Разработка автоматизированной системы управления процессом ректификации возвратного изобутилена

     Сенсорный блок датчика состоит из корпуса, рычажного тензопреобразователя, измерительной мембраны, жесткого центра со штоком, электронного преобразователя, штуцера..

В датчиках измеряемое избыточное давление Р воздействует на мембрану  
 

и преобразуется в  усилие на жестком  центре, которое через  шток передается на рычаг тензопреобразователя. На измерительной  мембране размещены  тензорезисторы. Тензорезисторы соединены в мостовую схему.  

Деформация  измерительной мембраны вызывает изменение  сопротивления тензорезисторов  и разбаланс мостовой схемы, подается в  электронный преобразователь. Электронный преобразователь  преобразует электрический  сигнал от тензопреобразователя в стандартный токовый выходной сигнал.

 

    Термометр сопротивления. Чувствительный элемент металлического термометра сопротивления состоит из проволоки или ленты, которая намотана на каркас из стекла, кварца, керамики, слюды или пластмассы бифилярно. От чувствительного элемента идут выводы к зажимам головки термометра, которым присоединяются провода, идущие затем к измерительному прибору. Чувствительный элемент термометра сопротивления выполняется в виде спирали из проволоки, помещенный в 4-х канальный керамический каркас. Для защиты от механических повреждений и вредного воздействия измеряемой или окружающей среды чувствительный элемент помещен в защитную оболочку, которая уплотнена керамической втулкой. Выводы чувствительного элемента проходят через изоляционную керамическую трубу. Все это находится в защитном чехле, установленном на объекте измерения с помощью резьбового штуцера. На конце защитного чехла располагается соединительная головка термометра. В головке находится изоляционная колодка с винтами для крепления выводов термометра и подключение соединительных проводов. Головка закрывается крышкой. Соединительные провода выводятся через штуцер.

 

4. ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ВВОДА ЭВМ. СПЕЦИФИКАЦИЯ НА ТЕХНИЧСКИЕ СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ

 

Средства  автоматизации, с  помощью которых  будет осуществляться управление процессом, должны быть выбраны  технически грамотно и экономически обоснованно.

      Для измерения технологических  параметров процесса необходимо учитывать  специфику процесса, в частности, такие особенности, как температурный режим, повышенная взрыво-пожароопасность технологического процесса. Эти требования предлагают выбор искро безопасной, надежной и высокоточной системы КИП.

      При выборе датчиков технологических  параметров и других средств выделения информации необходимо учитывать ряд факторов метрологического и режимного характера, наиболее существенны из которых следующие:

      - допустимая погрешность,  определяющая класс  точности датчика;

      - инерционность датчика;

      - предел измерения с гарантированной точностью;

      - влияние физических  параметров контролируемой  и окружающей сред  на нормальную  работу датчика; 
 - разрушающие влияние на датчик контролируемой и окружающей сред;

      - возможность применения  датчика с точки  зрения требовании по жаро- и взрывобезопасности;

      - расстояние, на которое  может быть передана  информация,  выделяемая  датчиком;

Для обеспечения надежности функционирования системы  предусматривается резервирование управляющего модуля. Дублированные модули связываются между собой посредством высокоскоростного кабеля межпроцессорного обмена.

    

    

    Стандартный аналоговый модуль SАМ, входит в семейство модулей ввода-вывода комплекса технических средств APACS+. Это интеллектуальный (микропроцессорный) конфигурируемый модуль, предназначенный для подключения аналоговых и дискретных сигналов ввода-вывода к шине IOBUS управляющего модуля системы АPACS+. Модуль SАМ обеспечивает высокую  пропускную способность для стандартных сигналов ввода-вывода (аналоговые входные сигналы 4-20 мА, аналоговые выходные сигналы 4-20 мА или 0-20 мА, а также при необходимости дискретные входы и выходы). К модулю SAM можно подключить до 32 каналов.

    Входные аналоговые или дискретные сигналы преобразуются  в цифровой код  в модуле SAM и передаются в управляющий модуль (например, ССМ) по шине IOBUS. Выходные сигналы, вырабатываемые управляющим модулем, поступают в SAM в цифровой форме. Модуль преобразует эти сигналы в аналоговую форму и передает их на исполнительные устройства объекта.

    В случае неисправности  модуль SАМ может быть заменён при включенном питании и без отключения сигнальных проводов ввода-вывода. Исполнение модуля SАМ обеспечивает защиту системы от отказов на объекте и повреждений сигнальных кабелей посредством электроизоляции всех каналов ввода-вывода от задней стенки каркаса и от “земли”.

   Модуль SАМ оборудован средствами расширенной внутренней самодиагностики. Благодаря  этим средствам модуль информирует о  нарушениях в линиях связи и в случае опасного нарушения  или отказа модуль автоматически отключит неисправный канал или весь модуль.

Модуль  VIM.

      Модуль ввода сигналов  напряжения VIM входит в семейство модулей ввода (вывода) системы управления и противоаварийной защиты к которому подключаются входящие сигналы напряжения и сигналы с термопар. Модуль VIM обеспечивает интерфейс с шиной ввода (вывода IOBUS и передачу упомянутых сигналов через IOBUS  на управляющий модуль системы). 
 

