Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования «Новокуйбышевский нефтехимический
техникум»
Методические рекомендации по оформлению
Раздела «Автоматизация» дипломных проектов
по специальности 240134 «Переработка нефти и газа»
Введение
Настоящие методические рекомендации призваны оказывать
помощь студентам техникума, обучающимся по специальности “Технология нефти и
газа” при выполнении раздела “Автоматизация“ дипломных проектов. В данной
методичке раскрываются вопросы графического оформления раздела “Автоматизация
расчетно-пояснительной записки, а также приводится пример оформления.
Общие положения
Дипломное проектирования является заключительным и
ответственным периодом обучения в техникуме. В дипломном проекте должны найти
отражение все знания, полученные студентом за весь период обучения, в том
числе особо важный спецпредмет “ Основы автоматизации производства”. Дипломный
проект по специальности 240404 содержит в расчетно-пояснительной записке раздел
“ Автоматизация” а в графической “ Технологическую систему установки
(отделение, узла) со средствами автоматизации”
Оформление графической строки
Технологическая схема (отделения, узла) выполняется на
ватмане формата А-1 без соблюдения масштаба, но технологические аппараты должны
иметь определённую конфигурацию, а насосы, теплообменники, холодильники должны
иметь определённые размеры. Средства автоматизации изображаются на схеме
согласно ГОСТ-21404-85.
Технологическая схема, как правило, развёртывается на
чертеже слева направо, походу технологического процесса. В верхней части
чертежа (примерно 2/3 по высоте листа) располагается технологическая аппаратура
с коммуникациями, а в нижней части- средства автоматизации. Технологическая
схема со средствами автоматизации должна быть ясной, чёткой, с равномерным
Распределением по полю листа элементов технологической схемы и средств
автоматизации. Технологические аппараты арматуры на чертеже должны быть
вычерчены сплошными линиями шириной 0,5-0,6
мм, а трубопровод линиями шириной 1-1,5
мм. Контуры графического изображения аппаратов технологической схемы, не
предусмотренной ГОСТом, должны повторять действительную конфигурацию этих
аппаратов (соотношения размеров изображений должно примерно соответствовать
действительного соотношения габаритных размеров аппаратуры). Каждый аппарат
должен иметь позиционные обозначения. В случае обозначения аппаратов цифрами
должна быть дана таблица с перечнем оборудования ( экспликация), которая
располагается над основной надписью (штампом) для облегчения чтения схемы на
обозначениях трубопроводов представляют стрелки, указывающее направления
движения потока в трубопроводе.
На технологическую схему наносят изображения средств
автоматизации согласно ГОСТ-21404-85. Ширина линий условных обозначений
0,5-0,6мм, а горизонтальный разделительной черты 0,2-0,3
мм.
Средства автоматизации, которые находятся на технологических
аппаратах и трубопроводах изображаются в тех местах схемы ,где они находятся на
самом деле. Исполнительные устройства регуляторов изображают на технологических
трубопроводах, где они на самом деле установлены.
Все остальные средства автоматизации изображаются в
нижней части чертежа на изображении щита управления. Для этого в нижней части
чертежа условно изображают местный щит, щит преобразователей и центральный щит
оператора. Эти щиты изображаются в виде прямоугольников высотой 30мм,
расположенных один под другим: нижний-щит оператора (центральный щит),
средний-щит преобразователей и верхний- местный щит. В шкафах на улице или
насосных; на прямоугольные щиты преобразователей изображают
приборы-преобразователи смонтированные на вспомогательных щитах операторной или
за центральным щитом; на прямоугольнике” центральный щит” изображают вторичные
приборы и регуляторы установленные на центральном щите операторной. Там же
изображаются и сигнальные лампы. Все линии между отдельными элементами средств
автоматизации проводят тонкими сплошными линиями шириной 0,2-0,3мм , которые
проводят горизонтально и вертикально в местах, свободных от технологической
аппаратуры.
Изображения приборов и регуляторов на нижнем щите
имеют горизонтальную разделительную линию внутри изображения, делящую
окружность пополам. Ширина этой линии 0,2-0,3
мм. Соединительные линии между элементами автоматизации можно выполнять двумя
способами: графически, когда все линии связи вычерчиваются полностью от начала
до конца, и адресным, когда линии связи разрываются и на концах линии ставятся
цифры адреса, одинаковые на обоих концах.
Допускается соединять линии идущие от одинаковых
датчиков к одному вторичному прибору.
