Verstka _3.DOC

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка выполнена на 130 листах, содержит 11 рисунков, 28 таблиц, 18 используемых источников, 11 приложений.
Ключевые слова: синтез магнийсодержащего носителя, АСУ ТП - автоматизированная система управления технологическими процессами, ПМК – программируемый микропроцессорный контроллер, ПО – программное обеспечение, ОУ – объект управления, ДФБ – диаграмма функциональных блоков, ВКР – выпускная квалификационная работа, МОС – магнийорганическое соединение, ТЭС – тетраэтоксисилан, ТЭТ – тетраэтоксититан, ДБЭ – среда дибутилового эфира.
В данном проекте разработано программное обеспечение подсистемы синтеза катализатора опытного производства на базе микропроцессорного контроллера Delta V фирмы Emerson. В основу разработки проекта положены техническая документация по микропроцессорному контроллеру Delta V фирмы Emerson технологический регламент управления синтезом катализатора и технологическая схема носителя.
ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время значительно возрос интерес к вопросам автоматического управления объектами химической и других отраслях промышленности. Уровень автоматизации этих производств уже не удовлетворяет возросшим требованиям, которые предъявляет к автоматизации современное развитие производства. Нынешний этап развития промышленного производства характеризуется переходом к использованию передовой технологии, стремлением добиться предельно высоких эксплуатационных характеристик оборудования, необходимостью свести к минимуму любые производственные потери. Указанные обстоятельства предъявляют новые требования к масштабам использования и к техническому уровню систем автоматического регулирования.
В рамках создания Томской внедренческой зоны строится завод по производству нанесенных катализаторов полимеризации олефинов на опытно-экспериментальном производстве ООО «Томскнефтехим». Особенностью данного предприятия является то, что создается новая технология производства нанесенных катализаторов и, соответственно, новая система управления.
Центральная часть системы управления реализована на базе микропроцессорного контроллера Delta V фирмы Emerson. Технологический процесс включает в себя ряд стадий: приема и подготовки сырья, производства магнийорганического соединения, синтеза носителя и катализатора, нагрева и охлаждения диатермического масла, приема и хранения промывных растворов на наружной установке. Центральное место занимает стадия синтеза катализатора, включающая этапы дозирования, работу трех реакторов, промывки катализатора и т.д.
Целью данной работы является создание программного обеспечения подсистемы синтеза катализатора опытного производства на базе микропроцессорного контроллера Delta V фирмы Emerson.

1 ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ

1.1 Описание технологии синтеза катализатора

Технологический процесс синтеза катализатора включает в себя:
подготовку к синтезу;
дозирование растворов магнийорганического соединения (МОС) и тетраэтоксисилана (ТЭС) в реактор в среде дибутилового эфира (ДБЭ);
термообработку реакционной смеси;
промывку твердого продукта;
модифицирование твердого продукта спиртом и титаном: последовательная обработка раствором этилового спирта и далее раствором тетраэтоксититана (ТЭТ) в гептане;
промывку носителя;
выгрузку носителя из реактора;
подготовку к следующему синтезу.
Технологическая схема синтеза носителя представлена в Приложении 11.
1.1.1 Подготовка к синтезу

Синтез магнийсодержащего носителя проводится в реакторе поз. Р-301 или в реакторе поз. Р-302. Реактор поз. Р-301 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с рубашкой для обогрева и охлаждения, оборудованный пропеллерной мешалкой. Реактор оснащен двумя подвижными сифонами (один с фильтром, другой без фильтра) для отжима маточника и промывных растворов в режиме фильтрации или путем декантации. Также реактор оборудован устройством для промывки дибутиловым эфиром – “душем” и смотровым фонарем, а также оснащен отражательными перегородками (4 шт.) для уменьшения разбрызгивания и гашения воронки, образующейся при вращении мешалки.
Реактор поз. Р-302 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с рубашкой для термостатирования и оборудован аналогично реактору поз. Р-301, но у него отсутствует смотровой фонарь, и выдвижные сифоны устанавливаются на один и тот же штуцер попеременно.
Для поддержания в аппаратах заданной температуры, в рубашки реакторов подается теплоноситель - диатермическое масло, которое нагревается или охлаждается в узле термостатирования. Подача прямого “горячего” или “холодного” масла в рубашку реактора поз. Р-301 (Р-302) осуществляется путем переключения в соответствующее положение трехходового клапана, установленного на входе в рубашку реактора, с предупредительной сигнализацией положения клапана. Причем каждому из этих положений клапана на входе в рубашку реактора, соответствует положение трехходового клапана, установленному на выходе из рубашки реактора, что позволяет “горячее” масло возвращать в емкость для хранения “горячего” масла, а “холодное” масло возвращать в емкость для хранения “холодного” масла.
Перед началом синтеза магнийсодержащего носителя осушенное сырье поступает в соответствующие емкости на узел синтеза.
Расчетное количество гептана передавливается азотом через трубу передавливания в емкость поз. М-311, представляющую собой вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 0,35 м3 с рубашкой. Так же в рубашку подаётся "горячее" масло для подогрева гептана перед подачей на промывки носителя в реактор поз. Р-301 (Р-302). Подача гептана из поз. М-311 для дальнейшего ведения технологического процесса осуществляется через нижний штуцер по трубопроводу.
Расчетное количество дибутилового эфира подается давлением азота через трубу передавливания в емкость поз. М-313, представляющую собой вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 0,35 м3. Подача эфира из поз. М-313 для дальнейшего ведения технологического процесса осуществляется через нижний штуцер по трубопроводу.
Расчетное количество хлорбензола подается давлением азота через трубу передавливания в емкость поз. М-312, представляющую собой вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 0,4 м3. Подача хлорбензола из поз. М-312 для дальнейшего ведения технологического процесса осуществляется через нижний штуцер по трубопроводу.
Расчетное количество МОС подается давлением азота через трубу передавливания в емкость поз. М-314, представляющую собой вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 0,25 м3. Подача МОС из поз. М-314 для дальнейшего ведения технологического процесса осуществляется через нижний штуцер по трубопроводу.
Раствор ТЭС в дибутиловом эфире готовят в емкости поз. М-315, представляющей собой вертикальный цилиндрический аппарат с мешалкой и вместимостью 0,15 м3. Для подготовки раствора ТЭС в емкость поз. М-315 поочередно загружают расчетные количества:
дибутилового эфира;
тетраэтоксисилана.
Смесь ТЭС и ДБЭ перемешивают не менее 5 мин.
Подача раствора ТЭС в ДБЭ из поз. М-315 для дальнейшего ведения технологического процесса осуществляется через нижний штуцер по трубопроводу.
Перед синтезом реактор поз. Р-301 (Р-302) промывают дибутиловым эфиром через “душ”, который в необходимых количествах подается из поз. М-313. Предварительно контролируется массовая доля влаги в дибутиловом эфире, которая должна быть не более 5 ppm. В реактор поз. Р-301 через “душ” подается дибутиловый эфир в количестве 500 л, в реактор поз. Р-302 – 130 л. После чего включается мешалка, и реактор термостатируется при температуре (70-80) оС. Промывка производится не менее 20 минут и затем температура в реакторе понижается менее 40 оС. ДБЭ через низ реактора выгружается давлением азота в поз. Е-306 через отсечной клапан, где хранится до подготовки следующего синтеза и используется повторно для промывок реактора. Подача ДБЭ из поз. Е-306, представляющей собой вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 1 м3, оборудованный указателем уровня типа "Клингер",.осуществляется через счётчик с автоматическим закрытием отсечного клапана.
После промывок реактора предусмотрена возможность удаления осадка катализатора из поз Е-306 через насос поз. Н-305 в емкость–сборник маточных растворов поз. Е-307, а также возможен рецикл дибутилового эфира из поз. Е-306 через насос поз. Н-305 с возвратом в поз. Е-306.
Насос поз. Н-305 работает в двух режимах работы:
1. " работа с поз. Е-306"
рецикл дибутилового эфира с возвратом в поз. Е-306;
освобождение поз. Е-306 от ДБЭ с осадком носителя в поз. Е-307;
2. " работа с поз. Е-307"
рецикл маточного раствора с возвратом в поз. Е-307;
освобождение поз. Е-306 от ДБЭ с осадком носителя в поз. Е-307;
освобождение поз. Е-307 на наружную установку.
После промывки реактор поз. Р-301 (Р-302) продувается азотом на сдувку в течение 5 минут. В реактор, промытый дибутиловым эфиром и продутый азотом, из емкости поз. М-313 подается расчетное количество ДБЭ, после чего давление азота сбрасывается до 0 МПа, сдувка закрывается. Включается система регулирования температуры, и реактор термостатируется при включенной мешалке, при заданной температуре (5–35) оС в течение (20–30) минут.
Из емкости поз. М-313 в минисмеситель (МС) поз. МС-301 (МС-302) подается дибутиловый эфир до появления жидкости в смотровых фонарях поз. ФС-301, ФС-302 (ФС-305, ФС-306), после чего закрывается отсечная арматура между МС и смотровыми фонарями, чтобы избежать неконтролируемого попадания растворов в минисмеситель.
Трубопровод, по которому производится дозировка МОС, заполняется дозируемым компонентом до появления его в смотровом фонаре поз. ФС-302 (ФС-306).
Трубопровод, по которому производится дозировка раствора ТЭС, заполняется дозируемым компонентом до появления его в смотровом фонаре поз. ФС-301 (ФС-305).
Запорная арматура после смотровых фонарей закрывается.
После заполнения МС и трубопроводов, в рубашку поз. МС-301 (МС-302) и теплообменник поз. Т-301 (Т-302) подается хладагент и достигается температура (5-10) оС.
Минисмеситель поз. МС-301 (МС-302) представляет собой вертикальный аппарат вместимостью 0,000085 м3 с перемешивающим устройством, имеющим возможность регулирования числа оборотов вала от 150 до 1000 об./мин. Аппарат снабжен рубашкой для охлаждения. Предусмотрен контроль работы мешалки.
Теплообменник поз. Т-301 (Т-302) – вертикальный цилиндрический аппарат с двумя змеевиками. Поверхность теплообмена для МОС – 0,41 м2, поверхность теплообмена для ТЭС – 0,23 м2.

1.1.2 Стадия дозирования

Включаются мешалки в реакторе поз. Р-301 (Р-302) и минисмесителе поз. МС-301 (МС-302), устанавливается требуемая скорость перемешивания. Открывается запорная арматура на трубопроводах, подающих реагенты в МС и линию, соединяющую МС с реактором. Включаются дозировочные насосы поз. G-301, G302, и производится дозирование растворов МОС (из поз. М-314) и ТЭС (из поз. М-315). Соотношение расходов МОС к ТЭС должно быть равно 2:1.
В зависимости от модификации получаемого носителя продолжительность времени дозирования изменяется от 2 до 12 часов и более. Время предварительного смешения в минисмесителе составляет от 8 до 60 сек. Оно определяется вместимостью минисмесителя и скоростью дозирования компонентов. Скорость дозирования растворов МОС и ТЭС во время синтеза поддерживается постоянной, сохраняя установленное соотношение объёмных скоростей.
Во время дозировки компонентов в реакторе поз. Р301 (Р-302) поддерживается постоянная температура 35-40 оС.
В процессе дозирования скорость перемешивания в реакторе увеличивается в (1,5–2) раза. Количество оборотов двигателя мешалки регулируется автоматически при помощи частотного преобразователя в зависимости от изменения уровня жидкости в реакторе.

1.1.3 Стадия термообработки

После окончания дозирования проводится термообработка реакционной смеси в реакторе поз. Р-301 (Р-302) по следующему режиму:
выдержка реакционной смеси в течение 0,5 часа при температуре дозирования (35-40) оС;
равномерный подъём температуры от температуры дозирования (35
·40) оС до (60-70) оС в течение (0,5–2) часов;
выдержка при (60-70) оС в течение (1-2) часов.

1.1.4Стадия промывки

По окончании термообработки перемешивание в реакторе поз. Р-301 (Р-302) прекращается (останавливается мешалка), и производится отстой содержимого реактора в течение (45–60) мин.
Жидкая фаза из реактора удаляется в сборник маточных растворов поз. Е-307, представляющий собой вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 6,3 м3.
Удаление жидкой фазы из реактора поз. Р-301 (Р-302) проводится ступенчато при постепенном погружении подвижного сифона вплоть до появления суспензии носителя в смотровом фонаре поз. ФС-303 (ФС-307).
Предусмотрена возможность удаления маточного раствора из поз. Р-301 (Р-302) с помощью подвижного сифона с фильтром. В этом случае отстой суспензии носителя не производится, мешалка реактора выключается, и подвижной сифон опускается до дна реактора. После этого давлением азота маточник через фильтр, встроенный в сифон, передавливается в поз. Е-307. Контроль процесса передавливания осуществляется по смотровому фонарю поз. ФС-304.
Затем производится четырёхкратная промывка носителя при температуре (50
·60) оС. Для этого в поз. М-311 принимается осушенный гептан в необходимом количестве. В рубашку поз. М-311 подаётся "горячее" масло, и гептан нагревается до температуры (50-60) оС. Нагретый гептан через низ поз. М-311 подаётся в реактор. Включается мешалка реактора, устанавливается температура (50
·60) оС и проводится промывка в течение 20 минут. Затем перемешивание останавливается, производится отстой (30–40) мин. и декантация промывного раствора через подвижный сифон, через фонарь поз. ФС-303 (ФС-307) в поз. Е-303. Предусмотрена возможность удаления промывного раствора из реактора через подвижный сифон с фильтром. В этом случае отстой суспензии носителя не производится, мешалка реактора выключается, и подвижной сифон опускается до дна реактора. После этого давлением азота промывной раствор через фильтр, встроенный в сифон, передавливается в поз. Е-303.
Операция промывки повторяется ещё три раза. Причём промывной раствор после первой и второй промывки направляется в поз. Е-303, а после третьей и четвёртой промывки - в поз. Е-304/1 и используется как промывной раствор первой и второй промывки для следующего синтеза носителя. Промывной раствор возвращается в реактор по трубопроводу через счётчик с возможностью задания на мнемосхеме АСУ ТП необходимого количества растворителя с автоматическим закрытием отсечного клапана при достижении заданного количества.
В случае использования возвратных промывных растворов в качестве растворителя для первой и второй промывки – для третьей и четвёртой промывки используется чистый растворитель из поз. М-311 или из поз. Е-101/2.
Предусмотрена возможность продувки азотом трубопровода подачи возвратных промывных растворов через байпас в поз. Е-303, Е-304/1, Е-304/2.
Емкость-сборник промывных растворов поз. Е-303 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 1 м3, предназначенный для сбора промывного раствора после первой и второй промывки носителя.
Предусмотрена возможность освобождения поз Е-303 через насос поз. Н-304 в емкость–сборник промывных растворов на наружной установке, а также возможен рецикл промывного раствора из поз. Е-303 через насос поз. Н-304 с возвратом в поз. Е-303.
Емкость-сборник промывных растворов поз. Е-304/1 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 1 м3, предназначенный для сбора промывного раствора после третьей и четвёртой промывки носителя с последующим возвратом в поз. Р-301 (Р-302) в качестве растворителя для первой и второй промывок носителя следующего синтеза.
Предусмотрена возможность освобождения поз. Е-304/1 через насос поз. Н-304 в емкость–сборник промывных растворов на наружной установке, а также возможен рецикл промывного раствора из поз. Е-304/1 через насос поз. Н-304 с возвратом в поз. Е-304/1.
Насос поз. Н-304 работает в трех режимах:
1. " работа с поз. Е-303":
рецикл промывного раствора с возвратом в поз. Е-303;
возврат промывного раствора в реактор поз. Р-301 (Р-302);
освобождение поз. Е-303 на наружную установку.
2. "работа с поз. Е-304/1":
рецикл промывного раствора с возвратом в поз. Е-304/1;
возврат промывного раствора в реактор поз. Р-301 (Р-302);
освобождение поз. Е-304/1 на наружную установку.
3. "работа с поз. Е-304/2":
рецикл промывного раствора с возвратом в поз. Е-304/2;
возврат промывного раствора в реактор поз. Р-301 (Р-302);
освобождение поз. Е-304/2 на наружную установку.

1.1.5Стадия активации

Стадия активации производится для приготовления активированного носителя.
В лаборатории цеха 502 абсолютизируется этиловый спирт и под азотом, герметично расчётные количества этилового спирта загружаются в переносной контейнер поз. Х-301, предварительно продутый азотом, представляющий собой переносной вертикальный сосуд вместимостью 0,002 м3. Контейнер оснащён стационарным сифоном и штуцером с запорной арматурой для подсоединения через гибкий шланг трубопроводов сдувки и азота.
Реактор поз. Р-302 (Р-402) используется при синтезе носителя в поз. Р-301 (Р-302) для приготовления растворов этанола и тетраэтоксисилана и дозирования активирующих растворов в реактор с носителем через насос поз. Н-303.
В реактор поз. Р-302 (Р-402) подаётся расчётное количество гептана из поз. М-311 или возвратный промывной раствор из поз. Е-304/2. Этанол из поз. Х-301 через гибкий шланг передавливается азотом в поз. Р-302 (Р-402), включается мешалка, и смесь перемешивается не менее 5 минут.
После проведения третьей промывки носителя, в реактор поз. Р-301 (Р-302) загружается дополнительная порция гептана из поз. М-311, или возвратный промывной раствор из поз. Е-304/2. Включается система регулирования температуры и содержимое реактора при перемешивании термостатируется при температуре (10–15) оС в течение 0,5 часа. Затем при перемешивании суспензии носителя в реактор поз. Р-301 (Р-302) из поз. Р-302 (Р-402) через мембранный дозировочный насос поз. Н-303 подаётся раствор этанола. Дозирование проводится при постоянной температуре в течение 1 часа. После окончания дозирования следует выдержка суспензии носителя при (10–15) оС в течение 0,5 часа.
В лаборатории цеха 502 под азотом, герметично, в переносной контейнер поз. Х-302, предварительно продутый азотом, загружаются расчётные количества тетраэтоксититана.
Контейнер поз. Х-302 представляет собой переносной вертикальный сосуд вместимостью 0,007 м3, оснащённый стационарным сифоном и штуцером с запорной арматурой для подсоединения через гибкий шланг трубопроводов сдувки и азота.
В реактор поз. Р-302 (Р-402) подаётся расчётное количество гептана из поз. М-311 или возвратный промывной раствор из поз. Е-304/2. После подачи промывного раствора из поз. Е-304/2 трубопровод возвратного промывного раствора продувается азотом от реактора поз. Р-301 (Р-302, Р-402) через байпас в поз. Е-304/2.
Тетраэтоксититан из поз. Х-301 через гибкий шланг передавливается азотом в поз. Р-302 (Р-402), включается мешалка, и смесь перемешивается не менее 10 минут.
При перемешивании суспензии носителя в реактор поз. Р-301 (Р-302) из поз. Р-302 (Р-402) через мембранный дозировочный насос подаётся раствор тетраэтоксититана. Дозирование проводится при постоянной температуре (10–15) оС в течение 1 часа.
После окончания дозирования раствора ТЭТ проводится равномерный подъем температуры по 0,3 оС в минуту в реакторе поз. Р-301 (Р-302) от (10–15) до 30 оС в течение 1 часа.
Далее реакционная смесь выдерживается в течение 2 часов при 30 оС.
Затем при выключенной мешалке производится отстой носителя в течение (30-40) мин. После отстоя суспензии носителя и декантации жидкой фазы из реактора поз. Р-301 (Р-302) в емкость-сборник поз. Е-303, носитель промывается один раз гептаном при 30 оС (для промывки используется чистый гептан из поз. Е-311). После отстоя суспензии промывной раствор удаляется в сборник поз. Е-304/2 и используется повторно для приготовления суспензии носителя для активации в поз. Р-301 (Р-302) и приготовления активирующих растворов в поз. Р-302 (Р-402).
Предусмотрена возможность удаления промывных растворов из поз. Р-301 (Р-302) через подвижный сифон с фильтром. В этом случае отстой суспензии носителя не производится, мешалка реактора выключается и подвижной сифон опускается до дна реактора. После этого азотом промывной раствор через фильтр, встроенный в сифон, передавливается в поз. Е-303 или в поз. Е-304/2.
Емкость-сборник промывных растворов поз. Е-304/2 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат вместимостью 1 м3, предназначенный для сбора промывного раствора после промывки активированного носителя с последующим возвратом в поз. Р-301 (Р-302, Р-402) в качестве растворителя для приготовления растворов активации и приготовления суспензии носителя на стадии активации следующего синтеза.
Предусмотрена возможность освобождения поз Е-304/2 через насос поз. Н-304 в емкость–сборник промывных растворов на наружной установке, а также возможен рецикл промывного раствора из поз. Е-304/2 через насос поз. Н-304 с возвратом в поз. Е-304/2.
При синтезе активированного носителя, только третья промывка на стадии синтеза носителя используется повторно (через емкость поз. Е-304/1 направляется на первую промывку носителя в следующем синтезе). Повторно используется промывка активированного носителя в следующем синтезе, которая собирается в емкости поз. Е-304/2 и используется для приготовления суспензии носителя в реакторе поз. Р-301 (Р-302) на стадии активации и приготовления растворов этанола и тетраэтоксититана в поз. Р-302 (Р-402).
Предусмотрена возможность промывки чистым гептаном поз. Е-303, Е-304/1, Е-304/2.

