, 12-16, 12-19, 12-22, 12-25, обеспечивающие срабатывание отсекателей поз 12-9, 12-12, 12-15, 12-18, 12-21, 12-24, 12-27 на входных и выходных трубопроводах.

     При низком уровне амина в кубовой  части абсорбера реле уровня вырабатывает дискретный сигнал, поступающий на микроконтроллер, где вырабатывается управляющий сигнал, закрывающий  клапан (поз. 12-24) на линии стока богатого амина.

     Индикация, регистрация и сигнализация всех параметров осуществляется управляющей  ЭВМ, в которую по интерфейсу RS-485 поступают сигналы от микроконтроллера.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.3. Выбор технических средств автоматизации 

     Для реализации схемы распределенной АСУ  ТП в качестве программируемого логического контроллера (ПЛК) используется последняя модель контроллера в семействе Mitsubishi Electric FP0. Расширенные технические характеристики, специализированные блоки и сетевые модули FP0 являются более гибкой и экономичной платформой для задач управления производственными процессами, универсальным решением практически для всех сфер производства.

     В дополнение к обычной системной шине для стандартных модулей серии FP0 обладает дополнительной адаптерной шиной. До десяти дополнительных модулей − четыре аналоговых, два счётчика, два импульсных модуля выхода и два модуля интерфейса (RS 232 или RS 485) − могут быть присоединены с левой части контроллера. Специально для серии FP0 были разработаны новые миниатюрные адаптерные модули, которые могут быть интегрированы в систему без излишнего программирования. Они имеют особые регистры данных, позволяющие обращаться к ним напрямую, что экономит количество шагов программы и сокращает затраты на программирование.

     Базовые модули новой серии построены  на современных микропроцессорах и приспособлены к работе от источников питания 100-240V AC или 24V DC. Доступны модели с 16, 32, 48, 64, 80 или 128-ю входами/выходами (I/O), в транзисторном или релейном исполнении. Все базовые модули могут быть расширены до 256 I/O при помощи модулей расширения. Дальнейшее расширение до 384 I/O возможно при использовании подходящих сетей (Ethernet, Profibus, CC-Link или AS-Interface), при добавлении аналоговых или высокоскоростных модулей адаптерной шины общее количество точек достигнет 448 I/O. Ещё одной особенностью является дисплейный модуль, который может быть инсталлирован непосредственно на переднюю панель контроллера либо присоединён кабелем. Сообщения об ошибках и управляющие данные можно просматривать или редактировать при помощи четырёх функциональных клавиш дисплейной панели.

     К достижениям серии FP0 можно причислить больший объём памяти, очень быструю обработку инструкций, значительно расширившийся набор команд, улучшенные функции и модули, особенно для задач позиционирования. Интегрированной энергонезависимой памяти емкостью 64 тыс. шагов достаточно даже для сложных управляющих программ, что сокращает расходы на приобретение дополнительных модулей памяти. Теперь общее количество инструкций составляет 209, что позволяет легко и быстро решать даже сложные задачи.

     Контроллер Mitsubishi Electric серии FP0 программируется в операционной системе Microsoft Windows в стандартном пакете (IEC 61131-3) GX IEC Developer (Function Block, Ladder Diagram, Instruction List, Structured Text, Sequential Function Chart) либо в широко распространённом GX Developer (Ladder Diagram, Instruction List или Sequential Function Chart).

     Такие функции как высокоскоростные счетчики и импульсные выходы с частотами до 100кГц уже интегрированы в базовый модуль, вкупе с широким набором новых инструкций позиционирования. Это делает возможным работу с тремя независимыми осями координат. При необходимости можно добавить ещё один адаптер счетчика и импульсного выхода с частотой до 200кГц, и таким образом сделать возможной работу с четырьмя независимыми шаговыми или серво двигателями.

     Базовый модуль можно наращивать при помощи опций или модульных адаптеров для создания необходимой конфигурации. Все существующие модули серии FX можно использовать с новым контроллером, гарантируется и дальнейшая поддержка стандарта без опасности для инвестиций пользователя. В дополнение к цифровым модулям расширения ввода/вывода, стандартная системная шина способна обслуживать до восьми специализированных функциональных модулей. Новинкой также является широкий выбор мощных коммуникационных модулей для сетей Ethernet и Profibus DP. Они расширяют существующий диапазон продукции, уже включающий в себя модули для всех типов открытых и частных сетей. Наличие дополнительных интерфейсов вносят существенный вклад в коммуникационные возможности FP0. Он может одновременно обмениваться данными с тремя различными устройствами через последовательные интерфейсы. Последовательный интерфейс для программирования (RS 422) интегрирован на переднюю панель и используется для обмена с компьютером или панелью оператора. Другие устройства, типа принтеров, считывателей штрих-кодов, модемов и других контроллеров могут присоединяться через отдельные интерфейсные модули, которые можно инсталлировать с кожуха контроллера (RS 232, RS 422, RS 485 и USB) или присоединить через адаптерную шину (RS 232, RS 485).

     Благодаря полной совместимости модулей, функций  и инструкций со всем диапазоном продукции Mitsubishi Electric гарантируется превосходную эффективность и легкое сопряжение с остальными компактными и модульными контроллерами Mitsubishi, частотными инвертерами, серводвигателями, панелями оператора и системами визуализации. 

      Технические характеристики

      Точек ввода/вывода     16 − 384 (448 c адаптерной шиной)

      Память  программ:       до 64K шагов (стандартная)

      Время исполнения операции     0.065 мкс

      Цифровые  выходы    реле, транзисторы

      Обработка аналоговых сигналов до 64 вх/вых c системной шиной,

      до 16 вх/вых с адаптерной шиной

      Разрешение  8, 12 и 16 бит

      Позиционирование    6 высокоскоростных счетчика (100kHz)

      внутренние 3 импульсных выхода (100kHz)

      внутренние 4 высокоскоростных счетчика (200kHz)

      Сетевые возможности Ethernet, Profibus-DP, CC-Link, CANopen, DeviceNet, AS-Interface, MELSEC FX Peer to Peer (PPN)

      Взрывозащищенное  исполнение