Целью автоматизации является повышение производительности и эффективности труда, улучшение качества продукции, оптимизация планирования и управления, возможность выполнения трудноосуществимых операций, устранение человека от работы в условиях, опасных для здоровья.
Функции управления автоматизированным производством выполняет машинно-автоматическое управляющее устройство. Роль человека в автоматизированном производственном процессе ограничивается операциями испытаний, наладки и включения автоматической системы в работу и периодическим надзором за ее функционированием.
Автоматическая система управления представляет собой совокупность управляемого объекта и автоматического управляющего устройства.
Технические устройства – приборы, регуляторы, воспринимающие исполнительные и вспомогательные элементы, с помощью которых осуществляется автоматическое управление объектом, являются средствами автоматизации.
В данном дипломном проекте применение средств автоматизации позволяет создать лучшие условия труда, безаварийную работу оборудования, снижает численность обслуживающего персонала.
Автоматический контроль служит для непрерывного наблюдения за ходом технологического процесса в соответствии с требованиями технических норм и регламента.
Условия работы в отделении конденсации хлора относятся к вредным. Технологические процессы идут в герметически закрытых аппаратах. Поэтому контроль технологического процесса осуществляется с помощью контрольно-измерительных приборов, что дает возможность работающему персоналу меньше находиться во вредной среде. С помощью контрольно-измерительных приборов осуществляется контроль за температурным режимом технологического процесса, за давлением, расходом и другими параметрами.
От правильности выбора технологических параметров контроля зависят технико-экономические показатели производства. Выбранные в данном случае параметры контроля обеспечивают максимальный выход целевых продуктов и их высокое качество.
В отделении конденсации хлора контролируются следующие параметры:
1 Температура
- хлор абгазный после сжижения поз. 2, не ниже минус 23 °С;
- хлор жидкий после сжижения поз. 2, не ниже минус 23 °С;
- рассол на линии входа в конденсатор поз. 2, минус 26-30 °С;
- рассол на линии выхода из конденсатора поз. 2, минус 22-25 °С;
- вода в испарителях поз. 4, 40-70 °С;
- хлор из испарителей поз. 4, 40-60 °С.
2 Давление
- хлор электролитический на входе в конденсатор поз. 2, не более 0,35 МПа;
- хлор абгазный после сжижения поз. 2, не более 0,35 МПа;
- рассол на линии входа в конденсатор поз. 2, не менее 0,4 МПа;
- хлор из танков в ж.д. цистерны, не более 0,35 МПа;
- хлор из испарителей, 0,3-0,45 МПа;
- азот, не более 12 МПа;
- воздух КИП, не менее 0,3 МПа.
3 Концентрация
- хлор абгазный после сжижения, объемная доля кислорода, не более 4%;
- хлор абгазный после сжижения, объемная доля водорода, не более 4%;
- хлор абгазный после сжижения, объемная доля хлора, не менее 65%.
4 Уровень
- рассол в емкости поз 6, 560-2240 мм;
- хлор сжиженный в танке поз. 8, 600-2250 мм.
- рассола на линии входа в конденсаторы, поз. 2, не менее 350 м3/ч.
При выборе приборов контроля руководствуются следующими основными положениями:
- приборы должны обеспечивать необходимую точность измерения, быть достаточно быстродействующими;
- показывающие приборы должны иметь наглядную шкалу и указатель, самопишущие приборы должны иметь точную регистрацию показаний;
- местные приборы должны быть легкодоступными для наблюдения за их показаниями, а также для монтажа и демонтажа;
- погрешность датчиков не должна выходить за допустимые пределы, защитные трубки термопар и термометров сопротивления должны быть достаточно прочными;
- защитные трубки термопар, термометров сопротивления должны быть достаточно прочными для данных рабочих условий, диафрагмы расходомеров должны иметь камеру и фланцы, рассчитанные на работу при требуемых давлениях и температурах и их установка должна отвечать требованиям соответствующих правил и норм;
- при выборе приборов контроля и автоматизации учитывается их стоимость, а также требования пожаро-, взрывоопасности.
Исходя из выше изложенных условий, выбраны следующие средства автоматического контроля:
Для контроля температуры:
а) Термопара хромель-капелевая ТХК-539;
б) Прибор контроля и регистрации пневматический ПКР.1.
Для контроля давления:
а) Измерительный преобразователь давления "Сапфир 22 ДИ". Предел измерения 0...2,5 МПа. Класс точности первый. Выходной сигнал 4...20 мА.
б) Прибор вторичный регистрирующий А-542. Входной сигнал 4...20 мА. Класс точности 0,1.