1.1.6 Выгрузка магнийсодержащего носителя

После четвёртой промывки носителя, в реактор поз. Р-301 (Р-302) подаётся расчётное количество гептана из поз. М-311 для приготовления суспензии носителя заданной концентрации. После подачи гептана суспензия перемешивается не менее 5 минут.
Для проверки качества носителя при включенной мешалке проводится отбор пробы из реактора поз. Р-301 (Р-302) через выдвижной сифон без фильтра. Пробоотборники на подвижных сифонах реакторов оборудованы трубопроводами азота для обеспечения чистоты и безопасности отбора пробы. Подводка азота оборудована диафрагмой диаметром 0,8 МС (перед отбором пробы пробоотборник и колба продувается азотом, процесс отбора пробы возможен при небольшом протоке азота).
Суспензия носителя из реактора поз. Р-301 (Р-302), при постоянном перемешивании, выгружается в контейнер поз. Х-300 (Х-304/1,2). Контейнер поз. Х-300 (Х-304/1,2) предварительно освобождается от продукта, промывается гептаном, продувается и заполняется азотом. Перед выгрузкой суспензии носителя осуществляется контрольная продувка азотом трубопроводов выгрузки из реактора со сбросом давления через поз. Е-306.
Контейнер поз. Х-300 представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд вместимостью 0,2 м3.
Контейнеры поз. Х-304/1,2 представляют собой вертикальные цилиндрические сосуды вместимостью 0,2 м3 каждый.
Перед загрузкой суспензии носителя контейнер Х-300 (Х-304/1,2) взвешивается на весах. После взвешивания при помощи быстросъёмного соединения контейнер подсоединяется к выгрузному штуцеру реактора поз. Р-301 (Р-302). Заполненный контейнер взвешивается повторно, уточняется вес загруженной суспензии носителя.
Предусмотрена возможность выгрузки суспензии носителя в гомогенизатор поз. Е-305 для сбора и гомогенизации нескольких партий носителя (укрупнения и усреднения партий носителя).
Гомогенизатор поз. Е-305 представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат с коническим днищем, якорной мешалкой, рубашкой и вместимостью 0,63 м3. Предусмотрена сигнализация работы мешалки. Аппарат оснащён подвижным сифоном для отбора проб суспензии носителя и для корректировки количества растворителя с возможностью удаления части гептана в поз. Е-303.
Пробоотборники на подвижном сифоне и на выгрузном штуцере поз. Е-305 оборудованы трубопроводами азота для обеспечения чистоты и безопасности отбора пробы.
Для поддержания в гомогенизаторе заданной температуры, в его рубашку подается теплоноситель - диатермическое масло, которое нагревается или охлаждается в узле термостатирования.
Суспензия носителя из гомогенизатора поз. Е-305 при постоянном перемешивании выгружается в контейнер поз. Х-300 (Х-304/1,2).
Предусмотрена возможность промывки гомогенизатора чистым гептаном с выгрузкой промывного гептана в поз. Е-303, Е-304/1,2.
Суспензия носителя в контейнере после взвешивания является товарным продуктом и может быть отправлена потребителю.

1.1.7Подготовка к следующему синтезу

По окончании дозирования растворов МОС и ТЭС минисмеситель поз. МС-301 (МС-302) промывается чистым, осушенным дибутиловым эфиром. Для этого закрывается запорная арматура на подаче растворов МОС и ТЭС в МС перед поз. ФС-301, ФС-302 (ФС-305, ФС-306) и подаётся ДБЭ в низ минисмесителя до появления ДБЭ в смотровых фонарях, запорная арматура перед смотровыми фонарями закрывается, включается мешалка минисмесителя и производится промывка в течение 15 минут. Мешалка минисмесителя останавливается, и расчетное количество ДБЭ промывает его снизу со сбросом через поз. ФС-301, ФС-302 (ФС-305, ФС-306) в поз. Е-307. Минисмеситель продувается азотом не менее 20 минут со сбросом давления через поз. Е-307.
Предусмотрена возможность промывки расчётным количеством дибутилового эфира трубопроводов подачи растворов МОС и ТЭС через насосы поз. G-301, G-302, через клапанные сборки поз. FQCSV-304/1, FQCSV-305/1, змеевики теплообменников поз. Т-301, Т-302, через минисмеситель МС-301 (МС-302) вниз со сбросом в поз. Е-307. После промывки трубопроводы продуваются азотом не менее 20 минут со сбросом давления через поз. Е-307.
После выгрузки носителя реактор поз. Р-301 (Р-302) промывается однократно дибутиловым эфиром при температуре (70
·80) оС. Этот дибутиловый эфир с остатками частиц носителя собирается в сборнике поз. Е-306, где происходит отстой суспензии. В следующем синтезе ДБЭ из поз. Е-306 по выгрузной трубе снова используется для промывки реактора поз. Р-301 (Р-302). После пяти аналогичных операций промывки ДБЭ из реактора и накапливаемые при промывках в поз. Е-306 частицы носителя суспендируются с помощью насоса поз. Н-305 и подаются в поз. Е-307. В случае приготовления некондиционной партии носителя, этот продукт также направляется в поз. Е-307.

2 ЗАДАЧИ АСУ ТП

На узле синтеза катализатора опытного производства предоставляется возможность реализовать основные задачи АСУ ТП. Особый интерес представляют задачи управления азотными режимами и дозирования компонентов, описание которых приводится в подпунктах 2.1.4 и 2.1.5 соответственно.

2.1 Функции подсистемы

Основными задачами системы являются:
измерение технологических параметров;
контроль отклонений технологических параметров от нормы;
автоматические блокировки оборудования;
автоматическое регулирование параметров;
программно-логическое управление азотными режимами;
автоматическое дозирование компонентов;
предупредительная и аварийная сигнализация.

2.1.1 Измерение технологических параметров

В проектируемой системе функция измерения технологических параметров разделена на две составляющие: измерение аналоговых параметров и измерение дискретных сигналов.
Аналоговые входные сигналы, функционирующие в системе, вводятся на вход контроллеров.
Аналоговые сигналы от датчиков, установленных на технологическом оборудовании вводятся в контроллер через модули ввода аналоговых сигналов. Хранятся сигналы в контроллере в процентах (отображаются на дисплейной станции в технических единицах).
Датчики аналоговых технологических параметров формируют 50 аналоговых сигнала. Состав датчиков следующий:
датчики температуры . . 11 шт.;
датчики давления . . . 17 шт.;
датчики уровня . . . 14 шт.;
датчики расхода . . . 8 шт..
Сигналы датчиков давления, перепада и уровня жидкости являются нормированными сигналами 4-20 мА, сигналы датчиков температуры - 0-5 мА. Точность измерения сигналов (максимальная приведённая погрешность) давления, уровня температуры и не превышают 1 %; расхода – 1,5 %. Периодичность измерения определяется тактом работы контроллера и не превышает 200 мс.
Входные дискретные сигналы вводятся в контроллеры от датчиков технологического оборудования и от датчиков состояния, установленных в электрощитовой. Входные дискретные параметры отражают состояние оборудования и технологических параметров.
Датчики дискретных технологических параметров формируют 127 входных дискретных сигналов. Состав датчиков следующий:
датчики состояния и положения оборудования 113 шт.;
датчик уровня 1 шт.;
датчик состояния оборудования в электрощитовой 13 шт.;
Схема информационных потоков приведена на рисунке 1. Сигналы с датчиков поступают на модули аналоговых и дискретных вводов/выводов, а затем все данные поступают на контроллер, откуда по сети Ethernet они передаются на пульт оператора.

13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Рисунок 1 - Схема информационных потоков

2.1.2 Контроль технологических параметров и состояния оборудования

В системе предусмотрен автоматический контроль отклонений измеряемых параметров за пределы установленных норм. Область нормальных состояний ограничена значениями параметров L-H, область технологических отклонений – значениями LL-HH. Если значение параметра меньше LL или больше HH, состояние параметра является аварийным.
Контроль отклонений для аналоговых (непрерывных) технологических параметров осуществляется непрерывно с помощью специализированных преобразователей существующей системы, которые должны быть сохранены. Перечень таких контролируемых параметров и значения уставок контроля приведены в таблице 2.
Контроль дискретных параметров и состояний оборудования, перечень которых приведен в таблицах 3 – 7, осуществляется с помощью датчиков с дискретными выходными сигналами.

2.1.3 Автоматическое регулирование

Регулирование параметров системы осуществляется по ПИД-закону, формула которого имеет вид:
13 EMBED Equation.3 1415, где
13 EMBED Equation.3 1415 - управляющее воздействие;
13 EMBED Equation.3 1415 - ошибка регулирования;
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент пропорциональности;
13 EMBED Equation.3 1415 - постоянная времени интегрирования;
13 EMBED Equation.3 1415 - постоянная времени дифференцирования.
Информация по контурам регулирования представлена в таблице 18.

2.1.4 Управление азотными режимами

На узле синтеза магнийсодержащего носителя предусмотрены 3 режима работы аппаратов поз. Р-301, Р-302, Р-402, М-311, М-312, М-313, М-314, М-315, Е-303, Е-304/1,2, Е-305, Е-306, Е-307:
1) под азотным “дыханием”;
2) передавливание;
3) сдувка.
К каждому из перечисленных аппаратов подведены азотные трубопроводы, оснащенные отсечными клапанами. Также каждый из этих аппаратов оснащен датчиком измерения давления с предупредительной сигнализацией.
Режим «передавливания» используется для освобождения емкости и перекачивания ее содержимого в другой технологический аппарат при помощи подачи азота высокого давления (но не более 0,3 МПа (3,0 кгс/см ).
Режим «под азотным дыханием» используется при функционировании технологического аппарата. Диапазон рабочего давления в этом режиме более 0,007 МПа (0,07 кгс/см2) и менее 0,005 МПа (0,05 кгс/см2).
Режим «сдувка» используется для освобождения аппаратов от остаточных продуктов и осуществляется в диапазоне давления не более 0,002 МПа.
В дальнейшем эти режимы названы:
дыхание;
азот 3 кгс/см2;
сдувка.
Реализация азотных режимов имеет особенности. Основные из них приведены в таблице 1. В каждом режиме открыт клапан только на одной линии, а два других - закрыты. Также в таблице 1 приведены уставки предупредительной сигнализации и соответствующие им сообщения для оператора на дисплейной станции.

Таблица 1 - Азотные режимы работы аппаратов
Режим аппарата
Сигнализация
Клапан дыхания
Клапан азот
3 кгс/см2
Клапан сдувки


L
Сообщение
Н
Сообщение







Дыхание
0.005 МПа
Давление в режиме дыхания менее 0,05 кгс/см2
0.007 МПа
Необходим сброс давления
открыт
закрыт
закрыт

Сдувка
0
Давление сброшено
0.002 Мпа
Внимание! Посторонний
продукт
закрыт
закрыт
открыт

Азот 3 кгс/см2


3 кгс/см2
Повышение давления более 3 кгс/см2
закрыт
открыт
закрыт


2.1.5 Дозирование

На стадии дозирования расходы растворов МОС и ТЭС контролируются и регистрируются импульсными датчиками поз. FQIRCAHL-304/1 и поз. FQIRCAHL-305/1 соответственно с сигнализацией повышения расходов МОС и ТЭС более допустимого предела и понижения - менее допустимого предела, а также с сигнализацией о недопустимом отклонении соотношения расходов МОС к ТЭС (соотношение должно быть равно 2:1). При повышении уровня в реакторе поз. Р-301 (Р-302) более 85% дозировочные насосы поз. G-301 и G-302 автоматически выключаются.
Контролируется работа дозировочных насосов поз. G-301, G-302 с регулированием скорости подачи реагентов при помощи частотного регулятора поз. HCSA-304/1н, HCSA-305/1н.
Предусмотрена возможность проведения дозировки компонентов через регулирующие клапаны поз. FQIRCSV-304/1 – МОС, поз. FQIRCSV-305/1 – ТЭС. В этом случае расходы и соотношение расходов МОС поз. FQIRCAHL-304/1 и ТЭС - поз. FQIRCAHL-305/1 автоматически регулируются с сигнализацией повышения расхода МОС и ТЭС более допустимого предела и понижения расхода менее допустимого предела, а также с сигнализацией о недопустимом отклонении соотношения расходов МОС к ТЭС. При повышении уровня в реакторе поз. Р-301 (Р-302) более 85% регулирующие клапаны поз. FQIRCSV-304/1 и поз. FQIRCSV-305/1 автоматически закрываются. В поз. М-314 и поз. М-315, откуда дозируются МОС и раствор ТЭС, поддерживается постоянное давление азота.

2.2 Входные и выходные технологические параметры

2.2.1 Перечень входных параметров

В таблице 2 приведен перечень входных аналоговых сигналов. В таблице указаны наименование устройства и обозначение соответствующего сигнала, единицы измерения, уставки контроля и блокировки оборудования.
В таблицах 3 - 7 представлены входные дискретные сигналы. В таблице 3 приведены входные дискретные технологические параметры. В таблице 4 приведены сигналы сигнализации клапанов с возвратными пружинами. В таблицах 5, 6 – состояния насосов и мешалок. В таблице 7 – один сигнал состояния холодильной установкой. По всем дискретным сигналом приведен вид сигнализации.
При введении обозначения сигнала была принята следующая система. Обозначение сигнала включает позиционное обозначение технологического устройства, дополненное состоянием сигнализации (открыт/закрыт, включен/ отключен). Состояние открыт или включен маркировано – 1, состояние закрыт или отключен маркировано – 0. Например, входной дискретный сигнал «Клапан V311 закрыт» обозначен HSA311-0; сигнал «Насос Н303 включен» обозначен HSA Н303-1.
Таблица 2 - Входные аналоговые технологические параметры

Наименование параметра
Обозначение
сигнала
(тег)
Диапазон измерения
Единицы
измерения
Уставки контроля
Технол.
норма
Корзина/
плата/
канал






LL
L
H
HH




Узел № 3 – Узел синтеза носителя











Емкость поз. М-311, гептан










1
Расход гептана в емкость М-311
FQIRSA 311
0 ч 315
(min 40)
л/ч



+

3 / 6 / 04

2
Уровень гептана в емкости М-311
LIRSA 311
0 ч 2125
мм



+

2 / 1 / 01

3
Температура гептана в ёмкости
ТIRСSA 311
0 ч 100
0C
5


70

2 / 1 / 02

4
Давление в газовой фазе
PIRSA 311
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
2 / 1 / 03


Емкость поз. М-313, ДБЭ










5
Расход ДБЭ в емкость М-313
FQIRSA 313
0 ч 150
(min 67)
л/ч



+

3 / 7 / 02

6
Уровень ДБЭ в емкости М-313
LIRSA 313
0 ч 2125
мм



+

2 / 1 / 06

7
Давление в газовой фазе
PIRSA 313
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
2 / 1 / 07


Емкость поз. М-314, МОС










8
Расход МОС в емкость М-314
FQIRSA 314
0 ч 200
л/ч



+

3 / 7 / 03

9
Уровень МОС в емкости М-314
LIRSA 314
0 ч 2125
мм



+

2 / 1 / 08

10
Давление в газовой фазе
PIRСSA 314
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
2 / 2 / 01


Емкость поз. М-312, Хлорбензол










11
Расход хлорбензола в емкость М-312
FQIRSA 312
0 ч320
л/ч



+

3 / 7 / 01

12
Уровень хлорбензола в емкости М-312
LIRSA 312
0 ч 1725
мм


+


2 / 1 / 04

13
Давление в газовой фазе
PIRSA 312
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
2 / 1 / 05


Емкость поз. М-315, Тэтраэтоксисилан (ТЭС)










14
Расход ТЭС в емкость М-315
FQIRSA 315
0 ч 100
л/ч


+


3 / 7 / 04

15
Уровень ТЭС в емкости М-315
LIRSA 315
0 ч 1925
мм


+


2 / 2 / 02

16
Давление в газовой фазе
PIRСSA 315
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
2 / 2 / 03


Реактор Р-302










17
Температура жидкой фракции в реакторе Р-302
TIRCSA 302
0 ч 100
0C
5


70

1 / 6 / 05

18
Уровень жидкой фракции в реакторе Р-302
LIRSA 302
0 ч 680
мм
+


+

1 / 6 / 06

19
Давление в газовой фазе
PIRSA 302
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
1 / 6 / 07

20
Температура ДБЭ в МС-302
TIRCA 302/1
-50 ч +50
0C


+

5
1 / 6 / 08


Теплообменник Т-302










21
Температура ТЭС на выходе
TIRCA 302/2
-50 ч +50
0C


+

5
1 / 7 / 01

22
Температура МОС на выходе
TIRCA 302/3
-50 ч +50
0C


+

5
1 / 7 / 02


Насос Н-303










23
Давление на нагнетании
PIRSA 303н
0 ч 2,5
МПа
+



1,0
2 / 2 / 04


Реактор Р-301










24
Температура жидкой фракции в реакторе Р-301
TIRCSA 301
0 ч 100
0C
+


+

1 / 5 / 07

25
Уровень жидкой фракции в реакторе Р-301
LIRSA 301
0 ч 1440
мм
200


1152

1 / 5 / 08

26
Давление в газовой фазе
PIRSA 301
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
1 / 6 / 01

27
Температура смеси МОС/ТЭС в МС-301
TIRCA 301/1
-50 ч +50
0C


+

5
1 / 6 / 02


Теплообменник Т-301










28
Расход МОС в теплообменник Т-301
FQIRSA 304/1
0 ч 40
л/ч



+

3 / 6 / 01

29
Расход ТЭС в теплообменник Т-301
FQIRSA 305/1
0 ч 40
л/ч



+

3 / 6 / 02

30
Температура МОС из теплообменника Т-301
TIRCA 301/3
-50 ч +50
0C


+

5
1 / 6 / 03

31
Температура ТЭС из теплообменника Т-301
TIRCA 301/2
-50 ч +50
0C


+

5
1 / 6 / 04


Емкость Е-305 (гомогенизатор)










32
Уровень жидкой фракции в емкости Е-305
LIRSA 305
0 ч 1400
мм



1120
1000
1 / 8 / 01

33
Давление в газовой фазе
PIRSA 305
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
1 / 8 / 02

34
Температура жидкой фазы
TIRCSA 305
0 ч 100
0C


80

70
1 / 8 / 03


Емкость Е-306 (возвратный ДБЭ)

0 ч 1,0








35
Уровень жидкой фракции в емкости Е-306
LIRSA 306
0 ч 1530
мм
280

1313
1385
1240
1 / 8 / 04

36
Давление в газовой фазе
PIRSA 306
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
1 / 8 / 05


Емкость Е-303 (сборник промывок)

0 ч 1,0








37
Уровень жидкой фракции в емкости Е-303
LIRSA 303
0 ч 1530
мм
280

1313
1385
1240
1 / 7 / 03

38
Давление в газовой фазе
PIRSA 303
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
1 / 7 / 04


Емкость Е-304/1 (возврат промывок)

0 ч 1,0








39
Уровень жидкой фракции в емкости Е-304/1
LIRSA 304/1
0 ч 1530
мм
280

1313
1385
1240
1 / 7 / 05

40
Давление в газовой фазе
PIRSA 304/1
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
1 / 7 / 06


Емкость Е-304/2 (возврат промывок, активация)

0 ч 1,0








41
Уровень жидкой фракции в емкости Е-304/2
LIRSA 304/2
0 ч 1530
мм
280

1313
1385
1240
1 / 7 / 07

42
Давление в газовой фазе
PIRSA 304/2
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
1 / 7 / 08

43
Расход возвратного гептана в реактор
FQIRSA 304
0 ч 315
(min 40)
л/ч



+

3 / 6 / 03


Емкость Е-307 (маточные растворы)

0 ч 1,0








44
Уровень маточного раствора в емкости Е-307
LIRSA 307
0 ч 3280
мм
280

2786
2945
2630
1 / 8 / 06

45
Давление в газовой фазе
PIRSA 307
0 ч 0,63
МПа
0,007


0,3
0,007
1 / 8 / 07


Насос Н-304










46
Давление на нагнетании
PIRSA 304н
0 ч 1,6
МПа

+


1,0
2 / 2 / 05


Насос Н-305










47
Давление на нагнетании
PIRSA 305н
0 ч 1,6
МПа

+


1,0
2 / 2 / 06


Реактор Р-402










48
Температура жидкой фракции
TIRCSA 402
-50 ч +50
0C



+
10-15
3 / 1 / 04

49
Уровень жидкой фракции
LIRSA 402
0 ч 1,0
мм


+


3 / 1 / 05

50
Давление в газовой фазе
PIRSA 402
0 ч 0,63
кПа

+
+


3 / 1 / 06

Таблица 3 - Входные дискретные сигналы
Входные дискретные технологические параметры

Наименование
технологического параметра
Обозначение
сигнала
Корзина/
плата/
вход

1
Концевой выключатель нижнего положения выдвижного сифона реактора Р-301
HSA 301в
4 / 8 / 12


Таблица 4 - Входные дискретные сигналы
Сигналы сигнализации состояния исполнительных механизмов
(клапаны с возвратной пружиной)
Наименование устройства

Обозначение
сигнала
Сигнализация
Корзина/
плата/
вход

Узел № 3 –
Узел синтеза носителя





Емкость М-311





Клапан V311. Подача гептана
1
HSA 311-1
открыт
4 / 5 / 29


2
HSA 311-0
закрыт
4 / 5 / 30

Клапан V311д. Азотное дыхание
3
HSA 311д-1
открыт
4 / 5 / 31


4
HSA 311д-0
закрыт
4 / 5 / 32

Клапан V311а. Азот Р = 0,3 МПа
5
HSA 311а-1
открыт
4 / 6 / 1


6
HSA 311а-0
закрыт
4 / 6 / 2

Клапан V311с. Сдувки из емкости М-301
7
HSA 311c-1
открыт
4 / 6 / 3


8
HSA 311c-0
закрыт
4 / 6 / 4

Емкость М-313





Клапан V313. Подача ДБЭ
9
HSA 313-1
открыт
4 / 6 / 14


10
HSA 313-0
закрыт
4 / 6 / 14

Клапан V313д. Азотное дыхание
11
HSA 313д-1
открыт
4 / 6 / 15


12
HSA 313д-0
закрыт
4 / 6 / 16

Клапан V313а. Азот Р = 0,3 МПа
13
HSA 313а-1
открыт
4 / 6 / 17


14
HSA 313а-0
закрыт
4 / 6 / 18

Клапан V313с. Сдувки из емкости М-303
15
HSA 313с-1
открыт
4 / 6 / 19


16
HSA 313с-0
закрыт
4 / 6 / 20

Емкость М-314





Клапан V314. Подача МОС
17
HSA 314-1
открыт
4 / 6 / 21


18
HSA 314-0
закрыт
4 / 6 / 22

Клапан V314д. Азотное дыхание
19
HSA 314д-1
открыт
4 / 6 / 23


20
HSA 314д-0
закрыт
4 / 6 / 24

Клапан V314а. Азот Р = 0,3 МПа
21
HSA 314а-1
открыт
4 / 6 / 25


22
HSA 314а-0
закрыт
4 / 6 / 26

Клапан V314с. Сдувки из емкости М-304
23
HSA 314с-1
открыт
4 / 6 / 27


24
HSA 314с-0
закрыт
4 / 6 / 28

Емкость М-312





Клапан V312. Подача хлорбензола
25
HSA 312-1
открыт
4 / 6 / 5


26
HSA 312-0
закрыт
4 / 6 / 6

Клапан V312д. Азотное дыхание
27
HSA 312д-1
открыт
4 / 6 / 7


28
HSA 312д-0
закрыт
4 / 6 / 8

Клапан V312а. Азот Р = 0,3 МПа
29
HSA 312а-1
открыт
4 / 6 / 9


30
HSA 312а-0
закрыт
4 / 6 / 10

Клапан V312с. Сдувки из емкости М-302
31
HSA 312с-1
открыт
4 / 6 / 11


32
HSA 312с-0
закрыт
4 / 6 / 12

Емкость М-315





Клапан V315. Подача ТЭС
33
HSA 315-1
открыт
4 / 6 / 29


34
HSA 315-0
закрыт
4 / 6 / 30

Клапан V315д. Азотное дыхание
35
HSA 315д-1
открыт
4 / 6 / 31


36
HSA 315д-0
закрыт
4 / 6 / 32

Клапан V315а. Азот Р = 0,3 МПа
37
HSA 315а-1
открыт
4 / 7 / 1


38
HSA 315а-0
закрыт
4 / 7 / 2

Клапан V315с. Сдувки из емкости М-305
39
HSA 315с-1
открыт
4 / 7 / 3


40
HSA 315с-0
закрыт
4 / 7 / 4

Реактор Р-302





Клапан V302/1. Масло горячее/холодное прямое
Р =0,3 МПа в рубашку реактора
41
HSA 302/1-1
открыт
4 / 4 / 5


