Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования

3.2 Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования

В блоке очистки биоэтанола необходимо осуществлять контроль и регулирование следующих основных технологических параметров:

– температура;

– расход;

– уровень.

3.2.1 Температура

Основными параметрами, влияющими на работу колонны, являются температура верха и низа. Температура верха К-2 регулируется подачей холодного бензола на верхнюю тарелку, К-3 – подачей холодной смеси этанол+бензол, а температура низа обеих колонн стабилизируется потоком пара. Температура горячей струи под нижнюю тарелку регулируется подачей пара в подогреватель. Кроме того, регулируются температуры потоков, выходящих из теплообменников Т-3, Т-4, путем изменения расхода хладогента - воды.

3.2.2 Расход

Контроль и регулирование расхода сырья в колонну К-2 имеет большое значение, так как он влияет на эффективность разделения продуктов.

3.2.3 Уровень

Необходимо регулировать уровень жидкости в кубах колонн. При осушении аппаратов происходит кавитация насосов, а при превышении установленного уровня – переполнение аппаратов, в случае колонны возможно захлебывание. Регулирование уровня осуществляется изменением расхода откачиваемых из аппаратов потоков.

3.3 Выбор сигнализируемых параметров и ПАЗ

В условиях предаварийной ситуации, когда технологические параметры выходят за заданные пределы, система автоматизации должна сигнализировать об этом оператору. Необходимо осуществлять сигнализацию следующих параметров:

-      уровень в колонне К-2;

-      уровень в колонне К-3;

-      уровень в декантаторе Д.

3.3.1 Уровень

Необходимо сигнализировать верхний и нижний пределы уровня жидкости в кубе колонны во избежание ее осушения или захлебывания.

3.4 Выбор параметров защиты и блокировки

В качестве параметров противоаварийной защиты выбираем уровень в колоннах К-2, К-3, а также в декантаторе Д. В случае осушения куба колонн перекрывается откачка остатка из колонн. В случае осушения декантатора Д перекрывается откачка смеси этанол+бензол+лютерная вода.

4. Выбор технических средств автоматизации

При выборе приборов контроля и регулирования руководствуются следующими положениями:

1) приборы должны обеспечивать необходимую точность измерения, быть достаточно чувствительными и надежными в работе;

2) показывающие приборы должны иметь наглядную шкалу и указатель. Самопишущие приборы должны регулировать показания в виде четкой, хорошо различимой кривой;

3) местные приборы должны иметь места расположения, легко доступные для наблюдения за показаниями;

4) погрешность не должна выходить за доступные пределы при изменении внешних условий, температуры и давления окружающей среды;

5) защитные трубки ртутных термометров, термопар должны быть достаточно прочными, рассчитанными на данные условия работы;

6) диафрагмы дифманометров должны иметь камеры, фланцы которых также рассчитаны на данные условия;

7) к измерительным и регулирующим приборам должны предъявляться требования по взрыво- и пожароопасности.

При выборе приборов контроля и регулирования должны учитываться свойства объектов регулирования и регуляторов, чтобы системы регулирования были устойчивыми, и процесс регулирования протекал качественно, без больших отклонений регулируемой величины от заданного значения.

Для осуществления контроля и регулирования технологических параметров выбираем следующие приборы.

4.1 Датчики температуры

В качестве чувствительного элемента для измерения температуры применяются измерительный термопреобразователь сопротивления медный ТСМ Метран-253 с пределами измерения от –50 до 150^оС, с унифицированным выходным электрическим аналоговым сигналом от 0 до 5мА.

4.2 Датчики давления

В качестве датчиков давления используются измерительные преобразователи Метран-22-ДИ-АС модель 2140 с унифицированным электрическим аналоговым выходным сигналом от 0 до 5мА. Предел измерения от 10 до 250 кПа.

4.3 Датчики уровня

В качестве датчиков уровня используются манометры-датчики Метран-100-ДГ Ех с унифицированным токовым выходным сигналом от 0 до 5 мА. Диапазон измерений от 0 до 100 кПа.

4.4 Датчики расхода

Для измерения расхода используются интеллектуальные вихревые расходомеры Метран модели 8800 с унифицированным токовым выходным сигналом от 4 до 20мА. Измеряемые среды – газ, пар, жидкость.

4.5 Датчики качества

Для определения качества газов используется газовый хроматограф ХП-499, область применения которого – неуглеводородные газы, углеводороды, с пределами измерения объемных долей от 0 до 100% и стандартным выходным токовым сигналом от 0 до 5мА.

4.6 Регуляторы

В качестве регулятора на установке используется Ремиконт Р-130.

Ремиконт Р-130 – это комплекс универсальных микропроцессорных технических средств широкого назначения, который может применяться при автоматизации самых разнообразных технологических процессов. Ремиконт Р-130 относится к классу малоканальных средств управления, рассчитанный на решение задач автоматического регулирования и логического управления. Ремиконт Р-130 позволяет, с одной стороны, экономично управлять небольшими агрегатами, и, с другой, – собирать достаточно разветвленные системы управления разной сложности из нескольких контроллеров, используя возможности объединения в локальную кольцевую управляющую сеть “Транзит” и обмена по этой сети цифровой информацией по витой паре проводов.

Комплекс Ремиконт Р-130 включает три вида моделей:

– регулирующие;

– логические;

– непрерывно-дискретные.

Регулирующие модели позволяют реализовывать до четырех независимых или взаимосвязанных контуров автоматического регулирования, каждый из которых может быть локальным или каскадным, иметь ручной, программный или внешний задатчик, аналоговый выход для работы с позиционером или импульсный выход для работы с исполнительным механизмом постоянной скорости. В контурах регулирования используется ПИ-закон.

Все настройки ПИ-регулятора могут устанавливаться либо вручную, либо автоматически, изменяться под воздействием сигналов, сформированных внутри контроллера или переданные последнему через переходные цепи.

Функциональные возможности Ремиконта Р-130 практически полностью определяются его центральным устройством – блоком контроллера:

– 99 алгоритмических блоков с возможностью их заполнения любыми алгоритмами из библиотеки;

– безударное изменение режимов, а также включение, отключение, переключение и переконфигурация управляющих структур;

– самодиагностирование, сигнализация и идентификация неисправностей контроллера.