Особенности модуля.

• Повышает точность измерений и упрощает конфигурирование за счет линеаризации, автоматической настройки шкалы, самокалибровки и компенсации холодного спая термопар;
• Обеспечивает быструю реакцию системы на обгорание термопар благодаря  наличию
• конфигурируемой функции автоматического реагирования на эти отказы;

• Индивидуально изолированные входные  каналы обеспечивают лучшую защиту от коротких замыканий;
• Поддерживает архитектуру высоконадежных резервированных систем
• Возможность вставлять и удалить модуль из каркаса, не включая напряжения питания и не требуя отсоединения сигнальных проводов, что упрощает обслуживание, экономить время;
• Все входные каналы электрически изолированы от задней стенки и земли модуля, что обеспечивает защиту модуля и системы отказов и неисправностей на объекте управления. 

 

Модуль  СDМ

Дискретный  модуль критических  операций СDМ входит в семейство модуля ввода выводов системы критического управления «QUADLOG». Этот конфигурируемый модуль может работать также как АСМ и ССМ и обмениваться информацией через шину ввода вывода «QUADLOG».

                                   

Особенности модуля СDМ

-Обеспечивает  безопасное управление  выходными каналами  на основе уникальной  технологии уровни:6 «защитные входы» 

-позволяет  непосредственно  или дистанционно  восстанавливать   рабочий 

режим предохранителей  входных каналов  без извлечения модуля из каркаса; 
 

-обеспечивает  улучшенный контроль  ошибок с помощью  встроенных в каждом  выходном канале, благодаря чему  для обнаружения  ошибок не требуется  специальное подключение  программирования  дополнительных входных  каналов;

-позволяет  строить высоконадежные структуры с резервированием оборудования;

-имеет  широкий диапазон  рабочей температуры  (от -25 до +66 С) и  содержит схему  контроля температуры  модуля с сигнализацией   о ее выходе  за допустимые  пределы;

-упрощает  обслуживание поскольку  каналы модуля  конфигурируется через экран рабочей станции и поэтому не нужны переключатели. 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ТИПА КОНТРОЛЛЕРА. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Усовершенствованный управляющий модуль ACM (Advanced Controller Module) является базовым  элементом контроллеров системы APACS+ . Модуль ACM может обмениваться информацией по шине IOBUS с любым модулем Ввода/Вывода APACS+, а через магистраль MODULBUS он может взаимодействовать с другими управляющими, вычислительными и коммуникационными модулями компьютерной управляющей сети.

Модуль ACM состоит из следующих  функциональных элементов:

1. Микропроцессор CPU 68040;
2. Периферийный контроллер 68302;
3. Контроллер сетевой шины в сети с передачей эстафеты;
4. Модем и драйверы резервированной шины вв/выв IOBUS;
5. Модем и драйверы резервированной шины MODULBUS;
6. ОЗУ 2MB, 4MB или 8MB с резервированной батареей питания;
7. ППЗУ512К;

8. 2 последовательных  порта связи;
9. Порт резервирования с интерфейсом SCSI;
10. Контрольный (сторожевой) таймер.

Особенности модуля ACM:

- минимизирует издержки  аппаратных средств,  предлагая отдельные  размеры памяти, что  позволяет модулю  более близко соответствовать потребностям применения;

- улучшает точность, делает вычисления  с плавающей запятой  в фактических  технических единицах, которые определены  и преобразованы  в модулях ввода/вывода;

-дает  быстрый ответ  на поставленную  задачу, обеспечивая наилучшую диагностику и экран справки, которые идентифицируют потенциальные причины и рекомендуемые действия;

-поддерживают  главную конфигурацию, включая графику,  в пределах контроллера  для более удобного  просмотра и редактирования;

-поддерживает  резервную организацию для высокой готовности;

-уменьшает  время обслуживания, допуская подключение  или отключение  модуля, в то время  как он (модуль) снабжается  энергией без нарушения  электропроводки.

     Модуль  АСМ конфигурируется  с помощью пакета программ конфигурирования 4-mation. В АСМ сохраняется резервная копия конфигурации модулей ввода/вывода, чтобы автоматически загружать ее, когда модуль вставляется в каркас MODULRAC.

     Предусмотрена защита конфигурации АСМ от несанкционированного доступа или случайных, непредусмотренных изменений (запрет записи).

Модуль  ССМ:

• Постоянно осуществляет расширенную диагностику, что позволяет быстро обнаружить опасные неисправности;
• Обеспечивает самодиагностику с помощью специальных тестов FMEA и методов имитации неисправностей;
• Для обеспечения продолжительной безотказной работы в модулях QUADLOG используются устойчивые к внешним воздействиям материалы и компоненты;
• Обеспечивает работу с документацией системы защиты объекта, так как в памяти модуля хранится основная графическая конфигурация системы;
• Предусматривает возможность построения избыточных структур с высокими показателями готовности;
• Сокращает время обслуживания, обеспечивая возможность изымать модуль из каркаса и вставлять его без отключения питания и системных кабелей связи;
• Сокращает время обслуживания, так как допускается замена модуля запасным в оперативном режиме (on-line) с последующей автоматической реконфигурацией системы.