42
HSA 302/1-0
закрыт
4 / 4 / 6

Клапан V302/2. Масло горячее/холодное обратное
Р =0,3 МПа из рубашки реактора
43
HSA 302/2-1
открыт
4 / 4 / 7


44
HSA 302/2-0
закрыт
4 / 4 / 8

Клапан V302д. Азотное дыхание
45
HSA 302д-1
открыт
4 / 4 / 9


46
HSA 302д-0
закрыт
4 / 4 / 9

Клапан V302а. Азот Р = 0,3 МПа
47
HSA 302а-1
открыт
4 / 4 / 11


48
HSA 302а-0
закрыт
4 / 4 / 12

Клапан V302с. Сдувки из емкости Р-302
49
HSA 302с-1
открыт
4 / 4 / 13


50
HSA 302с-0
закрыт
4 / 4 / 14

Реактор Р-301





Клапан V301/1. Масло горячее/ холодное прямое
Р =0,3 МПа в рубашку реактора
51
HSA 301/1-1
открыт
4 / 3 / 27


52
HSA 301/1-0
закрыт
4 / 3 / 28

Клапан V301/2. Масло горячее/холодное обратное
Р =0,3 МПа из рубашки реактора
53
HSA 301/2-1
открыт
4 / 3 / 29


54
HSA 301/2-0
закрыт
4 / 3 / 30

Клапан V301д. Азотное дыхание
55
HSA 301д-1
открыт
4 / 3 / 31


56
HSA 301д-0
закрыт
4 / 3 / 32

Клапан V301а. Азот Р = 0,3 МПа
57
HSA 301а-1
открыт
4 / 3 / 1


58
HSA 301а-0
закрыт
4 / 3 / 2

Клапан V301с. Сдувки из емкости Р-301
59
HSA 301с-1
открыт
4 / 3 / 3


60
HSA 301с-0
закрыт
4 / 3 / 4

Реактор Р-402





Клапан V402д. Азотное дыхание
61
HSA 402д-1
открыт
5 / 1 / 28


62
HSA 402д-0
закрыт
5 / 1 / 29

Клапан V402а. Азот Р = 0,3 МПа
63
HSA 402а-1
открыт
5 / 1 / 30


64
HSA 402а-0
закрыт
5 / 1 / 31

Клапан V402с. Сдувки из емкости Р-301
65
HSA 402с-1
открыт
5 / 1 / 32

Гомогенизатор Е-305





Клапан V357. Масло горячее/холодное прямое
Р =0,3 МПа в рубашку Е-305
66
HSA 357-1
открыт
4 / 5 / 3


67
HSA 357-0
закрыт
4 / 5 / 4

Клапан V358. Масло горячее/холодное обратное
Р =0,3 МПа из рубашки Е-305
68
HSA 358-1
открыт
4 / 5 / 5


69
HSA 358-0
закрыт
4 / 5 / 6

Клапан V305д. Азотное дыхание
70
HSA 305д-1
открыт
4 / 5 / 7


71
HSA 305д-0
закрыт
4 / 5 / 8

Клапан V305а. Азот Р = 0,3 МПа
72
HSA 305а-1
открыт
4 / 5 / 9


73
HSA 305а-0
закрыт
4 / 5 / 10

Клапан V305с. Сдувки из емкости Е-305
74
HSA 305с-1
открыт
4 / 5 / 11


75
HSA 305с-0
закрыт
4 / 5 / 12

Емкость Е-306





Клапан V306. ДБЭ после промывок
76
HSA 306-1
открыт
4 / 5 / 13


77
HSA 306-0
закрыт
4 / 5 / 14

Клапан V306д. Азотное дыхание
78
HSA 306д-1
открыт
4 / 5 / 15


79
HSA 306д-0
закрыт
4 / 5 / 16

Клапан V306а. Азот Р = 0,3 МПа
80
HSA 306а-1
открыт
4 / 5 / 17


81
HSA 306а-0
закрыт
4 / 5 / 18

Клапан V306с. Сдувки из емкости Е-306
82
HSA 306с-1
открыт
4 / 5 / 19


83
HSA 306с-0
закрыт
4 / 5 / 20

Емкость Е-303





Клапан V303. Маточник и промывочные растворы
84
HSA 303-1
открыт
4 / 4 / 15


85
HSA 303-0
закрыт
4 / 4 / 16

Клапан V303д. Азотное дыхание
86
HSA 303д-1
открыт
4 / 4 / 17


87
HSA 303д-0
закрыт
4 / 4 / 18

Клапан V303а. Азот Р = 0,3 МПа
88
HSA 303а-1
открыт
4 / 4 / 19


89
HSA 303а-0
закрыт
4 / 4 / 20

Клапан V303с. Сдувки из емкости Е-303
90
HSA 303с-1
открыт
4 / 4 / 21


91
HSA 303с-0
закрыт
4 / 4 / 22

Емкость Е-304/1





Клапан V304/1д. Азотное дыхание
92
HSA 304/1д-1
открыт
4 / 4 / 23


93
HSA 304/1д-0
закрыт
4 / 4 / 24

Клапан V304/1а. Азот Р = 0,3 МПа
94
HSA 304/1а-1
открыт
4 / 4 / 25


95
HSA 304/1а-0
закрыт
4 / 4 / 26

Клапан V304/1с. Сдувки из емкости Е-304/1
96
HSA 304/1с-1
открыт
4 / 4 / 27


97
HSA 304/1с-0
закрыт
4 / 4 / 28

Клапан V304. Возвратный гептан
98
HSA 304-1
открыт
5 / 1 / 26


99
HSA 304-0
закрыт
5 / 1 / 27

Емкость Е-304/2





Клапан V304/2д. Азотное дыхание
100
HSA 304/2д-1
открыт
4 / 4 / 29


101
HSA 304/2д-0
закрыт
4 / 4 / 30

Клапан V304/2а. Азот Р = 0,3 МПа
102
HSA 304/2а-1
открыт
4 / 4 / 31


103
HSA 304/2а-0
закрыт
4 / 4 / 32

Клапан V304/2с. Сдувки из емкости Е-304/2
104
HSA 304/2с-1
открыт
4 / 5 / 1


105
HSA 304/2с-0
закрыт
4 / 5 / 2

Емкость Е-307





Клапан V307. Маточник и промывочные растворы
106
HSA 307-1
открыт
4 / 5 / 21


107
HSA 307-0
закрыт
4 / 5 / 22

Клапан V307д. Азотное дыхание
108
HSA 307д-1
открыт
4 / 5 / 23


109
HSA 307д-0
закрыт
4 / 5 / 24

Клапан V307а. Азот Р = 0,3 МПа
110
HSA 307а-1
открыт
4 / 5 / 25


111
HSA 307а-0
закрыт
4 / 5 / 26

Клапан V307с. Сдувки из емкости Е-307
112
HSA 307с-1
открыт
4 / 5 / 27


113
HSA 307с-0
закрыт
4 / 5 / 28



Таблица 5 - Входные дискретные сигналы
Сигналы сигнализации состояния насосов

Наименование устройства
Обозначение
сигнала
Сигнализация
Корзина/
плата/
вход

1
Насос МОС G-301
HSA Н301-1
Включен
5 / 1 / 07

2
Насос ТЭС G-302
HSA Н302-1
Включен
5 / 1 / 08

3
Насос Н-303
НSA Н303-1
Включен
5 / 1 / 09

4
Насос Н-304
НSA Н304-1
Включен
5 / 1 / 10

5
Насос Н-305
НSA Н305-1
Включен
5 / 1 / 11


Таблица 6 - Входные дискретные сигналы
Сигналы сигнализации состояния мешалок

Наименование устройства
Обозначение
сигнала
Сигнализация
Корзина/
плата/
вход

1
Мешалка М-302 в реакторе Р-302
HSA М302-1
Включена
4 / 8 / 23

2
Мешалка М-302/1 в МС-302
HSA М302/1-1
Включена
4 / 8 / 24

3
Мешалка М-301 в реакторе Р-301
HAS М301-1
Включена
4 / 8 / 25

4
Мешалка М-301/1 в МС-301
HSA M301/1-1
Включена
4 / 8 / 26

5
Мешалка М-305 в емкости Е-305
HSA М3051-1
Включена
4 / 8 / 27

6
Мешалка в мернике М-305
HSA М3052-1
Включена
4 / 8 / 28

7
Мешалка М402 в реакторе Р-402
HSA M402-1
Включена
4 / 8 / 31


Таблица 7 - Входные дискретные сигналы
Сигналы сигнализации состояния охладителей

Наименование устройства
Обозначение
сигнала
Сигнализация
Корзина/
плата/
вход

1
Холодильная установка Х-300
HSA Х300-1
Включен
5 / 1 / 16



2.2.2 Перечень выходных параметров

Система управления формирует аналоговые и дискретные выходные сигналы. Общее число выходных сигналов – 104.
Выходные сигналы поступают на исполнительные механизмы, установленные на технологическом оборудовании и в электрощитовой.
На исполнительные механизмы, установленные на технологическом оборудовании, выходные сигналы поступают от контроллеров и промежуточные реле. Контроллер формирует 13 аналоговых выходных сигналов (4-20) мA и 58 дискретных сигналов для управления клапанами с электроприводом.
На электрические исполнительные механизмы в электрощитовой от контроллеров поступает часть сигналов через реле, а также напрямую от контроллеров. Из них 26 сигналаов поступает через реле на органы дискретного управления, 7 сигналов поступают напрямую от контроллеров на механизмы с непрерывным управлением.
В таблице 8 приведена информация о выходных сигналах, поступающих на исполнительные механизмы аналоговых регуляторов. Для регулирующих клапанов приведены позиционные обозначения клапана и физический адрес модуля ввода/вывода. В примечании указан регулируемый параметр и тип управления для ряда сигналов. Для мешалок и насосов указаны только обозначения. Управление исполнительными механизмами мешалок и насосов осуществляется на основе частотного преобразователя.
В таблицах 9 - 12 представлены выходные дискретные сигналы.
В таблице 9 приведены сигналы управления исполнительными механизмами для клапанов с возвратными пружинами, представленные для третьего узла процесса синтеза магнийсодержащего носителя и технологического оборудования. В таблицах 10, 11 – сигналы управления насосами и мешалками. В таблице 12 – два сигнала управления холодильной установкой. По всем дискретным сигналом приведены позиционные обозначения устройства, тип управления и физические адреса модуля ввода-вывода. В контроллере наличие сигнала соответствует значению логическая 1, отсутствие сигнала – логический 0.
При введении обозначения сигнала была принята следующая система. Обозначение сигнала включает позиционное обозначение технологического устройства, дополненное типом управления этим устройством (открыть/ закрыть, включить/ отключить). Управляющий сигнал «Открыть» или «Включить» маркирован –2, сигнал «Закрыть» или «Отключить» маркирован –3. Например, управляющий сигнал «Клапан V311 закрыть» обозначен HSA311-3; сигнал «Насос Н101 включить» обозначен HSAН101-2.

Таблица 8 - Выходные аналоговые сигналы 4-20 мА
(исполнительные механизмы аналоговых регуляторов)

Назначение сигнала
ИМ, на который производится воздействие,
место установки
Примечание
Корзина/
плата/
канал


Узел № 3 – Узел синтеза носителя




1
Подача азота в газовую фазу М-314
PCV 314
P314
3 / 2 / 01

2
Подача азота в газовую фазу М-315
PCV 315
P315
3 / 2 / 02

3
Расход обратного хладогента из МС-302
TCV 302/1
T302/1
3 / 2 / 03

4
Подача диатермического масла в рубашку реактора Р-302
TCV 302
T302
3 / 2 / 04

5
Расход обратного хладогента из теплообменника Т-302
TCV 302/2
T302/2
T302/3
3 / 2 / 05

6
Подача диатермического масла в рубашку реактора Р-301
TCV 301
T301
3 / 2 / 06

7
Расход обратного хладогента из теплообменника Т-301
TCV 301/2
T301/2
T302/3
3 / 3 / 01

8
Расход обратного хладогента из МС-301
TCV 301/1
T301/1
3 / 3 / 02

9
Подача диатермического масла в рубашку Е-305
TCV 305
T305
3 / 3 / 03

10
Подача диатермического масла в рубашку Р-402
TCV 402
T402
3 / 3 / 04

11
Расход МОС в Р-302
FCV 304/1
F 304/1
3 / 3 / 05

12
Расход ТЭС в Р-302
FCV 305/1
F 305/1
3 / 3 / 06

13
Подача диатермического масла в рубашку М311
TCV 311
T311
3 / 2 / 07

14
Управление двигателем мешалки реактора Р-301
М301
L301
Управление частотным преобразова-телем
3 / 4 / 01

15
Управление двигателем мешалки реактора Р-302
М302
L302
Управление частотным преобразова-телем
3 / 4 / 02

16
Управление двигателем мешалки реактора Р-402
М402
L402
Управление частотным преобразова-телем
3 / 4 / 03

17
Управление двигателем мешалки минисмеситель МС-301
МС301
Ручное
Управление частотным преобразова-телем
3 / 4 / 04

18
Управление двигателем мешалки минисмеситель МС-302
МС302
Ручное
Управление частотным преобразова-телем
3 / 4 / 05

19
Управление двигателем насоса G301
МG301
F 304/1
Управление частотным преобразова-телем
3 / 4 / 06

20
Управление двигателем насоса G302
МG302
F 305/1
Управление частотным преобразова-телем
3 / 4 / 07






Таблица 9 - Выходные дискретные сигналы
Сигналы управления исполнительными механизмами
(клапаны с возвратной пружиной)

Наименование сигнала
Обозначение
сигнала
Управление
Корзина/
плата/
канал


Узел № 3 –
Узел синтеза носителя





Емкость М-311




1
Клапан V311. Подача гептана
HSA 311-2
Открыть
5 / 4 / 15

2
Клапан V311д. Азотное дыхание
HSA 311д-2
Открыть
5 / 4 / 16

3
Клапан V311а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 311а-2
Открыть
5 / 4 / 17

4
Клапан V311с. Сдувки из емкости М-301
HSA 311-2
Открыть
5 / 4 / 18


Емкость М-313




5
Клапан V313. Подача ДБЭ
HSA 313-2
Открыть
5 / 4 / 23

6
Клапан V313д. Азотное дыхание
HSA 313д-2
Открыть
5 / 4 / 24

7
Клапан V313а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 313а-2
Открыть
5 / 4 / 25

8
Клапан V313с. Сдувки из емкости М-303
HSA 313с-2
Открыть
5 / 4 / 26


Емкость М-314




9
Клапан V314. Подача МОС
HSA 3142
Открыть
5 / 4 / 27

10
Клапан V314д. Азотное дыхание
HSA 314д-2
Открыть
5 / 4 / 28

11
Клапан V314а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 314а-2
Открыть
5 / 4 / 29

12
Клапан V314с. Сдувки из емкости М-304
HSA 314с-2
Открыть
5 / 4 / 30


Емкость М-312




13
Клапан V312. Подача хлорбензола
HSA 312-2
Открыть
5 / 4 / 19

14
Клапан V312д. Азотное дыхание
HSA 312д-2
Открыть
5 / 4 / 20

15
Клапан V312а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 312а-2
Открыть
5 / 4 / 21

16
Клапан V312с. Сдувки из емкости М-302
HSA 312с-2
Открыть
5 / 4 / 22


Емкость М-315




17
Клапан V315. Подача ТЭС
HSA 315-2
Открыть
5 / 4 / 31

18
Клапан V315д. Азотное дыхание
HSA 315д-2
Открыть
5 / 4 / 32

19
Клапан V315а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 315а-2
Открыть
5 / 5 / 01

20
Клапан V315с. Сдувки из емкости М-305
HSA 315с-2
Открыть
5 / 5 / 02


Реактор Р-302




21
Клапан V302/1. Масло горячее/холодное прямое
Р =0,3 МПа в рубашку реактора
HSA 302/1-2
Открыть
5 / 3 / 19

22
Клапан V302/2. Масло горячее/холодное обратное
Р =0,3 МПа из рубашки реактора
HSA 302/2-2
Открыть
5 / 3 / 20

23
Клапан V302д. Азотное дыхание
HSA 302д-2
Открыть
5 / 3 / 21

24
Клапан V302а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 302а-2
Открыть
5 / 3 / 22

25
Клапан V302с. Сдувки из емкости Р-302
HSA 302с-2
Открыть



Реактор Р-301




26
Клапан V301. Масло горячее/ холодное прямое
Р =0,3 МПа в рубашку реактора
HSA 301/1-2
Открыть
5 / 3 / 14

27
Клапан V301/2. Масло горячее/холодное обратное
Р =0,3 МПа из рубашки реактора
HSA 301/2-2
Открыть
5 / 3 / 15

28
Клапан V301д. Азотное дыхание
HSA 301д-2
Открыть
5 / 3 / 16

29
Клапан V301а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 301а-2
Открыть
5 / 3 / 17

30
Клапан V301с. Сдувки из емкости Р-301
HSA 301с-2
Открыть
5 / 3 / 18


Реактор Р-402




31
Клапан V402д. Азотное дыхание
HSA 402д-2
Открыть
5 / 7 / 30

32
Клапан V402а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 402а-2
Открыть
5 / 7 / 31

33
Клапан V402с. Сдувки из емкости Р-402
HSA 402с-2
Открыть
5 / 7 / 32


Гомогенизатор Е-305




34
Клапан V357. Масло горячее/холодное прямое
Р =0,3 МПа в рубашку Е-305
HSA 357-2
Открыть
5 / 4 / 02

35
Клапан V358. Масло горячее/холодное обратное
Р =0,3 МПа из рубашки Е-305
HSA 358-2
Открыть
5 / 4 / 03

36
Клапан V305д. Азотное дыхание
HSA 305д-2
Открыть
5 / 4 / 04

37
Клапан V305а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 305а-2
Открыть
5 / 4 / 05

38
Клапан V305с. Сдувки из емкости Е-305
HSA 305с-2
Открыть
5 / 4 / 06


Емкость Е-306




39
Клапан V306. ДБЭ после промывок
HSA 306-2
Открыть
5 / 4 / 07

40
Клапан V306д. Азотное дыхание
HSA 306д-2
Открыть
5 / 4 / 08

41
Клапан V306а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 306а-2
Открыть
5 / 4 / 09

42
Клапан V306с. Сдувки из емкости Е-306
HSA 306с-2
Открыть
5 / 4 / 10


Емкость Е-303




43
Клапан V303. Маточник и промывочные растворы
HSA 303-2
Открыть
5 / 3 / 24

44
Клапан V303д. Азотное дыхание
HSA 303д-2
Открыть
5 / 3 / 25

45
Клапан V303а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 303а-2
Открыть
5 / 3 / 26

46
Клапан V303с. Сдувки из емкости Е-303
HSA 303с-2
Открыть
5 / 3 / 27


Емкость Е-304/1




47
Клапан V304/1д. Азотное дыхание
HSA 304/1д-2
Открыть
5 / 3 / 28

48
Клапан V304/1а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 304/1а-2
Открыть
5 / 3 / 29

49
Клапан V304/1с. Сдувки из емкости Е-304/1
HSA 304/1с-2
Открыть
5 / 3 / 30


Емкость Е-304/2




50
Клапан V304/2д. Азотное дыхание
HSA 304/2д-2
Открыть
5 / 3 / 31

51
Клапан V304/2а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 304/2а-2
Открыть
5 / 3 / 32

52
Клапан V304/2с. Сдувки из емкости Е-304/2
HSA 304/2с-2
Открыть
5 / 4 / 01

53
Клапан V304. Возвратный гептан
HSA 304-2
Открыть
5 / 7 / 29


Емкость Е-307




54
Клапан V307. Маточник и промывочные растворы
HSA 307-2
Открыть
5 / 4 / 11

55
Клапан V307д. Азотное дыхание
HSA 307д-2
Открыть
5 / 4 / 12

56
Клапан V307а. Азот Р = 0,3 МПа
HSA 307а-2
Открыть
5 / 4 / 13

57
Клапан V307с. Сдувки из емкости Е-307
HSA 307с-2
Открыть
5 / 4 / 14

58
Клапан V304. Возвратный гептан
HSA 304-2
Открыть
5 / 6 / 29


Таблица 10 - Выходные дискретные сигналы
Сигналы управления насосами
Наименование устройства

