Линия сахарорафинадного производства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

4. Описание схемы автоматизации.

Роспускное отделение.

   Роспускное отделение предназначено для получения сиропа с содержанием сухих веществ 65-67% при температуре 82-850С и равномерной его подаче в последующие отделения а обработку. Согласно системе управления роспускного отделения сахарный песок из бункера II ленточным транспортером I подается в клеровочные котлы III , которые представляют собой цилиндрические вертикальные емкости диаметром 2,5 м с лопастной мешалкой и открытым паровым обогревом. Для получения сиропа в котлы подают горячую воду, промой роспускного отделения, побочные продукты отделений фильтрования и вакуум-выпарногоотделения.

Схема управления обеспечивает регулирование  расхода сахара- песка, подаваемого  в отделение, температуры в клеровочных  котлах, плотности сиропа, уровня в  клеровочных котлах, контроль расходов проемов, подаваемых на роспуск сахара-песка, сигнализацию предельных значений уровня в бункере сахара- песка.

Система управления роспускным отделением может быть реализована с помощью  АСУТП ( супервизорным режим по модулю В)

АСУТП роспускного отделения представляет собой РСУ малого масштаба, включающую подсистемы сбора и отображения  информации, автоматического регулирования, дискретно-логического управления, противоаварийных защит и блокировок.

Объект управления включает: транспортер 1, бункер сахарного песка 2, клеровочные котлы 3, сборник промоев 4, сборник сиропа 5.

Основные компоненты системы: контролеры Р-130 с интеллектуальным шлюзом со 100% -м резервированием; АРМы оператора- технолога, начальника отделения и лаборатории на базе ЭВМ (Pentium  I промышленного исполнения) и 20 мониторов с повышенной защитой от электромагнитных воздействий; сетевые средства- 10Мбит со 100% резервированием; станцию архивирования в комплекте со сменными магнитными дисководами (640Мбайт); сервер БД; принтеры; пакеты программ « КРУГ-2000»; конструктивы-19 шкаф (RITTFL).

Информационная мощность АСУТП: общее число входных и выходных сигналов 11/11, т.е. 22. Из них контролируемых аналоговых ( расход, плотность, уровень и температура)-9; контролируемых дискретных ( с учетом запорной арматуры)-9; дискретных управляющих – 1;контуров регулирования- 3; запорной арматуры-3; противоаварийной защит и блокировок (100% резервирование)-13, из них аналоговых параметров – 9, входной диск -1, выходных дискретных – 3. Система управления реализована с « горячим» резервированием в трех комплектах.

Динамика работы АСУТП.

Максимальный период опроса датчиков на контроллере: дискретный вход- 100мкс, аналоговый вход- 1 мс; максимальное время  реакции на аварийные сигналы: при  обработке в цепях аварийной  защиты на уровне контроллера-20-80мс, при  передаче на пульты оператора – 200 мс; цикл смены данных на пульте операторов при 200 динамических элементов в  кадре- 0,15-1,0 с ; цикл смены кадров- 0,2-1,5 с ; минимальное время реакции  на команду оператора-0,2 с; время  полного перезапуска системы  после отключения питания-30 с, конроллеров  после отключения питания-20с.

Время наработки на отказ контроллеров Р-130 составляет32-1024 входов/выходов. Использовано: аналоговых входов/выходов-9/9; дискретных входов/выходов-2/2.

Расход сахара-песка в роспускном отделении регулируют с коррекцией по уровню сиропа в сборнике V перед фильтрами. Сигнал, пропорциональный текущему значению расхода сахара- песка, поступает с датчика тензовесов (I-I), установленного на ленточном транспортере I, далее- на АЦП (ADAM-4012). На пульте ПТК размещены базовая ЭВМ с телемонитором и АЦПУ (1-3),  логико – программный контроллер Р-130(1-4), сигнал задания которому формирует устройство алгебраического суммирования(1-2). На это устройство поступает корректирующий сигнал из САР уровня в сборнике V перед фильтрами. Выходной сигнал контроллера посредством пульта управления (1-5) и ЦАП ( ADAV-4021) воздействует на шибер (1-6), установленный под производственным бункером 11. Системой управления предусмотрена блокировка – отсечка подачи сахара-песка при следующих отклонениях от нормального хода процесса: остановке транспортера, повышении уровня в клеровочных котлах, снижение уровня в сборнике промоев IV с помощью ПТК и АРМ технолога.

Стабилизация температуры в клеровочных котлах осуществляется изменением подачи пара в барботеры котлов. В качестве регулирующих устройств применяют логико – программный контроллер Р-130( 2-1) и (6-1).