Для контроля уровня:
а) Электронный измеритель уровня ЭИУ-1;
б) Измерительный преобразователь уровня "Сапфир 22 ДГ". Выходной сигнал в пределах 4...20 мА.
в) Прибор аналоговый регистрирующий А-542.
Для контроля концентрации:
а) Датчик концентрации ГТМК-16;
б) Устройство контроля и регистрации ФЩЛ.
Для контроля расхода:
а) Передающий преобразователь расхода 13ДД11;
б) Прибор контроля и регистрации пневматический ПКР.1.
Обслуживающий персонал обычно контролирует ход процесса по контрольно-измерительным приборам. Регулировать вручную давление, температуру и т.д. при помощи регулирующих органов (вентилей, задвижек, тиберов), часто расположенных далеко друг от друга, очень трудно. Такое управление производственным процессом требует значительного количества обслуживающего персонала, который не всегда в состоянии обеспечить надежное и точное, регулирование,
Дистанционное ручное управление, когда регулирование работы агрегата производится вручную из одного пункта при помощи того или иного вида энергии, значительно облегчает задачи управления процессами. Но и в этом случае управление процессом требует от персонала большого внимания и напряжения. Кроме того, количество обслуживающего персонала все же остается значительным, а регулирование несовершенным.
Наиболее совершенным и экономичным является автоматическое регулирование, когда отдельные величины или весь технологический процесс регулируется автоматически. Внедрение автоматики в производство в конечном счете приводит к резкому росту культуры производства и повышению квалификации производственных рабочих.
По принципу действия автоматические регуляторы разделяются на две группы: регуляторы прямого действия и регуляторы непрямого действия.
Регулятор прямого действия воздействует на регулируемую величину непосредственно, без промежуточных элементов, т.е. измерительная часть (регулирующий орган - вентиль, задвижка) представляет собой одно целое.
Регулятор непрямого действия состоит из измерительной части, исполнительного механизма и командной линии связи, через которую измерительная часть с помощью различных видов энергии воздействует на исполнительный механизм, обычно находящийся на некотором от нее расстоянии.
При выборе параметров, управляющих воздействий и схем автоматического регулирования задаемся целью стабилизировать каждый параметр, отклонение от которого может вызвать нарушение технологического процесса.
В процессе, работы теплообменного аппарата необходимо поддерживать температуру рассола перед конденсатором в заданных пределах.
Необходимую температуру рассола обеспечивает холодильная установка цеха N 27.
Регулируем температуру:
хлор из испарителей поз. 4, 40-60 °С.
Для регулирования описанных выше параметров принимали приборы пневматической системы "Старт": вторичные показывающие и регистрирующие типа ПВ 10.1Э со встроенной станцией управления и пропорционально-интегральный регулятор типа ПР3.31. Применение системы "Старт" объясняется ее взрыво- и пожаробезопасностью, высокой надежностью, небольшой погрешность (±1% от предела измерения), простотой обслуживания, сравнительно небольшой стоимостью. Даже при большой протяженности пневмолиний запаздывание распространения сигнала в этих приборах не приводит к заметному влиянию на переходный процесс и ухудшению качества регулирования.
Приборы контроля ПВ 10.1Э работают совместно с пневматическими датчиками и другими устройствами, выдающими унифицированные аналоговые сигналы в пределах от 20 до 100 МПа. ПВ10.1Э - прибор для непрерывной записи и показания величины регулируемого параметра, указания положения контрольной точки и величины давления на исполнительном механизме.
Регулятор типа ПР3.31 может быть использован для работы с датчиками, приборами контроля, задатчиками или другими устройствами со стандартными пневматическими сигналами на выходе и входе. Регулятор предназначен для получения непрерывного пропорционально-интегрального регулирующего воздействия давления сжатого воздуха на исполнительный механизм или какое-либо другое устройство системы регулирования с целью поддержания измеряемого параметра на данном уровне.
Данное производство относится к пожаро-взрывоопасным производствам. Применяем приборы пневматического действия. Они имеют следующие преимущества: пожаробезопасность, относительная простота конструкции, надежность при работе в тяжелых производственных условиях, простота обслуживания.
Исходя из выше изложенных условий, выбраны следующие средства автоматического регулирования:
а) Электронный потенциометр КСП-3;
б) Токовый преобразователь ПТ-ТС-68;
в) Электропневматический преобразователь ЭПП-63-ЕХ;
г) Прибор контроля пневматический показывающий и самопишущий ПВ10.1Э;
д) Мембранное исполнительное устройство ПР3.31;