Обозначение
сигнала

Управление
Корзина/
плата/
канал

Насос МОС G-301
1
HSA 301-2
Включить
5 / 6 / 23


2
HSA 301-3
Отключить
5 / 6 / 24

Насос тетраэтоксисилана G-302
3
HSA 302-2
Включить
5 / 6 / 25


4
HSA 302-3
Отключить
5 / 6 / 26

Насос Н-303
5
НSA 303-2
Включить
5 / 6 / 27


6
НSA 303-3
Отключить
5 / 6 / 28

Насос Н-304
7
НSA 304-2
Включить
5 / 6 / 29


8
НSA 304-3
Отключить
5 / 6 / 30

Насос Н-305
9
НSA 305-2
Включить
5 / 6 / 31


10
НSA 305-3
Отключить
5 / 6 / 32






Таблица 11 - Выходные дискретные сигналы
Сигналы управления мешалками
Наименование устройства

Обозначение
сигнала

Управление
Корзина/
плата/
канал

Мешалка М-302 в реакторе Р-302
1
HS M302-2
Включить
5 / 5 / 25


2
HS M302-3
Отключить
5 / 5 / 26

Мешалка М-302/1 в МС-302
3
HS M302/1-2
Включить
5 / 5 / 27


4
HS M302/1-3
Отключить
5 / 5 / 28

Мешалка М-301 в реакторе Р-301
5
HS M301-2
Включить
5 / 5 / 29


6
HS M301-3
Отключить
5 / 5 / 30

Мешалка М-301/1 в МС-301
7
HS M301/1-2
Включить
5 / 5 / 31


8
HS M301/1-3
Отключить
5 / 5 / 32

Мешалка М-305 в емкости Е-305
9
HS М3051-2
Включить
5 / 6 / 01


10
HS М3051-3
Отключить
5 / 6 / 02

Мешалка в мернике М-305
11
HS М3052-2
Включить
5 / 6 / 03


12
HS М3052-3
Отключить
5 / 6 / 04

Мешалка М402 в реакторе Р-402
13
HS M402-2
Включить
5 / 6 / 09


14
HS M402-3
Отключить
5 / 6 / 10


Таблица 12 - Выходные дискретные сигналы
Сигналы управления теплоохладителями
Наименование устройства

Обозначение
сигнала

Управление
Корзина/
плата/
канал

Управление холодильной установкой Х-300
1
HSA 300-2
Включить
5 / 7 / 08


2
HSA 300-3
Отключить
5 / 7 / 09


3 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОДСИСТЕМЫ СИНТЕЗА КАТАЛИЗАТОРА ОПЫТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Подсистема синтеза катализатора опытного производства выполнена на базе микропроцессорного контроллера DeltaV фирмы Emerson.
Программное обеспечение DeltaV v.7.4 установлено на персональном компьютере под управлением операционной системы Microsoft Windows XP и предназначено для разработки алгоритмов управления и графического интерфейса пользователя. Среда программирования контроллеров DeltaV поддерживает языки технологического программирования стандарта IEC1131-3 и содержит языки FBD (функциональных блоков), LD (релейных схем), SFC (последовательных функциональных схем) и ST (структурированного текста).
Алгоритмическое обеспечение контроллера выполнено в виде отдельных программных модулей среды программирования DeltaV. Органайзер контроллера имеет раздел Стратегии управления, в котором создаются пользовательские программы-модули, в отдельных программных областях. Подобная структурированность позволяет группировать программы с общими свойствами. Как правило, эти свойства отражаются в названии программных областей.
Программное обеспечение подсистемы управления синтезом катализатора опытного производства размещено в двух программных областях:
ALGOR - алгоритмы управления синтезом катализатора опытного производства;
REG - регулирование технологических параметров.
В основе создания программного обеспечения системы управления были положены следующие принципы:
модульный подход при построении программ. Каждый программный модуль соответствует отдельному алгоритму, незначительно зависимому от других и ориентированному на решение задачи отдельного технологического узла.
все программы управления работают в непрерывном режиме и циклически запускаются системным программным обеспечением DeltaV с тактом 0,2 с.
все программы написаны с помощью языка функциональных блоков, с использованием элементов структурированного текста с помощью приложения Control Studio (Студия управления). Студия управления позволяет в графическом режиме создавать и редактировать отдельные модули. Студия Управления работает с каждым модулем, как с отдельным элементом, и не изменяет режимов работы других модулей в контроллере.
минимальное количество функциональных блоков, с использованием структурированного текста (CALC, CND, ACT). Это обеспечивает прозрачность программ.
В приложениях 2-9 приведены структурные схемы алгоритмов по программным областям ALGOR и REG.
В состав программных областей входят следующие модули.
1. Область ALGOR.
N3_Contr_E306_E303 - контроль технологических параметров и блокировка оборудования емкостей Е303, Е304, Е304/1, Е304/2, Е305, Е307 третьего технологического узла;
N3_Contr_M311 - контроль технологических параметров и блокировка оборудования измерительных емкостей МЗ11 - МЗ15 третьего технологического узла;
N3_Contr_P301-P402 - контроль технологических параметров и блокировка оборудования реакторов Р301, Р302, Р402 третьего технологического узла;
N3_Azot_M311 - реализация азотных режимов измерительных емкостей М311- М315 третьего технологического узла;
N3_Azot_P301 - реализация азотных режимов измерительных реакторов Р301, Р302, Р402 третьего технологического узла;
N3_Azot_E303 - реализация азотных режимов емкостей Е303, Е304, Е304/1, Е304/2, Е305, Е307 третьего технологического узла;
2. Область REG.
N3_REG_F304-l - регулирование расхода МОС в реактор Р301(302);
N3_REG_F305-l - регулирование расхода ТЭС в реактор Р301(302);
N3_REG_ G301- управление частотным преобразованием двигателя G301;
N3_REG_ G302- управление частотным преобразованием двигателя G302;
N3_REG_M301 - управление частотным преобразованием двигателя мешалки М301 реактора Р301;
N3_REG_M302 - управление частотным преобразованием двигателя мешалки М302 реактора РЗ 02;
N3_REG_M402 - управление частотным преобразованием двигателя мешалки М402 реактора Р402;
N3_REG_P314 - регулирование подачи азота в газовую фазу емкости М314;
N3_REG_P315 - регулирование подачи азота в газовую фазу емкости М315;
N3_REG_T301 - регулирование подачи диаметрического масла в рубашку реактора Р301;
N3_REG_T301-l - регулирование расхода обратного хладоагента из минисмесмесителя МС301;
N3_REG_T301-2 - регулирование расхода обратного хладоагента из теплообменника Т301;
N3_REG_T301-3 - регулирование расхода обратного хладоагента из теплообменника Т301;
N3_REG_T302 - регулирование подачи диаметрического масла в рубашку реактора Р302;
N3_REG_T302-l - регулирование расхода обратного хладоагента из минисмесмесителя МС302;
N3_REG_T302-2 - регулирование расхода обратного хладоагента из теплообменника Т302;
N3_REG_T302-3 - регулирование расхода обратного хладоагента из теплообменника Т302;
N3_REG_T305 - регулирование подачи диаметрического масла в рубашку гомогенезатораЕ305;
N3_REG_T311 - регулирование подачи диаметрического масла в рубашку емкости МЗ11;
N3_REG_T402 - регулирование подачи диаметрического масла в рубашку реактора Р402;

3.1 Алгоритмы управления синтезом катализатора

В программной области ALGOR расположены программные модули, определяющие логику управления технологическими аппаратами. Логику управления составляют программы двух типов:
Управление азотными режимами работы аппаратов. Программы этого типа следующие:
N3_Azot_M311
N3_Azot_P301
N3_Azot_E303
Контроль технологических параметров и блокировка соответствующего технологического оборудования (насосов, клапанов, мешалок и т.д.). Программы этого типа следующие:
N3_Contr_E306_E303
N3_Contr_M311
N3_Contr_P301-P402




3.1.1 Алгоритмы азотных режимов

Часть технологических аппаратов работают при определенных значениях давления азота, которые достигаются логикой включения клапанов подачи азота к аппарату. Как говорилось ранее, всего существует три азотных режима работы:
под азотным дыханием;
передавливание;
сдувка.
В программных модулях управления азотными режимами работы аппаратов реализованы задачи управления азотными режимами. В таблице 13 приведены программы работы с азотными режимами и соответствующие им параметры давления. В таблице обозначения контролируемого сигнала соответствуют таблице Перечень входных сигналов и данных. Значения уставок, диапазоны изменения и единицы измерения по всем параметрам одинаковы и также приведены в таблице 1.
В таблице 13 приведен перечень входных сигналов, используемых программными модулями для реализации азотных режимов. По каждому сигналу приведено наименование параметра, тег и адрес на плате ввода-вывода.
Результатом работы алгоритмов являются сигналы включения и отключения клапанов на линиях подачи азота.
Все выходные параметры алгоритма булевского типа, потенциальные. То есть логическая единица существует, пока выполняется условие его возникновения. Все клапаны представляют собой механизм с возвратной пружиной. Клапан открывается и находится в открытом положении, пока существует потенциальный логический сигнал. При исчезновении этого сигнала клапан закрывается.




Таблица 13 - Массив входных и выходных данных
Программный модуль
Наименование входного параметра
Обозначение входного сигнала (тег)
Корзина/ плата/ вход
Выходные параметры
Корзина/ плата/ выход

N3_Azot_M311-315
Давление в газовой фазе емкости М-311, гептан
PIRSA 311
2/1/03
D311
5/4/16









А311
5/4/17









С311
5/4/18

N3_Azot_M311-315
Давление в газовой фазе емкости М-313, ДБЭ
PIRSA 313
2/1/07
D313
5/4/23









А313
5/4/24









С313
5/4/25

N3_Azot_M311-315
Давление в газовой фазе емкости М-314, МОС
PIRCSA314
2/2/01
D314
5/4/28









A314
5/4/29









С314
5/4/30

N3_Azot_M311-315
Давление в газовой фазе емкости М-312, Хлорбензол
PIRSA312
2/1/05
D312
5/4/20









А312
5/4/21









С312
5/4/22

N3_Azot_M311-315
Давление в газовой фазе емкости М-315, ТЭС
PIRCSA 315
2/2/03
D315
5/4/32









A315
5/5/01









С315
5/5/02

N3_Azot_P301_302
Давление в газовой фазе реактора Р-302
PIRSA 302
1/6/07
D302
5/3/21









А302
5/3/22









С302
5/3/23

N3_Azot_P301_302
Давление в газовой фазе реактора Р-301
PIRSA 301
1/6/01
D301
5/3/16









А301
5/3/17









С301
5/3/18

N3_Azot_P301_302
Давление в газовой фазе реактора Р-402
PIRSA 402
3/1/06
D402
5/7/30









А402
5/7/31









С402
5/7/32

N3_Azot_E303
Давление в газовой емкости Е-305 (гомогенизатор)
PIRSA 305
1/8/02
D305
5/4/04









А305
5/4/05









С305
5/4/06

N3_Azot_E303
Давление в газовой емкости Е-306 (возвратный ДБЭ)
PIRSA 306
1/8/05
D306
5/4/08





А306
5/4/09





С306
5/4/10

N3_Azot_E303
Давление в газовой фазе емкости Е-303 (сборник промывок)
PIRSA 303
1/7/04
D303
5/3/25





А303
5/3/26





С303
5/3/27

N3_Azot_E303
Давление в газовой фазе емкости Е-304/1 (возврат промывок)
PIRSA 304/1
1/7/06
D304-1
5/3/28





А304-1
5/3/29





С304-1
5/3/30

N3_Azot_E303
Давление в газовой фазе емкости Е-304/2 (возврат промывок, активация)
PIRSA 304/2
1/7/08
D304-2
5/3/31





А304-2
5/3/32





С304-2
5/4/01

N3_Azot_E303
Давление в газовой фазе емкости Е-307 (маточные растворы)
PIRSA307
1/8/07
D307
5/4/12









А307
5/4/13









С307
5/4/14


Другая группа выходных параметров - это переменные поименованного набора. Поименованный набор содержится в проекте под именем Azot.
Поименованный набор содержит список сообщений, который может возникать при работе в различных азотных режимах аппаратов. Для всех аппаратов этот список одинаков и активизируется в зависимости от значения переменной поименованного набора. Список переменных поименованного набора приведен в таблице 14. Для одного аппарата приведены сообщения в зависимости от значения переменной поименованного набора. Для других переменных сообщения такие же и поэтому не приведены. Кроме того, в таблице приведены программы, формирующие эти переменные.

Таблица 14 - Переменные поименованного набора Azot (выходные данные)
Программный модуль
Наименование переменной
Возможные значения переменной и сообщения

N3_Azot_М311-315
NS_М311
0



1 - Давление сброшено



2 - Внимание! Посторонний продукт



3 - Давление в режиме дыхания менее 0.05 кгс/см2



4 - Необходим сброс давления в режиме дыхания



5 - Повышение давления более 3 кгс/см2

N3_Azot_М311-315
NS_M312
0, 1, 2, 3, 4, 5

N3_Azot_М311-315
NS_M313
0, 1, 2, 3, 4, 5

N3_Azot_М311-315
NS_M314
0, 1, 2, 3, 4, 5

N3_Azot_М311-315
N
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Алгоритм реализации азотных режимов аппаратов основан на проверке заданного оператором режима работы аппарата и текущего значения давления в газовой фазе. По каждому аппарату с дисплейной станции можно задать три азотных режима: дыхания, сдувки и передавливания азотом 3 кгс/см2. Активизация нужного режима осуществляется нажатием соответствующей кнопки на экране дисплейной станции. Кнопки режима могут иметь два логических значения: 1 - режим активен и 0 - неактивен. Состояние кнопки опрашивается переменной программы N3_ Azot*. При активизации одного из режимов программа открывает соответствующий отсечной клапан и закрывает два других (в соответствии с таблицей 13).
Переменные режимов, устанавливаемые оператором с дисплейной станции, однотипны для всех аппаратов и включают позиционное обозначение аппарата. Например, для реактора Р-301 переменные имеют вид: RD_Р301. RA_Р301, RS_P301 для режимов дыхания, передавливания азотом и сдувки соответственно. Кроме того, существует логическая переменная R_P301, которая активизируется при нажатии на любую из кнопок для задания режима аппарата. Эта переменная активна все время работы с аппаратом, т.е. пока открыт клапан на одной из азотных линий. Возврат этой кнопки в исходное состояние (оператором) приводит к закрытию всех трех отсечных клапанов на линии подачи азота.
Так как по каждому аппарату управление азотными режимами достаточно однотипно, то логика управления клапанами организована в виде библиотечного модуля, вызываемого программой для конкретного аппарата. Библиотечный модуль с именем Azot находится в пользовательской библиотеке (user): Библиотека/ Шаблоны составных блоков/ user/ Azot. Программа библиотечного модуля приведена в Приложении 2, а фрагмент модуля для проверки режима дыхания представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 - Фрагмент библиотечного модуля (режим дыхания)

Кроме открытия и закрытия отсечных клапанов, модуль сопоставляет текущее давление в газовой фазе аппарата с уставками сигнализации для данного режима. По результатам сравнения формируются выходные сигналы сигнализации. Библиотечный модуль имеет входные и выходные параметры (формальные параметры). При вызове библиотечного модуля головной программой формальные параметры заменяются фактическими (реальными значениями). Список формальных параметров приведен в таблице 15.

Таблица 15 - Формальные параметры библиотечного модуля Azot
Обозначение переменной
(тег)
Наименование переменной
Назначение переменной
Тип переменной

R_BL
Режим работы с блоком
входная
логическая 1,0

R_D
Режим дыхания
входная
логическая 1,0

R_AZ
Режим азот 3 кгс/см2
входная
логическая 1,0

R_SD
Режим сдувки
входная
логическая 1,0

Р
Давление в газовой фазе аппарата
входная
вещественная
(0-100)%

L_D
Нижняя уставка сигнализации режима дыхания
входная
вещественная
(0-100)%

H_D
Верхняя уставка сигнализации режима дыхания
входная
вещественная
(0-100)%

L_AZ
Нижняя уставка сигнализации режима азот 3 кгс/см2
входная
вещественная
(0-100)%

H_AZ
Верхняя уставка сигнализации режима азот 3 кгс/см2
входная
вещественная
(0-100)%

L_SD
Нижняя уставка сигнализации режима сдувки
входная
вещественная
(0-100)%

H_SD
Верхняя уставка сигнализации режима сдувки
входная
вещественная
(0-100)%

HAS_D
Отсечной клапан на линии дыхания включить/отключить
выходная
логическая 1,0

P_0-05
Давление в режиме дыхания менее 0,05 кгс/см2
выходная
логическая 1,0

P_Sbros
Необходим сброс давления в режиме дыхания
выходная
логическая 1,0

HAS_AZ
Отсечной клапан на линии азот 3 кгс/см2 включить/отключить
выходная
логическая 1,0

P_3
Повышение давления более 3 кгс/см2
выходная
логическая 1,0

HSA_SD
Отсечной клапан на линии сдувки включить/отключить
выходная
логическая 1,0

P_0
Давление сброшено
выходная
логическая 1,0

P_Product
Внимание! Посторонний продукт
выходная
логическая 1,0


В вызывающей программе библиотечный модуль Azot используется для управления клапанами азотных линий каждого аппарата. При этом, формальные входные параметры заменяются фактическими для конкретного аппарата, выходные параметры модуля используются для организации дальнейшей логики управления.
На рисунке 3 представлен фрагмент программы для управления клапанами емкости М-311.


Рисунок 3 - Фрагмент программного модуля

Формирование параметров для поименованного набора ведется в функциональных блоках CALC и AСТ, используя переменную набора (для приведенного фрагмента переменная NS_М311). Функциональный блок ACT формирует значение переменной поименованного набора в зависимости от выходных параметров библиотечного модуля, в соответствии с текущим значением давления (таблицы 1 и 14) . В блоке CALC устанавливается нулевое значение переменной, при завершении работы с азотными режимами аппарата. На рисунке 4 приведены фрагменты формирования значений переменных поименованного набора.


Рисунок 4 - Фрагменты формирования переменных поименованного набора

3.1.2 Алгоритмы контроля

В программных модулях контроля технологических параметров и блокировки технологического оборудования реализованы задачи контроля аварийных параметров системы. По результатам сравнения аварийных параметров с уставками формируются переменные, являющиеся входной информацией для выполнения действий блокировки оборудования.
В таблице 16 приведены программы проверки блокировок и соответствующие им действия блокировок. В таблице обозначения контролируемого сигнала соответствуют таблице Перечень входных сигналов и данных. Значения блокирующих уставок приведены в процентах, так они используются в программных модулях.







Таблица 16 - Программы и сигналы автоматической блокировки

Программный
модуль
Обозначение сигнала
Действия блокировок

Емкость поз. М-311, гептан



N3_Contr_M311
FQIRSA 311 (HH1=SP), LIRSA 311 (HH2=90%)
HH2-Hacoc H101 откл,
Клапан V311 закр
HH1 - Клапан V311 закр

N3_Reg_T311
TIRCSA 311 (LL,HH)
LL - Клапан TCV311 откр HH-Клапан TCV311 закр

Емкость поз. М-313, ДБЭ



N3_Contr_M311
FQIRSA 313 (HH=SP), LIRSA 313 (HH=90%)
HH-Насос H103 откл, Клапан V313 закр

Емкость поз. М-314, МОС



N3_Contr_M311
FQIRSA 314 (HH=SP), LIRSA 314 (HH=90%)
НН - Клапан V314 закр

Емкость поз. М-312, Хлорбензол



N3_Contr_M311
FQ1RSA 312 (HH=SP), LIRSA 312 (HH=90%)
HH- Насос Н102 откл, Клапан V312 закр

Емкость поз. М-315, Тэтраэтоксисилан (ТЭС)



N3_Contr_M311
FQIRSA 315 (HH=SP), LIRSA 315 (HH=90%)
НН - Клапан V315 закр

Реактор Р-302



N3_Reg_P302
TIRCSA 302
LL - Клапан TCV302 откр НН - Клапан TCV302 закр

N3_Contr_P301-P402
LIRSA 302 (LL=10%, HH=90%)
HH-Hacoc G301,G302, H101, 102, 103 откл
НН-Клапан V311,312, 313, 314,315 закр
НН - Per.клапан
FCV304/1, FCV305/l зaкр
LL- Мешалку М302 откл

Реактор Р-301



N3_Reg_P301
TIRCSA 301
LL - Клапан TCV301 откр НН - Клапан TCV301 закр

N3_Contr_P301-P402
LIRSA 301 (LL=10%, HH=90%)
HH-Hacoc G301,G302, H101, 102, 103 откл
НН-Клапан V311,312, 313, 314, 315 закр
НН - Per.клапан
FCV304/1, FCV305/1 зaкp
LL- Мешалку М301 откл

Теплообменник Т-301



N1_REG_F304-l
FQIRCSA 304/1 (HH=85%)
НН - FCV304/1 закр

N1_REG_F305-1
FQIRCSA 305/1 (HH=85%)
НН - FCV305/1 закр

Емкость Е-305 (гомогенизатор)



N3_Contr_E306_E303
LIRSA 305 (HH=90%)
НН- Клапан V311 закр

Емкость Е-306 (возвратный ДБЭ)



N3_Contr_E306_E303
LIRSA 306 (LL=10%, HH=90%)
НН-Клапан V306 закр
НН, LL-Hacoc H305 откл

Емкость Е-303 (сборник промывок)



N3_Contr_E306_E303
LIRSA 303 (LL=10%, HH=90%)
НН-Клапан V303 закр
LL, HH-Hacoc H304 откл

Емкость Е-304/1 (возврат промывок)



N3_Contr_E306_E303
LIRSA 304/1 (LL=10%, HH=90%)
НН-Клапан V303 закр
LL, HH-Hacoc H304 откл

Емкость Е-304/2 (возврат промывок, активация)



N3_Contr_E306_E303
LIRSA 304/2 (LL=10%, HH=90%)
НН-Клапан V303 закр
LL, HH-Hacoc H304 откл

N3_Contr_E306_E303
FQIRSA 304 (НН=90%)
НН-Клапан V304 закр
SP- релейный регулятор

Емкость Е-307 (маточные растворы)



N3_Contr_E306_E303
LIRSA 307 (LL=10%, HH=90%)
НН-Клапан V307 закр
LL, HH-Hacoc H305 откл

Реактор Р-402



N3_Reg_P402
TIRCSA 402 (HH=90%)
HH - Per. клапан TCV402 закр

N3_Contr_P301-P402
LIRSA 402 (LL=10%, HH=90%)
HH-HacocG301,G302, H101, 102, 103 откл
Н-КлапанУ311,312, 313, 314, 315 закр
НН - Рег.клапаны
FCV304/1, FCV305/l зaкp
LL- Мешалку М402 откл


В таблице 17 приведен перечень входных сигналов программных модулей контроля. По каждому сигналу приведено наименование параметра, тег и тип сигнала.
Результатом работы алгоритмов контроля и блокировки являются сигналы, используемые для перевода технологического оборудования (насосов, клапанов, мешалок) в безопасное положение.
Все выходные параметры алгоритма булевского типа, потенциальные. Т.е. логическая единица существует, пока выполняется условие его возникновения. Далее в программах вывода этот сигнал преобразуется в зависимости от вида оборудования. При управлении клапанов используется потенциальный сигнал. Насосы и мешалки включаются/ отключаются импульсными сигналами.
Алгоритм контроля аналоговых сигналов основан на операциях сравнения с заданным аварийным значением параметра (уставкой). Если несколько параметров приводят к одинаковой блокировке, то результат сравнения каждого из них собирается по схеме ИЛИ. Приемником этого сигнала является программа опроса входных выходных сигналов. Имя этой программы совпадает с номером карты вывода блокируемого сигнала.
По ряду аварийных параметров производится отключение одного и того же оборудования. В таблице 17 отражено общее действие блокировки.
Наиболее сложные блокировки описаны подробнее.
При контроле уровня в ректорах Р301, Р302, Р402 - параметры LIRCSAHL 301, LIRCSAHL 302, LIRCSAHL 402- производится отключение соответствующих мешалок по нижней уставке (LL=10%), а по верхней уставке (НН=90%) производится одинаковая совокупность действий по всем трем параметрам уровня. Эти действия следующие:
насос МОС G301 отключить;
насос ТЭС G302 отключить;
насос гептана H101 отключить;
насос хлорбензола H102 отключить;
насос ДБЭ H103 отключить;
регулирующий клапан FQCSV304-1 закрыть;
регулирующий клапан FQCSV305-1 закрыть;
клапан гептана V311 закрыть;
клапан хлорбензола V312 закрыть;
клапан ДБЭ HSAЗ13 закрыть;
клапан МОС HSA314 закрыть;
клапан ТЭС V315 закрыть.
Отключение насосов Н101, H102, H103 должно производиться при условии превышения уровня в ректоре в режиме работы именно с этим ректором.
Блокирование насосов Н304, Н305 осуществляется при работе с несколькими технологическими аппаратами и выполняется программой N3_Contr_E306.
Насос Н305 работает в нескольких режимах при работе с каждой из емкостей Е306, Е307. Режим работы с соответствующей емкостью задается с дисплейной станции и вводится в программу с помощью переменных логического типа R_E306, R_E307.
При работе с емкостью Е-306:
рецикл ДБЭ с возвратом в емкость Е-306;
освобождение емкости Е-306 от ДБЭ с осадком носителя в емкость Е-307.
При работе с емкостью Е-307:
рецикл маточного раствора с возвратом в емкость Е-307;
освобождение емкости Е-306 от ДБЭ с осадком носителя в емкость Е-307;
освобождение емкости Е-307 на наружную установку.