Стабилизация плотности  сиропа обеспечивается изменением подачи сиропа в клеровочные котлы промоев. В САР входят изотопный плотномер (3-1) и АЦП ( ADAM-4012), телемонитор и АЦПУ (3-2), регулирующий контроллер Р-130 (3-3) с выходом посредством ЦАП (ADAM-4031) и панели (3-4) на регулирующий клапан (3-5), установленный на трубопроводе подачи промоев к клеровочным котлам.

Уровень в клеровочных  котлах регулируют изменением откачки сиропа на дальнейшую обработку. Уровень изменяется пьезометрическим методом. Сигнал от датчика ( 5-1) поступает на нормирующий преобразователь и АЦП

(ADAM-4012) (5-2) и далее – на ПТК, где отображается на телемониторе, регулируется на АЦПУ (5-3) и поступает на логико – программный контроллер Р-130. Управляющий сигнал поступает на ЦАП (ADAM-4012) и подается на регулирующий клапан (5-5) , установленный на трубопроводе откачки сиропа клеровки. В первом клеровочном котле, снабженном переливочным устройством, предусмотрен контроль уровня пьезометрическим методом с помощью датчика ( 4-1), нормирующего преобразователя и АЦП (ADAM-4012) (4-2) с выходом на телемонитор ( 4-3) или АЦПУ панели ПТК. Сигнализация предельных уровней в бункере II осуществляется с помощью емкостного уровнемера, датчиков ( 8-1) и (8-2), АЦП (ADAM-4012) с выходом на сигнализацию на пульт ПТК и АРМ технолога.

Расход промоев регулируется индукционным расходомером (7-1) с выходом на нормирующий преобразователь( 7-2), АЦП (ADAM-4012) и далее на телемонитор и АЦПУ( 7-3) пульта ПТК и АРМ технолога. Температурные режимы в клеровочных котлах измеряются комплектом терморезисторных датчиков ТСМ и АЦП (ADAM-4012) или с помощью модулей ADAM-4013 (9-1) и (9-2) с выходом на пульт ПТК и АРМ технолога для отображения на мониторе и регистрации на АЦПУ(9-3).

Отделение очистки  сиропа.

Приготовление в клеровочном котлах сироп содержит сравнительно много  примесей, которые необходимо отделить, не допуская их попадания в технологический  поток.

В технологической схеме отделения  очистки сироп, прошедший механическую очистку, центробежным насосом перекачивается в сборник I, который размещен на высоте 26 м для создания гидростатического давления и обеспечения определенной скорости первой стадии фильтрации на гравиевых фильтрах II. Вторая стадия фильтрации осуществляется на патронном фильтре V и предназначена для отделения от сиропа мелких примесей. На патронные фильтры сироп поступает самотеком из сборника IV, находящегося на высоте 22м. Для согласования производительности гравиевых и патронных фильтров между ними предусмотрен дополнительный сборник сиропа III.

Система управления очистки сиропа реализуют с помощью АСУТП, действующей  в супервизорном режиме по модулю В .

АСУТП отделения очистки сиропа представляют собой РСУ малого масштаба, включающую подсистемы сбора и отражения  информации, автоматического регулирования, дискретно- логического управления, противоаварийных защит и блокировок.

Объект управления включает: Сборник сиропа 1, гравиевые фильтры 2, сборник сиропа4, патронный фильтр 5, сборник сиропа 6.

Основные компоненты системы: контроллеры ТК -301 со 100%-м резервированием; АРМы оператора – технолога, начальника отделения и лаборатории на базе ЭВМ (Pentium I промышленного исполнения) и 20 монитором с повышенной защитой от электромагнитных воздействий; сетевые средства- 10 Мбит, Ethernet-технологии со скидкой со 100% -м резервированием; станцию архивирования в комплекте со сменными магнитооптическими дисководами (640 Мбайт); сервер БД, принтеры: пакеты программ « КРУГ-2000»; конструктивы- 19 шкаф ( RITTAL).

Информационная мощность АСУПТ : общее  число входных и выходных сигналов – 13/13, т.е. 26. Из них контролируемых аналоговых ( расход и уровень) – 8 ; контролируемых дискретных( с учетом запорной арматуры) -8; дискретных управляющих -3; контуров регулирования -5; запорной арматуры- 5;противоаварийных защит  и блокировок ( 100% -е резервирование) -18, из них: аналоговых параметров – 8, входных  дискретных – 3, выходных дискретных – 7. Система управления реализована  с «горячим» резервированием  в трех комплексах.

Динамика работы АСУТП.

Максимальный период опроса датчиков наконтроллере: дискретный вход- 100мкс, аналоговый вход- 1 мс; максимальное время  реакции на аварийные сигналы: при  обработке в цепях аварийной  защиты на уровне контроллера-20-80мс, при  передаче на пульты оператора – 200 мс; цикл смены данных на пульте операторов при 200 динамических элементов в  кадре- 0,15-1,0 с ; цикл смены кадров- 0,2-1,5 с ; минимальное время реакции  на команду оператора-0,2 с; время  полного перезапуска системы  после отключения питания-30 с, конроллеров  после отключения питания-20с.