Каждому элементу сигнализации на схеме присваивается
позиционное обозначение( номер позиции), состоящее из двух цифр: первая цифра-
номер позиции, проставляется в нижней половине окружности изображения прибора
слева направо по ходу технологического процесса, вторая цифра, отделённая от
первой чёрточкой или точкой- номер элемента в данной позиции, проставляется
начиная от чувствительного элемента и заканчивается у регулирующего органа или
преобразователя- сигнализации.
Вместе с сигнальными лампами в нижней части
изображения центрального щита изображается звон сигнализации, а при наличии
защитной блокировки рисуется изображение сирены и линия с надписью «в схему
защиты».
Оформление раздела «Автоматизация»
в пояснительной записке
В разделе «Автоматизация» должны быть отражены
следущие вопросы:
1. Параметры управления процессов.
В качестве объекта управления при автоматизации
процесса ректификации примем установку для разделения бинарной смеси, состоящую
из тарельчатой ректификационной колоны, выносного кипятильника, дефлегматора и
теплообменника, для подогрева исходной смеси. Показатели эффективности процесса
ректификации является состав целевого продукта, а поэтому целью управления
процессом является поддержание состава целевого продукта на постоянном значении.
Ректификационная установка является сложным объектом
управления со значительным временем запаздывания, большим количеством
параметров, характеризующих процесс, многочисленными взаимосвязями между ними,
распределённостью их и так далее. В объекте имеют место такие возмущения, как
изменение начальных параметров исходной смеси (температура, расход, состав), а
также тепло- и хладоносителей (температура, расход), изменения свойств теплопередающих
поверхностей, отложение веществ на стенках и так далее, которые нарушаю процесс
и влияют на количество целевого продукта.
Для стабилизации указанного процесса ректификации
необходимо регулировать следующие параметры;
а) расход исходной смеси поддерживается на постоянном
значении регулятором расходов;
б) температура исходной смеси регулируется изменением
расхода теплоносителя, подаваемого в теплообменник исходной смеси;
в) Давление в верхней части колонны регулируется изменение
расхода хладоносителя, подаваемого в дефлегматор;
г) температура верхней части колонны регулируется
изменением расхода флегмы, подаваемой в верхнюю часть колонны;
е) температура в кубе колонны регулируется изменением
расхода параметров подаваемого в кипятильник;
ж) уровень в кубе колонны регулируется изменением
расхода кубового остатка.
Для наладки, пуска эксплуатации процесса подсчёта
технико-экономических показателей и оперативного управления следует
контролировать расходы дистиллята, флегмы, тепло - и хладоносителей, составы
температуры конечных продуктов, температуры, исходной смеси, тепло- и
хладоносителей, температуры по высоте колонны, давления в нижней части
колонны.
Сигнализации подлежат значительные отклонения расхода
исходной смеси, температуры верха и куба колонны, уровня и давления в колонне
от заданных значений. При давлении в колонне выше допустимого, а так же при
прекращении поступления исходной смеси должны сработать автоматические
устройства защиты, отключающие ректификационную
установку. При этом магистрали теплоносителей, остатка
и дистиллята перекрываются, магистрали хладоносителя и флегмы полностью
открываются.
2.Описание схем автоматизации.
а) контроль расхода, теплоносителя, подаваемого в
теплообменник исходной смеси(поз.3); теплоносителя, подаваемого в
кипятильник(поз.5); хладоносителя, подаваемого в дефлегматор(поз.14),
дистиллята, отводимого как готовый продукт (поз.16); флегмы(поз. 13) и кубового
остатка, отводимого из куба колонны(поз. 17) осуществляется системой автоматического
контроля. Перепад давления, создаваемый на сужающем устройстве (диафрагме),
пропорциональный величине расхода измеряется дифманометром, преобразуется в
пропорциональным пневматический сигнал, который поступает во вторичный прибор.