Таблица 17 - Автоматическая блокировка
Наименование параметра
Поз.
обозн.
Диапа-зон измере-ния
Ед. измер.
Корзина/плата/
канал ввода
Уставки блокиро-вок
Програм-мный
модуль
Действия блокировок
Корзи-на/
плата/
канал вывода






LL
НН




Емкость поз. М-311, гептан










Расход гептана в емкость М-311
FQIRSA 311
0ч315 (min 40)
л/ч
3/6/04

SP
N3_Contr_M311
Насос HI01 откл
Клапан V311 закр
5/6/18
5/4/15

Уровень гептана в емкости М-311
LIRSA 311
0ч2125
мм
2/1/01

90%
N3_Contr_M311





Температура гептана в ёмкости
TIRCSA 311
0ч100
°C
2/1/03
5 5%
70
70%
N3_Reg_T311
LL - Клапан TCV311 откр НН - Клапан TCV311 закр
3/2/7

Емкость поз. М-313, ДБЭ










Расход ДБЭ в емкость М-313
FQIRSA 313
0ч150 (min 67)
л/ч
3/7/02

SP
N3_Contr_M311
Насос Н103 откл Клапан V313 закр
5/6/16
5/4/23

Уровень ДБЭ в емкости М-313
LIRSA 313
0ч2125
мм
2/1/06

90%
N3_Contr_M3 11





Емкость поз. М-314, МОС










Расход МОС в емкость М-314
FQIRSA 314
0ч200
л/ч
3/7/03

SP
N3 Contr M311
Клапан V314 закр
5/4/27

Уровень МОС в емкости М-314
LIRSA 314
0ч2125
мм
2/1/08

90%
N3_Contr_M311





Емкость поз. М-312, Хлорбензол


л/ч







Расход хлорбензола в емкость М-312
FQIRSA 312
0ч320


3/7/01

SP
N3_Contr_M311
Насос Н102 откл Клапан V312 закр
5/6/14 5/4/19

Уровень хлорбензола в емкости М-312
LIRSA 312
0ч1725
мм
2/1/04

90%
N3_Contr_M311





Емкость поз. М-315, Тэтраэтоксисилан (ТЭС)










Расход ТЭС в емкость М-3 15
FQIRSA 315
0ч100
л/ч
3/7/04

SP
N3_Contr_M311
Клапан V315 закр
5/4/31

Уровень ТЭС в емкости М-315
LIRSA315
0ч1925
мм
2/2/02

90%
N3_Contr_M311





Реактор Р-302










Температура жидкой фракции в реакторе Р-302
TIRCSA 302
0ч100
°C
1/6/05
5
5%
70 70%
N3_Reg_P302
LL - Клапан TCV302 откр НН - Клапан TCV302 закр
3/2/4

Уровень жидкой фракции в реакторе Р-302
LIRSA 302
0ч680
мм
1/6/06
10%
90%
N3_Contr_P301-Р402
HH-HacocG301, G302, Н101, 102, 103 откл
НН-Клапан V311,
312,313,314,315 закр
НН - Per.клапан FCV304/1, FCV305/l зaкp LL- Мешалку М302 откл
5/6/24,26, 18, 14, 16

5/4/15, 19,
23, 27,31

5/5/26

Реактор Р-301










Температура жидкой фракции в реакторе Р-301
TIRCSA 301
0ч100
°C
1/5/07
5%
70%
N3_Reg_P301
LL - Клапан ТСУ302откр НН - Клапан TCV301 закр
3/2/6

Уровень жидкой фракции в реакторе Р-301
LIRSA 301
0ч1440
мм
1/5/08
10%
90%
N3_Contr_P301-Р402
HH-HacocG301, G302, Н101, 102, 103 откл
НН-Клапан V311, 312,313,314,315 закр
НН - Рег.клапан FCV304/1, FCV305/l зaкp
LL- Мешалку М301 откл
5/6/24,26, 18, 14, 16

5/4/15, 19,
23, 27,31


5/5/30

Теплообменник Т-301










Расход МОС в теплообменник Т-301
FQIRCSA
304/1
0ч40
л/ч
3/6/01

85%
N1_REG_F304 -1
НН-Насос G301
3/3/5

Расход ТЭС в теплообменник Т-301
FQIRCSA 305/1
0ч40
л/ч
3/6/03

85%
N1_REG_F305-1
НН-Насос G302
3/3/6

Емкость Е-305 (гомогенизатор)










Уровень жидкой фракции в емкости Е-305
LIRSA 305
0-ч1400
мм
1/8/01

1120 90%
N3_Contr_ Е306_Е303
НН-Клапан V311 закр
5/4/15

Емкость Е-306 (возвратный ДБЭ)










Уровень жидкой фракции в емкости Е-306
LIRSA 306
0ч1530
мм
1/8/04
280 10%
1385 90%
N3_Contr_Е306_Е303
НН-Клапан V306 закр
НН, LL-Насос Н305 откл
5/4/7

5/6/32

Емкость Е-303 (сборник промывок)










Уровень жидкой фракции в емкости Е-303
LIRSA 303
0ч1530
мм
1/7/03
280 10%
1385 90%
N3_Contr_Е306_Е303
НН-Клапан V303 закр
НН, LL-Насос Н304 откл





5/3/24

5/6/30






Емкость Е-304/1 (возврат промывок)










Уровень жидкой фракции в емкости Е-304/1
L1RSA 304/1
0ч1530
мм
1/7/05
280 10%
1385 90%
N3_Contr_ЕЗ06_Е303



Емкость Е-304/2 (возврат промывок, активация)










Уровень жидкой фракции в емкости Е-
304/2
LIRSA 304/2
0ч1530
мм
1/7/07
280
10%
1385 90%
N3_Contr_Е306_Е303



Расход возвратного гептана в реактор
FQIRSA 304
0ч315 (min 40)
л/ч
3/6/03

90%
N3_Contr_Е306_Е303
НН-Клапан V304 закр
SP- релейный регулятор
5/7/29

Емкость Е-307 (маточные растворы)

0ч1,0








Уровень маточного раствора в емкости Е-307
LIRSA 307
0ч3280
мм
1/8/06
280 10%
2945 90%
N3_Contr_E306_Е303
НН-Клапан V307 закр
НН, LL-Насос Н305 откл
5/4/11

5/6/12

Реактор Р-402










Температура жидкой фракции
TIRCSA 402
-50ч+50
°C
3/1/04

90%
N3_Reg_P402
НН-Рег.клапан TCV402 закр
3/3/4

Уровень жидкой фракции
LIRSA 402
0ч1,0
мм
3/1/05
10%
90%
N3_Contr_P301-Р402
HH-HacocG301, G302, Н101, 102, 103 откл
НН-Клапан V311, 312,313,314,315 закр
НН - Per.клапан FCV304/1, FCV305/1 закр LL- Мешалку М402 откл
5/6/24,26, 18, 14, 16

5/4/15, 19,
23, 27,31


5/6/10


Обеспечивая все безопасные режимы работы, насос Н305 отключается в следующих случаях:
LIRSAHL 306 более 90 % и R_E306=l;
LIRSAHL 306 менее 10 % и R_E306=l;
LIRSAHL 307 более 90 % и R_E307=l;
LIRSAHL 307 менее 10% и R_E307=l.
При наличии одного из перечисленных условий программа вырабатывает управляющий сигнал на отключение насоса.
Насос Н304 также работает в нескольких режимах при работе с емкостями Е303, E304/1, Е304/2, режимы R_E303, R_E304-1, R_E304-2.
При работе с емкостью. Е-303:
рецикл промывного раствора с возвратом в емкость Е-303;
возврат промывного раствора в реактор Р-301 (Р-302);
освобождение поз. Е-303 на наружную установку.
При работе с емкостью. Е-304/1:
рецикл промывного раствора с возвратом в емкость Е-304/1;
возврат промывного раствора в реактор Р-301 (Р-302);
освобождение поз. Е-304/1 на наружную установку.
При работе с емкостью. Е-304/2:
рецикл промывного раствора с возвратом в емкость Е-304/2;
возврат промывного раствора в реактор Р-301 (Р-302);
освобождение поз. Е-304/2 на наружную установку.
Отключение насоса во всех режимах обеспечивается проверкой следующих условий:
LIRSAHL 303 более 90 % и R Е303=1;
LIRSAHL 303 менее 10 % и R_E303=l;
LIRSAHL 304-1 более 90 % и R_E304-l=l;
LIRSAHL 304-1 менее 10% и R_E304-1=1;
LIRSAHL 304-2 более 90 % и R_E304-2=l;
LIRSAHL 304-2 менее 10% и R_E304-2=1.
Фрагмент программы управления насосом Н305 в режиме работы с емкостью Е306 приведен на рисунке 5. Программа блокировки при работе с емкостью Е307 аналогична, и по схеме ИЛИ результаты блокировок объединяются.


Рисунок 5 - Блокировки насоса Н305

Блокирование регулирующих клапанов ведется в программе регулирования соответствующего технологического параметра. Для этого результат контроля аварийного сигнала передается в программу регулирования. Регулятор PID, при этом переходит в режим отслеживания и передает на выход значение out=0. В функциональных блоках ACT устанавливается значение нижнего ограничения выходного значения клапана: при блокировке клапана ограничение равно 0, в обычном режиме стабилизации технологического параметра ограничение равно 10%. На рисунке 6 приведен фрагмент программы блокирования регулирующего клапана.


Рисунок 6 - Блокировки регулирующего клапана

Блокирование клапана HSA311 (HSA312, HSA313, HSA314, HSA315) при наполнении мерной емкости М311 (М312, М313, М314, М315) осуществляется по достижению параметром FQIRSA311 (FQIRSA312, FQIRSA313, FQIRSA314, FQIRSA315) уставки, задаваемой оператором на дисплейной станции.
Блокирование остальных технологических параметров аналогично, приведенным на рисунках 4 и 5. Программы полностью приведены в Приложениях 6-8.

3.2 Алгоритмы регулирования

В рабочей области REG находятся 20 программ, относящихся к узлу синтеза носителя, которые реализуют задачи автоматического регулирования технологических параметров. Все регуляторы осуществляют локальное регулирование технологических параметров.
В системе используются исполнительные механизмы трех видов:
регулирующий клапан, работающий в диапазоне (0-100)%;
трехходовой регулирующий клапан подачи диатермического масла, работающий в диапазоне (-100, +100)%;
управление частотным преобразователем.
Информация по регуляторам отдельных параметров приведена в таблице 18. В ней приведен перечень входных сигналов регуляторов и программы, реализующие регулирование.
Таблица 18 - Информация по контурам регулирования
Программа
Регулируемый параметр
Управляющее воздействие
Особенности работы регулирующего клапана



Наименование параметра
Поз. обозначение
Корзина/ плата/ вход
Исп. механизм
Назначение воздействия
Корзина/ плата/ выход



N3_Reg_T311
Уровень гептана в емкости М-
311
TIRCSA 311
2/1/02
TCV 311
Подача диатермического масла в рубашку М-311
3/2/07
(-100ч+100)%

N3_Reg_P314
Давление в газовой фазе
PIRCSA 314
2/2/01
PCV 314
Подача азота в газовую фазу М-314
3/2/01
закрыт HSA314A

N3_Reg_P315
Давление в газовой фазе
PIRCSA 315
2/2/03
PCV 315
Подача азота в газовую фазу М-315
3/2/02
закрыт HSA315A

N3_Reg_T302-l
Температура ДБЭ в МС-302
TIRCA 302/1
1/6/08
TCV 302/1
Расход обратного хладоген-та из МС-302
3/2/03


N3_Reg_T302
Температура жидкой фракции в реакторе Р-302
TIRCSA 302
1/6/05
TCV 302
Подача диатермического масла в рубашку реактора Р-302
3/2/04
(-100ч+100)%

N3_Reg_T302-2
Температура ТЭС на выходе из теплообменника Т-30
TIRCA 302/2
1 /7/01
TCV 302/2
Расход обратного хладоген-та из теплообменника Т-302
3/2/05




Температура МОС на выходе из теплообменника Т-302
TIRCA 302/3
1/7/02









N3_Reg_T301
Температура жидкой фракции в реакторе Р-З01
TIRCSA 301
1/5/07
TCV 301
Подача диатермического масла в рубашку реактора Р-301
3/2/06
(-100ч+100)%

N3_Reg_T301-2
Температура ТЭС из теплообменника Т-301
TIRCA 301/2
1/6/04
ТСV 301/2
Расход обратного хладоген-та из теплообменника Т-301
3/3/01




Температура ТЭС из теплообменника Т-301
TIRCA 301/3
1/6/03









N3_Reg_T301-l
Температура смеси МОС/ТЭС в МС-301
TIRCA 301/1
1/6/02
TCV 301/1
Расход обратного хладоген-та из МС-301
3/3/02


N3_Reg_T305
Температура жидкой фазы в
емк. Е305
TIRCSA 305
1/8/03
TCV 305
Подача диатермического масла в рубашку Е-305
3/3/03
(-100ч+100)%

Программа


Регулируемый параметр

Управляющее воздействие
Особенности работы регулирующего клапана


Наименование параметра
Поз. обозначение
Корзина/ плата/ вход
Исп. механизм
Назначение воздействия
Корзина/ плата/ выход


N3_Reg_T402
Температура жидкой фазы в реакторе Р402
TIRCSA 402
3/1/04
TCV402
Подача диатермического масла в рубашку Р-402
3/3/04
(-100 ч+100)%

N3_Reg_F304-l
Расход МОС в теплообменник Т-301
FQIRSA 304/1
3/6/01
FCV304-1
Расход МОС в Р-302
3/3/05
LIRSA301>HH-кл. закрыть

N3_Reg_F305-l
Расход ТЭС в теплообменник Т-301
FQIRSA 305/1
3/6/02
FCV305-1
Расход ТЭС в Р-302
3/3/06
LIRSA301>HH-кл. закрыть

N3_Reg_M301
Уровень жидкой фракции в реакторе Р-З01
LIRSA 301
1/5/08
M301
Управление двигателем мешалки реактора Р-301
3/4/01


N3_Reg_M302
Уровень жидкой фракции в реакторе Р-302
LIRSA 302
1/6/06
M302
Управл
· 6BDFRXZn
·
·
·
·
·
·
·ение двигателем мешалки реактора Р-302
3/4/02


N3_Reg_M402
Уровень жидкой фракции в реакторе Р-402
LIRSA 402
3/1/05
M402
Управление двигателем мешалки реактора Р-402
3/4/03


N3_Reg_MC301
Ручное задание числа оборотов двигателя мешалки

MC301
Управление двигателем мешалки минисепаратора МС-301



N3_Reg_MC302
Ручное задание числа оборотов двигателя мешалки

MC302
Управление двигателем мешалки минисепаратора МС-302
3/4/05


N3_Reg_G301
Расход МОС в теплообменник Т-301
FQIRSA 304/1
3/6/01
MG301
Управление двигателем насоса G301
3/4/06


N3_Reg_MG302
Расход ТЭС в теплообменник Т-301
FQIRSA 305/1
3/6/02
MG302
Управление двигателем насоса G302
3/4/07



Результатом работы программ является сигнал, подаваемый на исполнительный механизм. Сигнал представляет собой процент открытия регулирующего клапана в диапазоне (0-100)% для обычного клапана и (-100, +100)% для трехходового. Для трехходового клапана диапазон (0-100)% обеспечивает подачу горячего масла, (-100, 0)% - подача холодного масла; 0% - клапан закрыт. Для управления частотным преобразователем вырабатывается сигнал диапазона (0-100)%, который с выхода контроллера подается на частотный преобразователь.
Регулирование технологических параметров осуществляется с использованием функционального блока PID. Блок позволяет осуществлять как обработку входного аналогового сигнала, так и выработку регулирующего воздействия. Закон регулирования технологических параметров - пропорционально-интегральный-дифференциальный (ПИД).
Блок имеет большое количество режимов работы и настраиваемых параметров. Ряд параметров одинаковы для всех регуляторов и устанавливаются по умолчанию системой DeltaV. Параметры, которые использованы в программах регулирования и могут изменяться на этапе наладочных работ приведены в таблице 19.

Таблица 19 - Настройки и параметры функционального блока PID
Вход блока PID
Наименование входа
Диапазон значений (возможные значения)
Источник параметра

IN(PV)
Регулируемый параметр
(0-100)%
Из программы ввода сигналов

SP
Уставка (задание регулятору)
(0-100)%
Задается оператором

OUT
Выходное значение
(-100, +100)%
Программа регулятора

GAIN
Коэффициент пропорциональности

Задается на этапе наладки

RESET
Постоянная времени интегрирования
сек за цикл
Задается на этапе наладки

RATE
Постоянная времени дифференцирования
сек
Задается на этапе наладки

TRK_IN_D
Внешнее отслеживание
0, 1
Из других программ

TRK_VAL
Значение внешнего отслеживания
(0-100)%
В соответствии с ТЗ

MODE
Режим блока ПИД
Actual- текущий
Target - требуемый
В соответствии с ТЗ

OUT_HI_LIM
Максимально допустимое значение выхода
100%
Задается на этапе наладки

OUT_LO_LIM
Минимально допустимое значение выхода
0%
Задается на этапе наладки

OUT_SCALE
Шкала выхода
(-100, +100)%
В соответствии с ТЗ

PV_SCALE
Шкала входа
(0-100)%
В соответствии с ТЗ


В блоке PID поддерживаются две формы уравнения ПИД, поддерживающие внешний сброс и упреждение сигнала:
Для стандартной формы уравнения (по рассогласованию) передаточная функция имеет вид:

Где s - оператор Лапласа;
E(s) - расслогласование. SP-PV;
± - + для инверсного действия и для прямого действия (CONTROL_OPTS);
KNL - коэффициент нелинейного усиления, применяемый только к пропорциональной и интегральной составляющим;
GAIN - значение коэффициента пропорциональности;
Тr- постоянная времени интегрирующего действия (параметр RESET);
Td - постоянная времени дифференцирующего действия (параметр RATE);

· - фиксированный коэффициент сглаживания для RATE, равный 0.1;
F - составляющая упреждающей коррекции (параметра FF_VAL).
Коэффициент нелинейного усиления KNL вычисляется блоком PID автоматически в зависимости от зоны гистерезиса и коэффициента пропорциональности.
По ряду технологических параметров предусмотрена блокировка регулирующих клапанов.
На рисунке 7 приведен фрагмент программы регулирования расхода МОС в реактор Р302 (FQIRSA 305-1). При увеличении расхода ТЭС в теплообменнике Т301 выше 90% или повышении уровня в реакторах Р301 и Р302 требуется полностью заблокировать регулирующий клапан (0%). В обычном режиме регулирования нижняя граница открытия клапана установлена 10% (может корректироваться на этапе наладочных работ).


Рисунок 7 - Блокировка регулирующего клапана расхода МОС

На рисунке 8 приведен фрагмент программы регулирования подачи диатермического масла в рубашку реактора Р302. Клапан на подаче масла полностью закрывается, если температура диатермического масла выше верхней аварийной границы параметра, и клапан полностью закрывается, если температура масла ниже нижней аварийной границы параметра. В обычном режиме регулирования нижняя и верхняя граница открытия клапана установлена 10% и 90% соответственно.