Время наработки на отказ контроллера-50 000ч (в дублированном исполнении-100 000 ч).

Время наработки на отказ контроллеров ТК-301составляет -  20- 20000 входов/выходов. Использовано: аналоговых входов/выходов-8/8; дискретных входов /выходов – 3/7.

Система управления отделением очистки сиропа обеспечивает : контроль расхода сиропа, подаваемого на станцию очистки; стабилизацию уровня во всех  емкостях технологического потока; регулирование расхода сиропа на патронных фильтрах.

Контроль расхода сиропа, подаваемого в отделение фильтрования, осуществляется индукционным расходомером ( 1-1) с выходом на нормирующий преобразователь ( 1-2) и АЦП ( ADAM-4012), сигнал которого поступает на ПТК и АРМ технолога для отображения на телемониторе и регистрации на АЦПУ (1-3). Контроль уровня  во всех емкостях отделения осуществляется пьезометрическим методом. Комплекс средств управления аналогичен описанному и входящему в САР уровня в клеровочных котлах ( поз.5) ( см рис. 3). Управляющее воздействие с контроллера ТК-301 уровня в сборнике сиропа перед гравиевыми фильтрами ( 2-4) используется в качестве корректирующего сигнала для системы регулирования подачи сахара-песка в роспускном отделение.

Управляющее воздействие с контроллера  ТК-301 уровня в сборнике перед патронным  фильтром (3-4) поступает на ЦАП ( ADAM-4012) и клапаны, установленные на трубопроводе подачи сиропа на гравиевый фильтр II (один клапан – перед фильтром и один – после него). Уровни в сборниках после фильтров регулируются  техническими средствами (4 и 5). Воздействия с контроллеров подаются на клапаны, установленные на трубопроводах откачки сиропа.

 

 

 

 

5. Автоматическая система регулирования расхода сиропа на  патронные  фильтры.

Расход сиропа, подаваемого на патронный  фильтр V, регулируется изменением положения заслонки на трубопроводе подачи сиропа. Метод и средства контроля расхода аналогичны комплекту (1),  в САР использован пульт управления ПТК и АРМ технолога ( 6-3). Сигнал задания контроллеру формируется задатчиком алгебраического суммирования ( 6-6) и клавиатурой, на которое в качестве корректирующего воздействия подается сигнал из  САР уровня в сборнике VI перед ионитными реактивами.

При нормальном значении уровня в  сборнике выходной сигнал алгебраического  суммирования (6-6) не изменяется, а при  повышении уровня изменяется на величину коррекции. Откорректированное задание  поступает на контроллер с пульта управления ПТК и АРМ технолога (6-3). Такое построение контура регулирования  позволяет реализовать его работу как в автоматическом режиме, так  и в режиме дистанционного управления. Для обеспечения постоянного  прохождения сиропа через патронные  фильтры, что является непременным  условием их работы, предусмотрен аварийный  режим работы фильтров на рециркулирующем  сиропе. Включение этого режима (срабатывание клапанов рециркуляции) происходит при  снижении уровня в сборнике сиропа перед патронными фильтрами с  использованием логико – программного контроллера ТК-301 (7-1) с выходом  на ЦАП (ADAM-4021) и клапан (7-2).

 

 

 

 

 

 

6. Заключение.

АСУТП предназначена  для  автоматического сбора информации о ходе технологического процесса,  обработки ее,  выработки управляющих  воздействий  для  его  корректировки  и диалога с оператором-технологом в случае значительных нарушений технологических режимов,  подготовки отчетных документов. Составной частью АСУТП является ИИС.

В настоящее время  АСУТП широко применяются в промышленности, особенно там,  где выполняются  сложные технологические процессы с большим количеством контролируемых параметров  и  управляющих  воздействий,  с целью разгрузки оператора  от рутинной работы и сосредоточения его внимания на тех случаях, когда  требуется его вмешательство.

Автоматизированные  системы управления технологическими процессами отличаются  от систем автоматического  управления (регулирования) более широким  диапазоном автоматизируемых функций  управления. АСУТП выполняют следующие  основные функции:  централизованного  контроля, определяют оптимальный технологический  режим,  удовлетворяющий выбранному  критерию; формируют и реализуют  управляющие воздействия, обеспечивающие ведение оптимального режима;  корректируют математическую модель объектапри изменениях на объекте; рассчитывают и регистрируют текущие и обобщенные технологические  и экономические показатели;  оперативно распре-

деляют материальные потоки и энергию между технологическими агрегатами и участками; оперативно распределяют вспомогательные механизмы и  ремонтные средства;  оперативно корректируют суточные и сменные плановыезадания по выпуску продукции.