Вторичный прибор воспроизводит величину измеряемого
расхода;
б) контроль давления в нижней части ректификационной
колонны (поз. 11) осуществляется системой автоматического контроля. Давление
преобразуется в пропорциональной пневматический сигнал, который поступает во вторичный
прибор, воспроизводящий величину измеряемого давления;
в) контроль температуры исходной смеси (поз.21)
осуществляется системой автоматического контроля. Температура измеряется
термопарой, преобразуется в пропорциональную термо.эдс и измеряется многоточечным
автоматическим потенциометром типа КСП-4 или –09.Аналогично осуществляется
контроль температуры теплоносителя, подаваемого в теплообменник исходной смеси
(поз. 2а, 2в)и кипятильник (поз. 7а, 7в), температура отводимых дистиллята
(поз.15в) и кубового (поз. 15г), температура хладоносителя до (поз.15б) и после
(поз. 15а) дефлегматора, температура по высоте колонны (поз. 9а, 9б, 9в, 9г);
г) контроль состава дистиллята (поз.18) и кубового
остатка (поз. 19) осуществляется системой автоматического контроля. Состав
измеряется промышленным хроматографом;
д) регулирование расхода исходной смеси (поз. 1)
осуществляется системой автоматического регулирования. На сужающем устройстве
создаётся перепад давления пропорциональной величине расхода, который измеряется
дифманометром и преобразуется в пропорциональный пневматический сигнал. Этот
сигнал поступает во вторичный прибор для показания величины регулируемого
расхода и одновременно «переменная» регулятора ПРЗ.31, обрабатывающего ПИ-
закон регулирования. В камеру «задания» этого регулятора поступает пневмосигнал
от ручного задатчика, встроенного во вторичный прибор. Обработанный регулятором
управляющий пневмосигналом воздействует на клапан с мембранным приводом;
ж) регулирование температуры вверх колонны (поз. 8)
осуществляется системой автоматического регулирования. Температура измеряется
термопарой, преобразуется в пропорциональную термо.эдс, который измеряется
автоматическим электронным потенциометром типа КСП-3 с встроенным
пневматическим изодромным регулирующим устройством. Обработанный регулирующим
блоком управляющий сигнал воздействует на клапан с мембранным приводом.
Аналогично регулируется температура исходной смеси (поз. 3) и температура куба
колонны (поз. 6).
З) регулирование уровня в кубовой части колонны (поз.
10) осуществляется системой автоматического регулирования. Уровень измеряется
уровнемером типа УБ-П, Преобразуется в пропорциональный пневматический сигнал,
который поступает во вторичный прибор для показания величины уровня и
одновременно в камеру «переменная» регулирующего блока ПРЗ.31. В камеру
«Задание» этого блока поступает пневмосигнал от ручного задатчика, встроенного
во вторичный прибор. Отработанный блоком управляющий пневмосигнал воздействует
на регулирующий клапан с пневмоприводом;
Е) регулирование давление в верхней части колонны
(поз. 12) осуществляется системой автоматического регулирования. Давление
измеряется манометром с пневмовыходом, преобразуется в пропорциональный
пневматический сигнал, который поступает во вторичный прибор ПВIO-IЭ и одновременно в камеру «Переменная» регулирующего блока ПРЗ.31. В
камеру «Задания» этого регулятора поступает пневмосигнал от ручного задатчика,
встроенного во вторичный прибор. Отработанный регулирующим блоком управляющий
сигнал, воздействующий на клапан с мембранным приводом.
3. Сводная спецификация выбранных средств
автоматизации
|
№
п/п
|
Наименование прибора
|
№
позиции
|
Тип прибора
|
Кол-во
|
|
1
|
Манометр сильфонный
с пневмовыходом
|
11;12
|
МС-П2
|
2
|
|
2
|
Уровнемер буйковый
с пневмовыходом
|
10
|
УБ-П
|
1
|
|
3
|
Термопара
хромелькопелевая
|
2; 4; 6; 7; 8; 9;18
|
ТХК
|
16
|
|
4
|
Автоматический
потенциометр гр.ХК
|
3; 6; 8
|
КСП-3
|
3
|
|
5
|
Автоматический
потенциометр гр.ХК
|
2; 9; 15
|
КСП-4
|
4
|
|
6
|
Диафрагма камерная
|
1.1; 3.1; 5.1; 12.1; 16.1; 17.1; 19.1
|
ДКН-10
|
7
|
|
7
|
Дифманометр
мембранный
|
1.2; 3.2; 5.2; 12.2; 16.2; 17.2; 19.2
|
13ДД11
|
7
|
|
8
|
Вторичный
показывающий самопишущий прибор
|
1.3; 10.3; 13.3
|
ПВ10.1Э
|
3
|
|
9
|
Вторичный
показывающий самопишущий прибор
|
3.3; 5.3; 11.3; 12.3;16.3; 17.3; 19.3
|
ПВ4.2Э
|
7
|
|
10
|
Промышленный
Хроматограф
автоматический
|
14
|
ХПА-4
|
1
|
|
11
|
Промышленный
Хроматограф
автоматический
|
15
|
ХПА-3-150
|
1
|
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.