Рисунок 8 - Блокировка регулирующего клапана подачи диатермического масла
4 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

4.1 Организация и планирование

Для организации научно-исследовательских работ (НИР) применяются различные методы экономического планирования. Работы, проводящиеся при большой сложности научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в коллективе с большим количеством исполнителей, рассчитываются методом сетевого планирования. Такая система планирования основана на графическом представлении определенного комплекса работ, отражающих их последовательность, взаимосвязь и длительность.
Настоящая работа имеет малый штат исполнителей (научный руководитель и инженер-программист) и проводится с малыми затратами, поэтому целесообразно применить систему линейного планирования с построением линейного графика.
Объективный экономический расчет позволяет равномерно распределить время работы и нагрузку на исполнителей, а также увеличить эффективность работ.

4.1.1 Перечень работ

Для реализации проекта необходимы два исполнителя – научный руководитель (Р) и инженер-программист (И). Научный руководитель формулирует цель проекта, предъявляемые к нему требования и осуществляет контроль над его практической реализацией для соответствия требованиям, и участвует в стадии финального тестирования продукта. Инженер непосредственно осуществляет разработку проекта.
С учетом выше сказанного, разбиваем всю тему на определенные этапы, количество и содержание которых определяется спецификой темы НИР:
Подготовительный
Получение и анализ задания
Составление и утверждение технического задания
Исследование и анализ предметной области
Обзор выданной документации
Обзор системы DeltaV
Обзор подсистемы синтеза катализатора опытного производства
Разработка программного обеспечения
Разработка программ азотных режимов
Разработка программ работы регуляторов
Разработка программ блокировок
Отладка и тестирование системы
Анализ полученных результатов
Безопасность и экономичность производства
Подготовка документации и подготовка к сдаче разработки
Выпуск документации
Оформление отчета о работе
Оформление графического материала
Сдача готового проекта

4.1.2 Загрузка исполнителей

Загрузка исполнителей - показатель, который определяет количество исполнителей и объем их загрузки в зависимости от выполняемых работ. Загрузка исполнителей для реализации данного проекта представлена в таблице 20.
Таблица 20 - Комплекс работ по разработке проекта
№ работы
Перечень работ
Продолжи-тельность работ, дни
Испол-нитель
Загрузка





дни
%

Подготовительный этап

1
Получение и анализ задания
3
И
3
100




Р
2
70

2
Составление и утверждение технического задания
5
И
5
100




Р
2
30

Исследование и анализ предметной области

3
Обзор выданной документации
3
И
3
100








4
Обзор системы DeltaV
5
И
5
100








5
Обзор подсистемы синтеза катализатора опытного производства
7
И
7
100




Р
2
30

Разработка программного обеспечения

6
Разработка программ азотных режимов
10
И
10
100




Р
1
10

7
Разработка программ работы регуляторов
8
И
8
100




Р
1
10

8
Разработка программ блокировок
10
И
10
100




Р
1
10

9
Отладка и тестирование системы
7
И
7
100




Р
2
30

10
Анализ полученных результатов
3
И
3
100








11
Безопасность и экономичночть производства
14
И
14
100








Подготовка документации и подготовка к сдаче разработки

12
Выпуск документации
5
И
5
100




Р
1
20

13
Оформление отчета о работе
7
И
7
100








14
Оформление графического материала
4
И
4
100








15
Сдача готового проекта
1
И
1
100




Р
1
100

ИТОГО
 
И
94
 



Р
13
 


4.1.3 Расчет трудоемкости этапов

Трудоемкость – это затраты живого труда на производство единицы продукции или единицы работ.
Расчет трудоемкости осуществляется двумя методами:
технико-экономическим;
опытно-статическим.
В данном случае используется опытно-статический метод, который можно реализовать двумя путями: методом аналогов и вероятностным методом. При проведении поисковых работ применение системы аналогов практически невозможно в виду новизны работ, поэтому для определения ожидаемого значения продолжительности работ 13 EMBED Equation.3 1415 применяется вероятностный метод двух оценок 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - минимальная трудоемкость работ, ч.-дн.;
13 EMBED Equation.3 1415 - максимальная трудоемкость работ, ч.-дн.
Сроки 13 EMBED Equation.3 1415 и 13 EMBED Equation.3 1415 устанавливает руководитель.
Для построения линейного графика необходимо рассчитать длительность этапов в рабочих днях, а затем перевести в календарные дни. Расчет длительности работ в рабочих днях осуществляется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - количество смен в сутки (13 EMBED Equation.3 1415=1);
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент выполнения нормы (13 EMBED Equation.3 1415=1);
13 EMBED Equation.3 1415 - число работников, занятых в выполнении данной работы (13 EMBED Equation.3 1415=2);
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент, учитывающий дополнительное время на компенсации и согласование работ (13 EMBED Equation.3 1415=1.2).
Длительность этапов в календарных днях:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент календарности.
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - число календарных дней в году (13 EMBED Equation.3 1415=365);
13 EMBED Equation.3 1415 - количество выходных дней (13 EMBED Equation.3 1415=104 при пятидневной рабочей неделе);
13 EMBED Equation.3 1415 - количество праздничных дней (13 EMBED Equation.3 1415=10).
13 EMBED Equation.3 1415
В выполнении работ действуют научный руководитель и инженер-программист.
Полученные результаты представлены в таблице 21.

Таблица 21 - Трудозатраты на проведение НИР
№ работы
Перечень работ
Исполнители
Продолжительность работ, дни
Длительность работ, ч.-дн.




tmax
tmin
tож
Tрд
Tкд

1
Получение и анализ задания
Р, И
4
2
2,8
1,68
2

2
Составление и утверждение технического задания
Р, И
5
3
3,8
2,28
3

3
Обзор выданной документации
И
5
3
3,8
4,56
7

4
Обзор системы DeltaV
И
8
5
6,2
7,44
11

5
Обзор подсистемы синтеза катализатора опытного производства
И
10
7
8,2
9,84
14

6
Разработка программ азотных режимов
Р, И
11
9
9,8
5,88
9

7
Разработка программ работы регуляторов
Р, И
12
7
9
5,4
8

8
Разработка программ блокировок
Р, И
13
10
11,2
6,72
10

9
Отладка и тестирование системы
Р, И
9
6
7,2
4,32
6

10
Анализ полученных результатов
Р, И
5
3
3,8
2,28
3

11
Безопасность и экономичность производства
И
18
14
15,6
18,72
27

12
Выпуск документации
Р, И
7
6
6,4
3,84
6

13
Оформление отчета о работе
И
8
6
6,8
8,16
12

14
Оформление графического материала
И
6
3
4,2
5,04
7

15
Сдача готового проекта
И
2
1
1,4
1,68
2

ИТОГО
114
79
93
83,52
127

13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Рисунок 9 - Линейный график проведения НИР

4.2 Расчет сметы затрат на разработку

Расчет затрат на разработку проекта необходим для соотнесения их с результатами от внедрения и использования разработки и формулировки выводов об эффективности и целесообразности осуществления комплекса работ.
Определение затрат на разработку проекта производится путем составления сметы затрат. Результатом составления сметы является определение плановой себестоимости.
В состав затрат на исследование и разработку проекта включается стоимость всех расходов, необходимых для реализации комплекса работ, составляющих содержание данной разработки. Расчет сметной стоимости на выполнение данной разработки производится по следующим статьям затрат:
ст. 1 – материалы и покупные изделия;
ст. 2 – основная заработная плата;
ст. 3 – дополнительная заработная плата;
ст. 4 – отчисления в социальные фонды;
ст. 5 – расходы на оборудование для выполнения работ;
ст. 6 – прочие прямые расходы
ст. 7 – накладные расходы.

4.2.1 Расходы на материалы и покупные изделия

К этой статье относится стоимость всех материалов, используемых при разработке проекта, включая расходы на их приобретение и, при необходимости – доставку (транспортные расходы принимаются в пределах 3-5% от стоимости материалов). Расходы на материалы представлены в таблице 22.


Таблица 22 - Материалы и покупные изделия
Наименование материалов и покупных изделий
Единица измерения
Количество
Цена за ед., руб.
Сумма, руб.

Печатная бумага
Пачка
1
156
156

Диск CD-R
Шт.
2
32
64

Канцтовары
 
 
 
150

Картридж для принтера
Шт.
1
950
950

Итого
 
1320


Транспортные расходы:
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Итого материальные затраты:
13 EMBED Equation.3 1415 руб.

4.2.2 Основная заработная плата

В этой статье расходов планируется и учитывается основная заработная плата исполнителей, непосредственно участвующих в разработке:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - количество участников в 13 EMBED Equation.3 1415-ой работе;
13 EMBED Equation.3 1415 - затраты труда, необходимые для выполнения 13 EMBED Equation.3 1415-ого вида работ, дни (в соответствии с линейным графиком;
13 EMBED Equation.3 1415 - среднедневная заработная плата работника, выполняющего 13 EMBED Equation.3 1415-ый вид работы, руб./день.
Среднедневная заработная плата определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - месячный должностной оклад работника;
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент, учитывающий коэффициент по премиям (40%) и районный коэффициент (для Томска – 30%);
13 EMBED Equation.3 1415 - количество месяцев работы без отпуска в течение года (при отпуске 24 днях 13 EMBED Equation.3 1415=11.2, при отпуске 56 дней 13 EMBED Equation.3 1415=10.4);
13 EMBED Equation.3 1415 - действительный годовой фонд рабочего времени работника, (дни).
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - минимальная заработная плата (1221 руб.);
13 EMBED Equation.3 1415 - тарифный коэффициент исполнителя по тарифной сетке.
Результаты расчета действительного годового фонда приведены в таблице 23.

Таблица 23 - Годовой фонд рабочего времени
Показатели рабочего времени, дни
ИП
НР

Календарное число дней в году
365
365

Количество нерабочих дней
Выходные
Праздники (фактически по каждому году)

52
10

104
10

Планируемые потери отпуска
56
24

Действительный годовой фонд
247
229


Среднемесячная заработная плата:
руководителя, имеющего 16-ый разряд по тарифной сетке:
13 EMBED Equation.3 1415 руб.;
инженера, имеющего 8-ой разряд по тарифной сетке:
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Среднедневная заработная плата будет составлять:
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Расходы на основную заработную плату определяются как произведение трудоемкости работ каждого исполнителя на среднедневную заработную плату. Расчет затрат на основную заработную плату приведен в таблице 24.

Таблица 24 - Затраты на основную заработную плату
Наименование этапов работ
Участники разработки
Оклад, руб.
Дневная зар. плата, руб.
Трудоемкость, ч.-дн.
Затраты по зар. плате, руб.

Подготовительный
Р
3584,9
330,86
4
1323,44


И
1868,9
148,49
38
5642,62

Исследование и анализ предметной области
Р
3584,9
330,86
2
661,72


И
1868,9
148,49
16
2375,84

Разработка программного обеспечения
Р
3584,9
330,86
5
1654,3


И
1868,9
148,49
63
9354,87

Подготовка документации и подготовка к сдаче разработки
Р
3584,9
330,86
2
661,72


И
1868,9
148,49
27
4009,23

Итого
25683,74


4.2.3 Дополнительная заработная плата

Включает [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], начисленную исполнителям не за фактически выполненные [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] или проработанное время, а в соответствии с действующим [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], в том числе премии, [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] очередных отпусков, времени, связанного с выполнением государственных и общественных обязанностей, и др. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] учитывается так же, как и основная, и включается в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] заработной платы предприятия.
Дополнительная заработная плата принимается в размере 10 % от основной зарплаты:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 руб.

4.2.4 Отчисления в социальные фонды

Данный элемент затрат включает в себя отчисления в различные фонды (пенсионный, обязательного медицинского страхования и др.), которые составляют 26 % от суммы основной и дополнительной заработной платы.
Отчисления от заработной платы на социальные нужды определяются по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент, учитывающий размер отчислений от расходов на заработную плату исполнителей (26%).
13 EMBED Equation.3 1415 руб.

4.2.5 Расходы на оборудование для выполнения работ

В статье учитываются расходы, связанные с эксплуатацией персонального компьютера. В связи с этим определяется стоимость часов работы оборудования:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - время использования персонального компьютера, в часах (13 EMBED Equation.3 1415 часа);
13 EMBED Equation.3 1415 - стоимость работы одного машинного часа, руб.
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - действительный годовой фонд работы ПК (13 EMBED Equation.3 1415 часов);
13 EMBED Equation.3 1415 - годовые расходы на эксплуатацию ПК;
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент загрузки ПК (13 EMBED Equation.3 1415).
Годовые расходы при эксплуатации оборудования определяются по следующей формуле:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - основная заработная плата обслуживающего персонала;
13 EMBED Equation.3 1415 - дополнительная заработная плата обслуживающего персонала;
13 EMBED Equation.3 1415 - отчисления во внебюджетные фонды;
13 EMBED Equation.3 1415 - стоимость материалов, расходуемых в течение года;
13 EMBED Equation.3 1415 - затраты на амортизацию;
13 EMBED Equation.3 1415 - затраты на электроэнергию;
13 EMBED Equation.3 1415 - затраты на ремонт;
13 EMBED Equation.3 1415 - прочие расходы.
Затраты на основную заработную плату обслуживающего персонала рассчитываются по следующему принципу: ремонт и профилактику оборудования осуществляет системный инженер 7-го разряда, при этом он затрачивает 10% своего рабочего времени, обслуживая 10 машин лаборатории, в том числе и ПК, на котором выполнялась работа. Расчет дополнительной заработной платы и отчислений во внебюджетные социальные фонды ведется по формулам, как для основных исполнителей.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Таким образом, среднедневная заработная плата работника, в расчете на одну машину составляет 1/10 часть от всей заработной платы:
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Стоимость оборудования (13 EMBED Equation.3 1415) - это рыночная стоимость ПК. Стоимость материалов расходуемых в течении года (13 EMBED Equation.3 1415) принимается в размере 2% от стоимости компьютера.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Затраты на амортизацию (13 EMBED Equation.3 1415) исходя из срока полезного использования персонального компьютера (не более 5 лет).
Рассчитаем амортизацию линейным способом по следующей формуле:
13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415, где
13 EMBED Equation.3 1415 - первоначальная стоимость;
13 EMBED Equation.3 1415 - норма амортизации оборудования;
13 EMBED Equation.3 1415 - срок службы, год.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Затраты на электроэнергию определяются по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - потребляемая мощность компьютера – 150Вт = 0.15 кВт/час;
13 EMBED Equation.3 1415 - стоимость одного кВт/час для предприятий и организаций.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Затраты на ремонт (13 EMBED Equation.3 1415) принимаются в размере 2,5% от стоимости компьютера.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Прочие расходы (13 EMBED Equation.3 1415) принимаются в размере 5% от предыдущих расходов.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Таким образом, годовые расходы при эксплуатации оборудования составляют:
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Стоимость работы одного машинного часа:
13 EMBED Equation.3 1415 руб.
Расходы на оборудование для выполнения работ:
13 EMBED Equation.3 1415 руб.

4.2.6 Прочие прямые расходы

В этой статье отражены расходы на разработку инструментального средства не учтенные в предыдущие статьи. К ним относятся почтовые, телеграфные расходы, расходы на рекламу, командировочные расходы.
Прочие расходы составляют 5% от затрат на разработку без учета накладных расходов и проводятся по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 руб.

4.2.7 Накладные расходы

Данная статья учитывает административно-управленческие расходы, расходы на охрану труда и т.д., они составляют 40-60 % от суммы основной и дополнительной заработной платы:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент, учитывающий накладные расходы, 13 EMBED Equation.3 1415.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.

Проведя расчет затрат на разработку, можно определить общую стоимость разработки продукта и составить смету затрат.

Таблица 25 - Смета затрат

Статья затрат
Условное обозначение
Сумма, руб.

1
Материалы и покупные изделия
13 EMBED Equation.3 1415 
1386 

2
Основная заработная плата
13 EMBED Equation.3 1415
25683.74

3
Дополнительная заработная плата
13 EMBED Equation.3 1415
2568.37

4
Отчисления в социальные фонды
13 EMBED Equation.3 1415 
7345.55

5
Расходы на оборудование для выполнения работ
13 EMBED Equation.3 1415 
6212

6
Прочие прямые расходы
13 EMBED Equation.3 1415 
2412.58

7
Накладные расходы
13 EMBED Equation.3 1415 
14126.06

 
Себестоимость разработки
13 EMBED Equation.3 1415 
59734.30


4.2.8 Расчет предполагаемой цены разработки

При формировании цены разработки необходимо учесть ее себестоимость, цены конкурентов, ценность разработки и другие факторы.
Для формирования цены НИР выбран затратный метод, в котором значение цены определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415,
где 13 EMBED Equation.3 1415 - себестоимость разработки;
13 EMBED Equation.3 1415 - предполагаемая прибыль.
13 EMBED Equation.3 1415 руб.




4.3 Расчет эффективности внедрения системы в производство

В связи с тем, что выявить явные показатели экономической эффективности невозможно, необходимо оценить степень влияния внедрения системы в производство на точность и оперативность процесса.

Таблица 26 - Оценка организационной эффективности разработки
Показатели эффективности
Вес показа-теля
Значение показате-ля до внедре-ния системы,
балл
Значение показате-ля до внедре-ния системы с учетом веса
Значение показате-ля после внедре-ния системы, балл
Значение показателя после внедрения системы с учетом веса

1
2
3
4
5
6

Точность и оперативность обеспечения операторов необходимым объемом данных
0.2
6
1.2
8
1.6

Возможность контроля и анализа технологического процесса
0.2
7
1.4
10
2

Скорость, точность и надежность расчетов
0.2
8
1.6
10
2

Время обработки информации
0.1
7
0.7
8
0.9

Оперативность принятия управленческих решений
0.3
6
2.4
10
2.4

ИТОГО
1
 
6.7
 
9.4


Увеличение показателя эффективности внедрения системы в производство на 27% свидетельствует о повышении точности и оперативности процесса и, следовательно, подтверждает необходимость внедрения этой системы в производство.
5 БЕЗОПАСТНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

5.1 Анализ опасных и вредных факторов

5.1.1 Общие сведения

Обеспечение безопасности жизнедеятельности человека в значительной мере зависит от правильной оценки опасных и вредных производственных факторов. Одинаковые по тяжести изменения в организме человека могут быть вызваны различными причинами. Это могут быть какие-либо факторы производственной среды, чрезмерная физическая и умственная нагрузка, нервно-эмоциональное напряжение, а также различное сочетание этих причин.
В данном разделе дипломного проекта рассматриваются вопросы выявления и анализа вредных и опасных факторов труда, оценки условий труда и разработки мер защиты от них для рабочего места инженера-программиста в соответствии с требованиями производственной санитарии, техники безопасности и пожарной безопасности, а так же даются рекомендации по созданию оптимальных условий труда, охране окружающей среды.
В ходе разработки дипломного проекта выполнялись следующие работы:
анализ и обработка документации;
написание и отладка программы;
разработка документации.
При этом использовались ЭВМ, принтер, бумажные документы. Технические характеристики ЭВМ:
Монитор 19.0" LG Flatron L1918S (1280x1024-5ms, 300cd/m2, 700:1, 160°/160°)
Корпус Midi Tower ATX (300W, 12V)
Процессор Celeron® D 347 (LGA775, Box, 3,06GHz/512Kb, 533MHz, EM64Т)
Материнская плата MB S-775 ASUS P5GPL-X i915PL 800MHz HTT DDR400-2x PCI-E IDE+SATA SB USB2.0 LAN1Gb ATX
Модуль памяти DIMM 512Mb DDR SDRAM (PC3200, 400MHz)
Видеокарта Sapphire PCI-E 128Mb ATI RADEON™ X1300 DVI TV-Out (450/500MHz, 128-bit DDR2)
Устройство для записи DVD DVD+RW/-RW/CD-RW NEC ND-4571A
Накопитель на жестких дисках 120Gb Samsung SpinPoint P80SD (SATA II, 7200rpm, 8Mb)
Устройства для чтения FDD 3.5" Alps (black)
Клавиатура "Logitech" Classic Keyboard (Rus/Lat, 104+3 кн.) PS/2
Манипулятор типа «мышь».

5.1.2 Анализ вредных и опасных производственных факторов

Опасным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травмам или внезапному ухудшению здоровья. Если производственный фактор вызывает заболевание или снижает работоспособность, то его считают вредным согласно [1]. В зависимости от уровня продолжительности воздействия вредный фактор может стать опасным. По природе действия опасные и вредные производственные факторы подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизиологические [1].
В связи с тем, что на состояние здоровья программиста химические и биологические факторы существенного влияния не оказывают, то рассматриваются лишь две группы факторов.
При работе с ЭВМ к физическим вредным производственным факторам относятся:
электромагнитное и электростатическое излучение от работы монитора;
повышенная напряженность электрических и магнитных полей от работы монитора;
шум на рабочем месте от вентиляторов системного блока и офисных вентиляторов;
К физическим опасным производственным факторам при работе с ЭВМ относятся:
напряжение в электрической сети, что может привести к поражению электричеством при неправильной эксплуатации;
возможность возникновения пожара при неправильной эксплуатации оборудования и коротких замыканиях в электрической сети.
При выполнении данной ВКР к психофизиологическим опасным и вредным производственным факторам относятся физические (статические и динамические) и нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда и эмоциональные перегрузки).
При этом можно выявить следующие основные факторы риска возникновения неблагоприятных расстройств, состояния здоровья:
особенности экранного изображения, отличающие его от традиционного бумажного текста (самосветящийся характер, дискретность, мерцание, дрожание, наличие бликов);
особенности наблюдения во время работы, связанные с двумя взаимодополняющими (для возникновения зрительного утомления) факторами: длительной фиксацией взгляда на экран монитора и периодической интенсивной перефокусировкой глаза с клавиатуры (бумаги) на экран и обратно;
особенности собственно деятельности, заключающиеся в монотонном, длительном ее характере, нередко в условиях дефицита времени и нервно-эмоциональных нагрузок вследствие высокой цены за допущенную ошибку;
особенности двигательной активности, связанные со статичностью позы и постоянным напряжением небольшой группы мышц.
Практическая реализация указанных факторов риска может приводить к зрительному и общему утомлению, болевым ощущениям в позвоночнике и различных группах мышц.

