АСУ ТП приготовления водо-спиртовой смеси

Введение

Особенности и преимущества разрабатываемой автоматизированной системы управления технологическим процессом приготовления водо-спиртовой смеси:

1. возможность получения водно - спиртовой смеси в потоке заданной крепости без дополнительного емкостного оборудования.

2. охлаждение водно - спиртовой смеси в потоке до заданной температуры высоко эффективным пластинчатым разборным теплообменником.

3. все процессы управляются с одной панели управления.

4. насосное оборудование, снабжено частотными преобразователями

5. высокоточные массовые расходомеры

6. малый внутренний объём модуля (снижаются потери спирта)

7. статический миксер, обеспечивающий полное смешивание спирта и воды

8. стабильность свойств продукта на протяжении всего цикла работы

9. технологические компоненты ведущих мировых производителей.

1. Описание технологического процесса как объекта управления, в т. ч. воздухоотделителей (латерна), статического миксера, теплообменника.

1.1 Описание процесса, как объекта управления

Спирт и вода подаются центробежными насосами из емкостей хранения ЕН1 и ЕН2 на установку. Проходя через отделители воздуха, потоки жидкостей освобождаются от воздуха, негативно влияющего на работу установки и качество полученного продукта.

После соединения потоков спирта и воды, они проходят через статический миксер, где достигается полное перемешивание потоков.

На выходе из статического фильтра установлен поточный оптический спиртометр который измеряет крепость водо-спиртовой смеси. Сигналы с прибора поступают в систему управления, которая согласовывает работу регулирующих клапанов таким образом, чтобы обеспечить заданную крепость водо-спиртовой смеси.

Далее водо-спиртовая смесь охлаждается до заданной температуры (14°С) в пластинчатом разборном теплообменнике. Температура охлаждения регулируется автоматически, клапаном с пневмоэлектрическим приводом, изменяющим поток теплоносителя в соответствии с сигналом, поступающим с контроллера.

Готовая водо-спиртовая смесь подается в напорную емкость центробежным насосом, который управляется с общего контроллера модуля.

1.2. Описание основных аппаратов процесса, как объекта

управления

Объектом управления является технологический процесс смешение воды и спирта с последующим охлаждением водо-спиртовой смеси в теплообменнике до заданной температуры. В процессе смешение воды и спирта, охлаждением водо-спиртовой смеси она проходит ряд аппаратов таких как:

• ЕН1, ЕН2 - емкости хранения воды и спирта;

• КН1, КН2 – деаэрационные латерны;

• СМ – статический миксер;

• ТО – теплообменник.

Необходимо: В емкостях ЕН1, ЕН2 осуществлять контроль уровня воды и спирта, соответственно. В деаэрационных латернах КН1, КН2 осуществлять освобождение воды и спирта от воздуха и регулировать уровень, соответственно. В статическом миксере СМ осуществлять регулирование концентрации водо – спиртовой смеси. В теплообменнике ТО осуществлять регулирование температуры водо-спиртовой смеси.

Анализ контролируемых, регулируемых и сигнализируемых параметров технологического процесса. Определение числа точек ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов.

Анализ специфики технологического процесса и тех требований которые к нему предъявляются, позволил определить основные технологические параметры, а также их значимость в АСУ. К регулируемым параметрам можно отнести следующие:

1) уровень в деаэрационных латернах КН1, КН2;

2) соотношение расходов воды и спирта;

3) температура на выходе из теплообменника;

4) Работа насосов Н1, Н2, Н3.

Причина выбора именно этих параметров в качестве регулируемых -эти технологические параметры непосредственно влияют на качество продукта и безопасность протекания процесса.

Контролируемым параметром процесса является уровень в емкостях ЕН1, ЕН2

Контролируемым параметром процесса является запуск насосов Н1, Н2

Контролируемым параметром процесса является заполнение деаэрационных латерн КН1, КН2

Контролируемым параметром процесса является уровень в деаэрационных латернах КН1, КН2

Контролируемым параметром процесса является концентрация водо – спиртовой смеси в статическом миксере СМ

Контролируемым параметром процесса является температура водо – спиртовой смеси в теплообменнике ТО

Контролируемым параметром процесса является запуск насоса Н3

Контролируемым параметром процесса является давление за насосом Н3

3. Определение числа точек ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов

Из выше представленного анализа контролируемых, регулируемых и сигнализируемых параметров технологического процесса приготовления водо – спиртовой смеси определяем число точек ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов:

- число точек ввода аналоговых сигналов 11

- число точек вывода аналоговых сигналов 12

- число точек ввода дискретных сигналов 7

- число точек вывода дискретных сигналов 11