5.2 Производственная санитария

5.2.1 Требования эргономики и технической эстетики к рабочему месту инженера-программиста

Эргономическая безопасность персонального компьютера может быть охарактеризована следующими требованиями:
к визуальным параметрам средств отображения информации индивидуального пользования (мониторы);
к эмиссионным параметрам ПК - параметрам излучений дисплеев, системных блоков, источников питания и др.
Кроме того, важнейшим условием эргономической безопасности человека при работе перед экраном монитора является правильный выбор визуальных параметров самого монитора и светотехнических условий рабочего места.
Работа с дисплеем при неправильном выборе яркости и освещенности экрана, контрастности знаков, цветов знака и фона, при наличии бликов на экране, дрожании и мелькании изображения приводит к зрительному утомлению, головным болям, к значительной физиологической и психической нагрузке, к ухудшению зрения и т.п.
Если при работе на ПК необходимо одновременно пользоваться документами, то следует иметь в виду, что зрительная работа с печатным текстом и с изображением на экране имеет принципиального отличия: изображение светится, мелькает, дрожит, состоит из дискретных элементов, менее контрастно. Снизить или устранить утомление можно только правильным выбором режима воспроизведения изображения на экране, источника освещения (местного или общего), расположения материалов (в целях уменьшения длины или частоты перевода взгляда).
Человек должен так организовать свое рабочее место, чтобы условия труда были комфортными и соответствовали требованиям [5]:
удобство рабочего места (ноги должны твердо опираться на пол; голова должна быть наклонена немного вниз; должна быть специальная подставка для ног);
достаточное пространство для выполнения необходимых движений и перемещений (руки при работе с клавиатурой должны находиться перед человеком; пальцы должны обладать наибольшей свободой передвижения; клавиши должны быть достаточно чувствительны к легкому нажатию);
необходимый обзор (центр экрана монитора должен быть расположен чуть ниже уровня глаз; монитор должен отстоять от глаз человека на расстоянии 45-60 сантиметров; должна регулироваться яркость и контрастность изображения [4]);
рациональное расположение аппаратуры и ее органов управления и контроля (монитор должен быть расположен на расстоянии 60 сантиметров и более от монитора соседа; человек должен использовать держатель бумаги);
достаточное освещение (внешнее освещение должно быть достаточным и равномерным; должна быть настольная лампа с регулируемым плафоном для дополнительного подсвета рабочей документации);
нормальные условия в отношении шума и вибрации;
нормальный температурный режим;
нормальная влажность воздуха;
необходимая вентиляция.

5.2.2 Микроклимат рабочей среды

Требования к параметрам микроклимата и воздушной среды определяются согласно [2]. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны устанавливаются [8].
Работа инженера-программиста относится к категории работ Ia, к которой относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 120Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напражением. Оптимальные параметры микроклимата для этой категории работ приведены в таблице 27.

Таблица 27 - Оптимальные параметры микроклимата
Сезон
Температура
воздуха,
t, єС
Температура поверхнос
тей, t, єС
Относительная
влажность,
%
Скорость движения воздуха,
м/с

Холодный и переходный (средне суточная температура меньше 10 єС)
22-24
21 - 25
60-40
0.1

Теплый (среднесуточная температура воздуха 10 єС и выше)
23-25
22-26
60-40
0.1


Запылённость воздуха в залах ЭВМ не должна превышать 0.75 мг/м3 при размерах частиц 3 мкм [10]. На одного инженера - программиста должен приходиться объём помещения 15м3 при площади 4.5 м2 (без учёта проходов и оборудования) [11]. В течение трудового дня необходимо обеспечить воздухообмен помещения объёмом 25-50 м3, отвод влаги 350-500 г и тепла 50 кДж на каждый килограмм массы тела работающего.
Зоной комфорта для человека принято считать температуру в летний период (при температуре наружного воздуха +10 (C и выше) в пределах от +18 (C до +25 (C, в зимний период (при температуре наружного воздуха ниже +10 оС) в пределах +16 оС - +22 оС.
Относительная влажность воздуха (отношение содержания водяных паров в 1 м3 воздуха к их максимально возможному содержанию) характеризует влажность воздуха при определенной температуре. Средний уровень относительной влажности от 40 до 60 % соответствует условиям метеорологического комфорта при покое или при очень легкой физической работе. Подвижность воздуха (скорость движения), увеличивая интенсивность испарения, может иметь положительное значение с точки зрения физического охлаждения лишь до температуры воздуха 35-36 (C. Горячий воздух при температуре окружающей среды +40 (C приводит к нагреванию тела, к перегреву организма. Небольшие скорости движения воздуха способствуют испарению влаги, улучшая теплообмен между организмом и внешней средой, а при движении воздуха с большими скоростями возникают сквозняки, приводящие к увеличению числа простудных заболеваний.
Для обеспечения нормальных метеорологических условий и поддержания теплового равновесия между телом человека и окружающей средой проводится ряд мероприятий: в теплое время года для удаления избыточного тепла и влаги используется кондиционер, в холодное время года вводится система центрального отопления.

5.2.3 Нормативные требования к рабочему месту

Конструкция рабочего места и взаимное расположение всех его элементов (сиденье, органы управления) должны соответствовать физиологическим и психологическим требованиям, а также характеру работы [5].
Рабочее место с ПК должно располагаться по отношению к оконным проемам так, чтобы свет падал сбоку, предпочтительнее слева. Нужно избегать расположения рабочего места в углах комнаты или лицом к стене
Конструкция оборудования и организация рабочего места должны обеспечивать оптимальное положение работающего согласно[5].
Рассмотрим общие требования к рабочему месту. Организация рабочего места заключается в выполнении ряда мероприятий, обеспечивающих рациональный и безопасный трудовой процесс и эффективное использование орудий и предметов производства, что повышает производительность и способствует снижению утомляемости работающих. При размещении оборудования на рабочем месте необходимо исходить из возможностей работы человека с этим оборудованием. Оптимальное рабочее место должно быть ограничено дугами, описываемыми каждой рукой человека при вращении в локтевом суставе (радиус дуги 340-400 мм). Максимальное рабочее пространство при позе “сидя” ограничивается длиной вытянутой руки (радиус дуги 645 мм).
Если аппаратура устанавливается вблизи стен, то необходимо предусмотреть проходы. Минимальное расстояние от стен должно быть около 800-900 мм. При компоновке пульта управления следует руководствоваться следующими требованиями - инженеру нужно создать возможность работать в удобном положении. Если затраты энергии при работе инженера в прямой сидячей позе принять равным 1, то выполнение той же работы в положении стоя потребует в 1,6 раза больших затрат энергии, в наклонной сидячей позе - в 4 раза.
Органы управления необходимо расположить на панели так, чтобы:
обеспечивалась возможность разделения функций, выполняемых правой и левой рукой в отдельности (предпочтительнее для правой руки предусмотреть выполнение операций, требующих высокой точности большей силы);
траектории рабочих движений были минимальными, сами движения свести к движению предплечья, кисти рук, пальцев рук, допуская движения вытянутой руки в виде исключения;
в оптимальном рабочем пространстве находились органы управления или индикации, наиболее часто используемые;
при последовательном пользовании несколькими органами управления они размещались либо на одной горизонтали (слева направо или справа налево в порядке их применения), либо на одной вертикали.

5.2.4 Требования безопасности к излучению от дисплея

В [4] включены требования и нормы на параметры излучений дисплеев (они соответствуют шведскому стандарту): напряженность электромагнитного поля в 50 сантиметрах вокруг дисплея по электрической составляющей равна 2.5 В/м.
Плотность магнитного потока в 50 сантиметрах вокруг дисплея составляет 250 нТл в диапазоне частот 5 Гц-2КГц; поверхностный электростатический потенциал составляет 500 В. Время работы за дисплеем не должно превышать 4-х часов в сутки.

5.2.5 Шумоизоляция

Требования к уровню шума регламентируются [7] и уровень шума для инженера - программиста составляет не более 50 дБ.
С физиологической точки зрения шум рассматривается как звук, мешающий разговорной речи и негативно влияющий на здоровье человека. Люди, работающие в условиях повышенного шума, жалуются на быструю утомляемость, головную боль, бессонницу. У человека ослабляется внимание, страдает память. Все это приводит к снижению производительности труда.
Шум возникает во время работы оборудования, источником его также могут быть разговоры в помещении, звуки, доносящиеся с улицы.
Источниками постоянного шума в помещении являются:
люминесцентные лампы (шум дросселей) в их электрических цепях, низкочастотный шум с частотой колебаний равной частоте питающей сети - 50 Гц;
печатающее устройство, шум большой интенсивности, широкополосный – 75 Гц [4];
шум различных узлов компьютера: дисководов, винчестеров, вентилятора, так же широкополосный, но малой интенсивности и др. источники шума (в основном кратковременные).
Для снижения шума следует применять глушители с использованием звукопоглощающих материалов, экраны, защищающие работающего от прямого воздействия звуковой энергии. Для борьбы с шумом на пути его распространения устанавливают звукоизолирующие и звукопоглощающие конструкции, а также глушители аэродинамических шумов. Среди средств индивидуальной защиты можно выделить противошумовые шлемофоны, наушники, заглушки, вкладыши (беруши).
Наиболее действенным способом облегчения работ, является кратковременные отдыхи в течение рабочего дня при выключенных источниках шума.

5.2.6 Расчет искусственного освещения

К современному производственному освещению, в том числе освещению помещения, предъявляются высокие требования как гигиенического, так и технико-экономического характера. Правильно спроектированное и выполненное освещение обеспечивает высокий уровень работоспособности, оказывает положительное психологическое воздействие на работающих, содействует повышению производительности труда.
Самые лучшие условия для полного зрительного восприятия создает солнечный свет. В утреннее и вечернее время вводится общее искусственное освещение. В помещении применяется общее равномерное искусственное освещение, расчет которого производится по методу светового потока. При расчете этим методом учитывается как прямой свет от светильника, так и свет, отраженный от потолка и стен. Согласно [6] освещенность рабочего места при комбинированном освещении должна составлять 300 лк.
Выбор светильников и их размещение
Размещение светильников в помещении определяется следующими размерами:
13 EMBED Equation.3 1415м – высота помещения;
13 EMBED Equation.3 1415м – расстояние светильников от перекрытия (свес);
13 EMBED Equation.3 1415м – высота светильника над полом, высота подвеса;
13 EMBED Equation.3 1415м – высота рабочей поверхности над полом;
13 EMBED Equation.3 1415м – расчётная высота, высота светильника над рабочей поверхностью.
Расстояние между светильниками 13 EMBED Equation.3 1415 определяется как:
13 EMBED Equation.3 1415
Необходимо изобразить в масштабе в соответствии с исходными данными план помещения, указать на нём расположение светильников и определить их число.
Рассчитаем расстояние между соседними светильниками или рядами:
13 EMBED Equation.3 1415м
13 EMBED Equation.3 1415 - расстояние от крайних светильников или рядов до стены:
13 EMBED Equation.3 1415м
Размещаем светильники в три ряда, по четыре лампы в ряду. План расположения светильников в помещении изображен на рисунке 10.
13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Рисунок 10 - План расположения светильников в помещении

Учитывая, что в каждом светильнике установлено две лампы, общее число ламп в помещении равно:
13 EMBED Equation.3 1415 ламп.
Расчёт общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента светового потока, учитывающим световой поток, отражённый от потолка и стен.
Световой поток лампы накаливания или группы люминесцентных ламп светильника определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415, где
Е – нормируемая минимальная освещенность, по [9], лк;
k – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильника (источника света, светотехнической арматуры, стен, т.е. отражающих поверхностей, а также наличие в атмосфере цеха дыма, пыли). В нашем случае коэффициент запаса равен 1.5, поскольку работа происходит в помещении с малым выделением пыли.
S – площадь помещения, м2;
n – количество ламп в помещении;
13 EMBED Equation.3 1415 – коэффициент использования светового потока;
z– коэффициент неравномерности освещения (для люминесцентных ламп равен 1,1).
Коэффициент использования светового потока ( зависит от типа светильника, коэффициента отражения светового потока от стен, потолка, пола, а также геометрических размеров помещения и высоты подвеса светильников, что учитывается одной комплексной характеристикой - индексом помещения. Показатель помещения определяется по формуле:
13 EMBED Equation.3 1415,
где: - h - высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м;
А - ширина помещения, м;
В - длина помещения, м.
Тогда индекс помещения по формуле получается равным:
13EMBED Equation.21415.
По найденному показателю помещения i и коэффициентам отражения потолка Рп и стен Рст определяем коэффициент использования светового потока (под которым понимается отношение светового потока, падающего на рабочую поверхность, к световому потоку источника света). Коэффициенты отражения Рст и Рп имеют следующие значения:
Рст = 50% (стены побелены, окна без штор)
Рп = 70% (потолок побеленный)
Коэффициент ( в зависимости от показателя помещения i имеет следующие значения, приведенные в таблице 28.

Таблица 28 - Коэффициент использования помещения ( в зависимости от показателя помещения i
помещение i
0,5
1
2
3
4
5

Коэффициент использования помещения (

0.22

0.37

0.48

0.54

0.59

0.61


Для нашего случая ( = 0.42.
Нормальная минимальная освещенность должна составлять Ен=300лк согласно [9]. Таким образом, получаем:
13 EMBED Equation.3 1415 Лм.
Рассчитав световой поток F, зная тип лампы, выбирается стандартная ближайшая лампа и определяется электрическая мощность всей осветительной системы. Если необходимый поток светильника выходит за пределы диапазона (-10 (+20%), то корректируется число светильников n либо высота подвеса светильников.
В соответствии с вычисленным световым потоком выбран светильник типа ШОД-2-40, с люминесцентными лампами типа ЛБ с потоком Ф = 4620 лм. Делаем проверку выполнения условия:
13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415
Получаем -10%
· -0.43%
· +20%.
Необходимый поток светильника не выходит за пределы диапазона (-10 (+20%), поэтому корректировать число светильников n либо высоту подвеса светильников нет необходимости.
Определим электрическую мощность осветительной установки:
13 EMBED Equation.3 1415Вт.

5.3 Техника безопасности

5.3.1 Требования к элетробезопасности

В помещении, где происходит выполнение работы, находится восемь ПЭВМ мощностью по 250 Вт с напряжением питания 220 В.
В целом, помещение сухое, непыльное, с нормальной температурой воздуха и поэтому относится к классу помещений без повышенной опасности: переключатели, кнопки и разъемы, клавиатура изолированы, пол покрыт электроизоляционным покрытием. Корпус ПЭВМ изготовлен из металлического листа, обладает высокой механической прочностью и высокими экранирующими свойствами, покрыт токонепроводящими полимерными пластмассами. Машина подключена к заземляющему контуру.
Электрические изделия по способу защиты человека от поражения электрическим током подразделяются на пять классов: 0, 01, 1, 2, 3.
ЭВМ можно отнести к классу 01, то есть, к изделиям, имеющим, по крайней мере, рабочую изоляцию, элемент для заземления и провод без заземляющей жилы для присоединения к источнику питания. При начале работы с ЭВМ необходимо проверить герметичность корпуса, не открыты ли токоведущие части. Убедиться в подключении заземляющего проводника к общей шине заземления, проверить его целостность. Если заземляющий проводник отключен, подключать его можно только при отключении машины от питающей сети. Для повышения безопасности работать можно с использованием резиновых ковриков.
Важное значение для предотвращения электротравматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электроустановок, проведение ремонтных, монтажных и профилактических работ.
Каждому работающему в помещении следует помнить:
включать общий рубильник только после предупреждения всех лиц, работающих в лаборатории;
с неисправным оборудованием не работать;
не загромождать рабочее место посторонними предметами;
держать свободными проходы между рабочими местами и проход к силовому рубильнику;
при любом несчастном случае, связанном с поражением электрическим током, немедленно выключать силовой рубильник.
При поражении электрическим током следует:
освободить пострадавшего от воздействия электрического тока;
оказать доврачебную помощь;
вызвать врача.
Во время работы с компьютером мы имеем дело с рабочим местом, оснащенным электрооборудованием, поэтому следует выполнять правила техники безопасности при работе с электрооборудованием.
Перед началом работы согласно [4] нужно убедиться в подключении заземляющего проводника к общей шине заземления. Необходимо не реже одного раза в год производить измерение сопротивления изоляции проводки, так как неисправная изоляция может привести к утечке тока, что может явиться причиной возникновения пожара или же к поражению людей током. Изоляция кабеля сети питания 220 В должна выдерживать без пробоя действие испытательного напряжения 750 В в течение одной минуты, сопротивление изоляции кабеля должно быть не менее 500 кОм. В качестве дополнительных защитных средств оператором могут быть использованы резиновые коврики.
При начале работы с электрооборудованием человек должен быть ознакомлен с инструкцией по технике безопасности.

5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайные ситуации – это обстоятельства, возникающие в результате аварий, катастроф, стихийных бедствий, диверсий или иных факторов, про которых наблюдается резкое отклонение протекающих явлений и процессов от нормальных, что оказывает отрицательное воздействие на жизнеобеспечение, экономику, социальную сферу и природную среду.

5.4.1 Пожарная профилактика

Мероприятия по пожарной профилактике разделяются на организационные, технические, эксплуатационные и режимные.
Организационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию оборудования, правильное содержание зданий и территорий, противопожарный инструктаж рабочих и служащих, обучение производственного персонала правилам противопожарной безопасности, издание инструкций, плакатов, наличие плана эвакуации.
К техническим мероприятиям относятся: соблюдение противопожарных правил, норм при проектировании зданий, при устройстве электропроводов и оборудования, отопления, вентиляции, освещения, правильное размещение оборудования.
К режимным относятся установление правил организации работ и соблюдение противопожарных мер.



5.4.2 Оценка пожарной безопасности помещения

Помещения в зависимости от характеристики используемых в производстве веществ и их количества, по пожарной и взрывной опасности подразделяются на категории А, Б, В, Г, Д [3].
Наше помещение и здание относится к категории «Д» по степени пожарной опасности, так как в нем отсутствует обработка пожароопасных веществ, отсутствуют источники открытого огня. А стены здания и перекрытия выполнены из трудно сгораемых и несгораемых материалов (кирпич, железобетон, и др.).
При неправильной эксплуатации оборудования и коротком замыкании электрической сети может произойти возгорание, которое грозит уничтожением ЭВМ, документов и другого имеющегося оборудования. Система вентиляции может стать источником распространения возгорания.
Так как офисное помещение по степени пожаровзрывоопасности относится к категории Д, т.е. к помещениям с твердыми сгораемыми веществами, необходимо предусмотреть ряд профилактических мероприятий технического, эксплуатационного, организационного плана.
В качестве возможных причин пожара можно указать следующие:
наличие горючей пыли (некоторые осевшие пыли способны к самовозгоранию);
короткие замыкания;
опасна перегрузка сетей, которая ведет за собой сильный нагрев токоведущих
частей и загорание изоляции;
нередко пожары происходят при пуске оборудования после ремонта.
Для предупреждения пожаров от коротких замыканий и перегрузок необходимы правильный выбор, монтаж и соблюдение установленного режима эксплуатации электрических сетей, дисплеев и других электрических средств автоматизации.
Следовательно, необходимо предусмотреть ряд профилактических мероприятий технического, эксплуатационного, организационного плана.

5.4.3 Анализ возможных причин возгорания

Причиной загорания может быть:
неисправность токоведущих частей установок;
работа с открытой электроаппаратурой;
короткие замыкания в блоке питания или высоковольтном блоке дисплейной развертки;
несоблюдение правил пожарной безопасности;
наличие горючих компонентов: документы, двери, столы, изоляция
кабелей и т.п.

5.4.4 Мероприятия по устранению и предупреждению пожаров

13 EMBED Visio.Drawing.11 1415
Рисунок 11 - План эвакуации людей при пожаре
Для предупреждения возникновения пожара необходимо соблюдать следующие правила пожарной безопасности:
исключение образования горючей среды (герметизация оборудования, контроль воздушной среды, рабочая и аварийная вентиляция);
применение при строительстве и отделке зданий несгораемых или трудно сгораемых материалов;
Необходимо в офисном помещении проводить следующие пожарно-профилактические мероприятия:
организационные мероприятия, касающиеся технического процесса с учетом пожарной безопасности объекта;
эксплуатационные мероприятия, рассматривающие эксплуатацию имеющегося оборудования;
технические и конструктивные, связанные с правильным размещением и монтажом электрооборудования и отопительных приборов.
Организационные мероприятия:
противопожарный инструктаж обслуживающего персонала;
обучение персонала правилам техники безопасности;
издание инструкций, плакатов, планов эвакуации.
Эксплуатационные мероприятия:
соблюдение эксплутационных норм оборудования;
обеспечение свободного подхода к оборудованию.
содержание в исправности изоляции токоведущих проводников.
Технические мероприятия:
соблюдение противопожарных мероприятий при устройстве электропроводок, оборудования, систем отопления, вентиляции и освещения. В офисном помещении имеется порошковый огнетушитель типа ОП - 5, на входной двери приведен план эвакуации в случае пожара, и на досягаемом расстоянии находится пожарный щит. Если возгорание произошло в электроустановке, для его устранения должны использоваться углекислотные огнетушители типа ОУ - 2 или порошковые типа ОП -5.
профилактический осмотр, ремонт и испытание оборудования.
Кроме устранения самого очага пожара, нужно своевременно организовать эвакуацию людей.
При возникновении пожара каждый обнаруживший пожар обязан:
Немедленно сообщить об этом в пожарную охрану по телефону 01.
Сообщить о случившемся дежурному персоналу.
Оказать помощь дежурному персоналу в организации эвакуации людей из здания и тушении пожара
Кроме устранения самого очага пожара, нужно своевременно организовать эвакуацию людей.

5.5 Охрана окружающей среды

Вследствие развития научно-технического прогресса, постоянно увеличивается возможность воздействия на окружающую среду, создаются предпосылки для возникновения экологических кризисов. В то же время прогресс расширяет возможности устранения создаваемых человеком ухудшений природной среды.
Защита окружающей среды - это комплексная проблема, требующая усилий всего человечества. Наиболее активной формой защиты окружающей среды от вредного воздействия выбросов промышленных предприятий является полный переход к безотходным и малоотходным технологиям и производствам. Это потребует решения целого комплекса сложных технологических, конструкторских и организационных задач, основанных на использовании новейших научно-технических достижений [12].
Одна из самых серьезных проблем - потребление электроэнергии. С увеличением количества компьютерных систем, внедряемых в производственную сферу, увеличится и объем потребляемой ими электроэнергии, что влечет за собой увеличение мощностей электростанций и их количества. И то и другое не обходится без нарушения экологической обстановки. Рост энергопотребления приводит к таким экологическим нарушениям, как:
изменение климата накопление углекислого газа в атмосфере Земли (парниковый эффект);
загрязнение воздушного бассейна другими вредными и ядовитыми веществами;
загрязнение водного бассейна Земли;
опасность аварий в ядерных реакторах, проблема обезвреживания и утилизации ядерных отходов;
изменение ландшафта Земли.
Из этого можно сделать вывод, что необходимо стремиться к снижению энергопотребления, то есть разрабатывать и внедрять системы с малым энергопотреблением. В современных компьютерах, повсеместно используются режимы с пониженным потреблением электроэнергии при длительном простое. Стоит также отметить, что для снижения вреда, наносимого окружающей среде при производстве электроэнергии, необходимо искать принципиально новые виды производства электроэнергии [12].
При производстве, в том числе производстве программных продуктов, возникает необходимость утилизировать производственные отходы, в качестве которых в данном случае выступают бумажные отходы (макулатура) и неисправные детали персональных компьютеров. Бумажные отходы должны передаваться в соответствующие организации для дальнейшей переработки во вторичные бумажные изделия. Неисправные комплектующие персональных компьютеров должны передаваться либо государственным организациям, осуществляющим вывоз и уничтожение бытовых и производственных отходов, либо организациям, занимающимся переработкой отходов [13]. Второй вариант является более предпочтительным, так как переработка отходов является перспективным направлением развития технологии и позволяет сберегать природные ресурсы.
Также в ходе производства возникает необходимость отводить сточные воды. Они должны передаваться организации, занимающейся очисткой сточных вод, по специальному изолированному трубопроводу. Если сточные воды не соответствуют требованиям принимающей организации, то необходимо организовать их очистку в пределах предприятия с помощью специальных очистных сооружений [13]. В данном случае специальная очистка не требуется и сточные воды подаются напрямую в канализационную систему ТомскВодоКанала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итогом выполнения ВКР является программное обеспечение подсистемы синтеза катализатора опытного производства.
Была поставлена задача создания программного обеспечения подсистемы синтеза магнийсодержащего носителя (катализатора) на базе микропроцессорного контроллера Delta V фирмы Emerson.
В ходе выполнения дипломного проекта была реализована поставленная задача управления. В процессе реализации основную сложность представляла собой реализация управления азотными режимами и однотипность этого управления для всех аппаратов. Эта проблемы была решена с помощью создания отдельного библиотечного модуля с организацией в нем логики управления клапанами. Решение всех задач управления процессом синтеза реализовано на языке ДФБ с использованием элементов структурированного текста.
В ходе работы над данным проектом были подробно рассмотрены техническая документация по микропроцессорному контроллеру Delta V фирмы Emerson и технологический регламент управления синтезом катализатора, а также изучена технологическая схема синтеза носителя. Выявлены сигналы непосредственно участвующие в схеме синтеза носителя, составлены таблицы контролируемых и измеряемых параметров, а также разработана схема информационных потоков. Рассмотрены алгоритмы всех задач синтеза и их реализация в виде схем технологического программирования для системы Delta V.
Спроектированное программное обеспечение подсистемы синтеза катализатора является частью автоматизированной системы управления опытной установкой производства нанесенных катализаторов полимеризации олефинов на опытно-экспериментальном производстве ООО «Томскнефтехим».

CONCLUSION

As a result of FCW there is developed software of a subsystem of synthesis of the catalyst of pilot production.
There was a task in view of a originating of the software of the subsystem of synthesis catalyst of pilot production on the basis of microprocessor controller Delta V of company Emerson.
In the course of performing of the FCW the control’s task was solved. In the course of realisation the basic complexity was represented by management realisation by nitric modes and uniformity of this management for all devices. This ball problems is solved by means of creation of the separate library module with the organisation in it of logic of management of valves. The decision of all problems of management is realised by synthesis process in language FBD with using of elements of the structured text.
In the course of the given project have been in detail considered engineering specifications on microprocessor controller Delta of V company Emerson and the documentation on object of management, and also the technological scheme of synthesis of the carrier is studied. Signals directly participating in the scheme of synthesis of the carrier are revealed, tables of controllable and measured parametres are made and the review of gauges of analogue signals is made for specification drawing up. Algorithms of all problems of synthesis and their realisation in the form of schemes of technological programming for system Delta V are considered.
The designed software of a subsystem of synthesis of the catalyst is a part of the automated control system of skilled installation of manufacture of the put catalysts of polymerisation of olefin on skilled-experimental manufacture of Open Company "Tomskneftexim".
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ГОСТ 12.0.003-74 “ССБТ. Опасные и вредные факторы. Классификация”.
ГОСТ 12.1.005-88 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
ГОСТ 12.1.004–76 и ГОСТ 12.1.010 – 76. Основы противопожарной защиты предприятий.
ГОСТ 50923-96 Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие эргономические требования и требования к производственной среде. Методы измерения.
ГОСТ 12.2.032-78 Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.
СанПиН 2.2.2.542-96 “Гигиенические требования к ВДТ, ПЭВМ и организация работы”.
СанПин 2.2.4/2.1.8.562-96 Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки.
СанПиН 2.2.548-96 Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.
СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение.
СН 512-78 Инструкция по проектированию зданий и помещений для электронно-вычислительных машин.
СН 245-71 Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий.
Охрана окружающей среды /Под ред. С. В. Белова. – М.: Высш. шк., 1991 г.
Безопастность жизнедеятельности /Под ред. С. В. Белова. – М.: Высш. шк., 1999 г.
Проектирование систем автоматизации ТП. Справочное пособие/ Под общ. ред. Клюева А.С.-М.:Энергоиздат, 1990г.
Деменков Н.П. Разработка АСУ ТП на базе промышленных контроллеров и систем оперативного управления/ Приборы и системы управления, №3, 1998г.
Техническая документация по микропроцессорному контроллеру Delta V фирмы Emerson.
Технологический регламент управления синтезом катализатора.
Лекции по дисциплине «Автоматизированные системы управления».

Приложение 1. DESCRIPTION OF AUTOMATION OBJECT

1.1 Description of technology of synthesis of magnesium-bearing alloy

The technological process of synthesis magnesium-bearing alloy includes:

·
·preparation for synthesis;

·
·dispension of solutions of organomagnesium combination and tetraethoxycilane (TEOS) in a reactor in dibutyl ether medium (DEM);

·
·heat treatment of a reaction mixture;

·
·sluicing a hard product;

·
·modifying a hard product by spirits and titan: serial processing by the solution of ethyl spirit and then by the solution of tetraethoxytitane (TEOT) in heptane;

·
· sluicing magnesium-bearing alloy;

·
·unloading the magnesium-bearing alloy from the reactor;

·
·preparation for following synthesis.

1.1.1 Preparation for synthesis

The synthesis of magnesium-bearing alloy is carried out in the reactor (pos. Р-301) or in the reactor (pos. Р-302). The reactor (pos. Р-301) represents a vertical cylindrical device with a jacket for heating and cooling equipped with a propeller mixer. The reactor is equipped by two movable siphons (one with the filter, another without the filter) for pressing mother water and sluicing solutions in the mode of filtration or by decantation. Also the reactor is equipped with a device for sluicing of dibutyl ether, "shower", and a run-down box, and also equipped with reflective partitions (4 pieces) for the reduction of spraying and suppressing the funnel formed at the rotation of a mixer.
The reactor (pos. Р-302) represents a vertical cylindrical device with a jacket for thermostatting and is equipped similarly to the reactor (pos. Р-301), but it does not have the run-down box, and movable siphons are established on the same connecting pipe alternately.
For the maintenance in the jackets of reactors of the given temperature in devices a coolant is passed, which is diathermic oil that heats up or is cooled in the unit of thermostatting. The introduction of direct "hot" or "cold" oil in the jacket of the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) is carried out by switching over into the corresponding position the three-way valve, established at the input in the jacket of the reactor, with the warning alarm of the position of the valve. And to each of these positions of the valve on an input in a jacket of reactor there corresponds the position of the three-way valve, established on an exit from the jacket of reactor that allows "hot" oil to return in "pos. Е-602/2", capacity for the storage of "hot" oil and "cold" oil to return in "pos. Е-602/1", capacity for the storage of "cold" oil.
Before the beginning of the synthesis of the magnesium-bearing alloy, the drained raw material arrives in corresponding capacities to the synthesis unit.
A calculated quantity of heptane is given by the pressure of nitrogen through the pipe of overpressing into a container (pos. М-311), representing a vertical cylindrical device with capacity 0,35 m3. Also in a jacket is passed "hot" oil for heating heptane before introduction sluicing of magnesium-bearing alloy in the reactor (pos. Р-301 (Р-302)). The introducnion of heptane from "pos. М-311" for the further conducting technological process is carried out through the bottom connecting pipe on the pipeline.
A calculated quantity of dibutyl ether is given by the pressure of nitrogen through the pipe of overpressing into a container (pos. М-313), representing the vertical cylindrical device with capacity 0,35 m3. The introduction of an aether from "pos. М-313" for the further conducting technological process is carried out through the bottom connecting pipe on the pipeline.
A calculated quantity of chlorbenzene is given by the pressure of nitrogen through the pipe of overpressing into a container (pos. М-312), representing a vertical cylindrical device with capacity 0,4 m3. The introduction of chlorbenzene from "pos. М-312" for the further conducting technological process is done through the bottom connecting pipe on the pipeline.
A calculated quantity of organomagnesium combination is given by the pressure of nitrogen through the pipe of overpressing into a container (pos. М-314), representing a vertical cylindrical device with capacity 0,25 м3. The introduction of organomagnesium combination from "pos. М-314" for the further conducting on of the technological process is done through the bottom connecting pipe on the pipeline.
The solution of TEOS in dibutyl ether is prepared in capacity (pos. М-315), representing a vertical cylindrical device with a mixer and capacity 0,15 m3. For the preparation of solution of TEOS into a container (pos. М-315) alternatively are loaded calculated quantities of dibutyl ether and TEOS.
Composite TEOS and DEM is mixed for not less than 5 minutes.
The introduction of the solution TEOS in dibutyl ether from "pos. М-315" for the further conduction of technological process is done through the bottom connecting pipe on the pipeline.
Before the synthesis the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) is washed out by dibutyl ether through "shower" which in necessary quantities is given from "pos. М-313", or from "pos. Е-103/2", or through the pump (pos. Н-103). The mass fraction of moisture in dibutyl ether which should be no more than 5 ppm is controlled in advance. In the reactor (pos. Р-301) through "shower" dibutyl ether in number of 500 liter is given, into the reactor (pos. Р-302) - 130 liter. Then the mixer is switched on a reactor is thermoestablished at temperature (70-80) оС. Washing is carried out not less than 20 minutes and then the temperature in the reactor is reduced to less than 40 оС. The DEM is unloaded by the pressure of nitrogen in "pos. Е-306" through the reactor bottom through the cutoff valve (pos. HSA-306), where it is stored for the preparation of the next synthesis and is used repeatedly for reactor washing. The introduction of DEM from capacity (pos. Е-306) is carried out through the counter (pos. FQIRSAH-306/1) with the automatic closing of a cutoff valve (pos. HSA-306/1). The capacity (pos. Е-306) represents the vertical cylindrical device with capacity 1 м3, equipped with the index of level of type "Klinger".
After the reactor washing, there is possibility of the removal of the sedimentation of the catalyst from "pos. Е-306" through the pump (pos. Н-305) in the collection-container of mother waters (pos. Е-307) is provided, it is possible to have the recycling of dibutyl ether from "pos. Е-306" through the pump (pos. Н-305) with return to (pos. Е-306).
The pump (pos. Н-305) works in two operating modes:
1. "Work with pos. Е-306"

·
·recycling dibutyl ether with return to "pos. Е-306";

·
·clearing "pos. Е-306" from DEM with the sedimentation of the magnesium-bearing alloy in "pos. Е-307";
2. "Work with pos. Е-307"

·
· recycling mother waters with return to "pos. Е-307";

·
·clearing "pos. Е-306" from DEM with the sedimentation of the magnesium-bearing alloy in "pos. Е-307";

·
·clearing "pos. Е-307" on external installation.
After washing, the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) is ventilated by nitrogen during 5 minutes. In the reactor, which has been washed out by dibutyl ether and cleaned out by nitrogen, from capacity (pos. М-313) a certain calculated quantity of DEM is given then pressure of nitrogen is dumped to 0 МPascal and ventilation is finished. The system of temperature’s regulation is switched on and the reactor is thermoestablished at the included mixer, at the adjusted temperature (5-35) оС during (20-30) minutes.
From the container (pos. М-313) in the miniamalgamator (pos. МС-301 (МС-302)) dibutyl ether is given before the liquid appearance in the run-down box (pos. FS-301, FS-302 (FS-305, FS-306)), then the cutoff armature between miniamalgamator and run-down box is closed to avoid uncontrollable ingress of solutions in the miniamalgamator.
The pipeline on which dispensing of organomagnesium combination is executed, is filled with a dispensing component before its appearance in the run-down box (pos. FS-302 (FS-306)).
The pipeline on which the dispensing of solution TEOS is executed, is filled by dispensing component before its appearance in a run-down box (pos. FS-301 (FS-305)).
Stop valve after run-down box is closed.
After filling in miniamalgamator and pipelines, in a jacket (pos. МС-301 (МС-302)) and the heat exchanger (pos. Т-301 (Т-302)) the coolant is given and the temperature (5-10) оС is reached.
The miniamalgamator (pos. МС-301 (МС-302)) represents a vertical device with capacity 0,000085 m3 with a mixing device which having the possibility of regulation of the number of turns of a shaft from 150 to 1000 turn/minute. The device is supplied by a jacket for cooling. The control of work of a mixer (pos. HСSA-301/1м (HСSA-302/1м)) is provided.
The heat exchanger (pos. Т-301 (Т-302)) is the vertical cylindrical device with two coils. The surface of heat exchange for organomagnesium combination is 0,41 m2, while the surface of heat exchange for TEOS is 0,23 m2.

1.1.2 Stage of dispensing

Mixers in the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) and the miniamalgamator (pos. МС-301 (МС-302)) are switched on and a necessary speed of mixing is established. The stop valve is opened on the pipelines, which feed reagents in miniamalgamator and a line, connecting miniamalgamator with the reactor. Dosing pumps (pos. G-301, G302) are switched on and the dispensing of solutions organomagnesium combination (from pos. М-314) and TEOS (from pos. М-315) is executed. The correlation of flow organomagnesium combination to TEOS should be equal 2:1.
Depending on the modification of the received magnesium-bearing alloy, the duration of dispensing time changes from 2 to 12 hours and more. The time of preliminary mixing in the miniamalgamator is from 8 to 60 seconds. It is defined by the capacity of the miniamalgamator and the speed of dispensing the components. The speed of dispensing the solutions МОС and TEOS during synthesis is kept to be a constant, as well as keeping the established correlation of volume speeds.
During the dosing of components in the reactor (pos. Р301 (Р-302)) the constant temperature of (35-40) оС is held.
In the process of dispensing the speed of mixing in the reactor increases (1,5-2) times. The quantity of turns of the engine of the mixer (pos. HCSA-301m (HCSA -302m)) is regulated automatically by means of the frequency converter (pos. LIRCSAHL-301 (LIRCSAHL-302)) depending on the change of liquid level in the reactor.

1.1.3 Stage of heat treatment

After the dispensing termination, the heat treatment of the reactionary mix in the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) is executed on a following mode:

·
·the reactionary mix is kept during 0,5 hour at the temperature of dispensing (35-40) оС;

·
·the temperature is evenly raised from that of dispensing (35
·40) оС to (60-70) оС during (0,5-2) hours;

·
·endurance at (60-70) оС during (1-2) hours.

1.1.4 Stage of washing

Upon the termination of the heat treatment, the mixing in the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) is stopped (the mixer is stopped) and the sedimentation of the mixture in the reactor is executed during (45-60) minutes.
The liquid phase is deleted from the reactor in the collection of mother waters (pos. Е-307), representing a vertical cylindrical device with capacity 6,3 m3.
The removal of the liquid phase from the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) is executed step by step, at gradual immersion of a mobile siphon up to appearance of the suspension of the magnesium-bearing alloy in the run-down box (pos. FS-303 (FS-307)).
The possibility of removal of mother waters from "pos. Р-301 (Р-302)" is provided by means of a mobile siphon with a filter. In this case the sediment of suspension of the magnesium-bearing alloy is not executed, the reactor mixer is switched off, and the mobile siphon falls to the bottom a reactor. After that the mother waters are moved through the filter, which has been built in the siphon by the pressure of nitrogen in "pos. Е-307". The control of the process of the moving is executed in accordance with the run-down box (pos. FS-304).
Then quadruple washing of the magnesium-bearing alloy is executed at temperature (50
·60) оС. For this purpose in "pos. М-311" the necessary quantity of drained heptane is accepted. "Hot" oil is moved to the jacket (pos. М-311) and the heptane is warmed up to temperature (50-60) оС. The warmed heptane is moved into the reactor through the bottom (pos. М-311). The reactor mixer is switched on, the temperature (50
·60) оС is established and sluising during 20 minutes is executed. Then mixing is stopped, the sedimentation is executed during (30-40) minutes, and then the decanting of the washing solution takes place through a mobile siphon, through a run-down box (pos. FS-303 (FS-307)) in "pos. Е-303". The possibility of removal of the washing solution from the reactor is provided through a mobile siphon with a filter. In this case the sedimentation of the suspension of the magnesium-bearing alloy is not executed, the reactor mixer is switched off, and the mobile siphon falls on the bottom of the reactor. After that mother waters through the filter, which has been built in the siphon, are moved by the pressure of nitrogen in "pos. Е-303".
The washing operation repeats three more times. The washing solution after the first and second washing goes in "pos. Е-303", and after the third and fourth washings - in "pos. Е-304/1" and is used as the washing solution of the first and second washing for the next synthesis of the magnesium-bearing alloy. The washing solution comes back into the reactor by the pipeline through the counter (pos. FQIRSAH-304) with a task possibility of giving the necessary quantity of a solvent with automatic closing cutoff valve (pos. HSA-304) at the achievement of the adjusted quantity on symbolic circuit ASU TP.
In case of using the returned washing solutions as solvent for the first and second washing, for the third and fourth washing pure solvent from "pos. М-311" or from "pos. Е-101/2" is used.
The possibility of a ventilating by nitrogen the pipeline of introduction of returnable washing solutions through bypass (pos. FQIRSAH-304, HSA-304) in "pos. Е-303, Е-304/1, Е-304/2" is provided.
The collection-container of washing solutions (pos. Е-303) represents a vertical cylindrical device capacity with 1 m3, intended for gathering the washing solution after the first and second washing of the magnesium-bearing alloy.
Possibility of clearing of washing solutions (pos. Е-303) in collection-containerthrough the pump (pos. Н-304) is provided on external installation, and also it is possible to have a recycle of the washing solution from "pos. Е-303" through the pump (pos. Н-304) with return to "pos. Е-303".
The collection-container of washing solutions (pos. Е-304/1) represents a vertical cylindrical device with capacity 1 m3, intended for gathering of washing solution after the third and fourth washing of the magnesium-bearing alloy with the following return to "pos. Р-301 (Р-302)" as a solvent for the first and second washings of the magnesium-bearing alloy of the next synthesis.
There is a possibility of clearing the washing solutions (pos. Е-304/1) in collection-container through the pump (pos. Н-304) on the external installation, and also it is possible to recycle the washing solution from "pos. Е-304/1" through the pump (pos. Н-304) with return to "pos. Е-304/1".
The pump (pos. Н-304) works in three modes:
1. "Work with pos. Е-303":

·
·recycle of a washing solution with return to "pos. Е-303";

·
·return of a washing solution to the reactor (pos. Р-301 (Р-302));

·
·clearing "pos. Е-303" on external installation.
2. "Work with pos. Е-304/1":

·
·recycle of a washing solution with return to "pos. Е-304/1";

·
·return of a washing solution to the reactor (pos. Р-301 (Р-302));

·
·clearing "pos. Е-304/1" on external installation.
3. "Work with pos. Е-304/2":

·
·recycle of a washing solution with return to "pos. Е-304/2";

·
·return of a washing solution to the reactor (pos. Р-301 (Р-302));

·
·clearing "pos. Е-304/2" on external installation.

1.1.5 Stage of activation

The activation stage is done for the preparation of the activated magnesium-bearing alloy.
In a laboratory of department 502, ethyl spirit is absolutised, and airtight calculated quantities of ethyl spirit are loaded under nitrogen into a portable container (pos. Х-301) preliminary ventilated by nitrogen, and representing a portable vertical vessel with capacity 0,002 m3. The container is equipped by a stationary siphon and connecting pipe with a stop valve for connecting through a flexible hose the pipelines of ventilation and nitrogen.
The reactor (pos. Р-302 (Р-402)) is used in the synthesis of the magnesium-bearing alloy in "pos. Р-301 (Р-302)" for the preparation of ethanol and TEOS solutions and dispensing activating solutions in the reactor with the magnesium-bearing alloy through the pump (pos. Н-303).
In the reactor (pos. Р-302 (Р-402)) is given the calculated quantity of heptane from "pos. М-311" or a returnable washing solution from "pos. Е-304/1". The ethanol from "pos. Х-301" is passed over through a flexible hose by nitrogen in "pos. Р-302 (Р-402)"; the mixer is switched on, and the mix is mixed for not less than 5 minutes.
After executing the third washing of the magnesium-bearing alloy in a reactor (pos. Р-301 (Р-302)) the additional portion of heptane from "pos. М-311" or a returnable washing solution from "pos. Е-304/2" is loaded. The system of temperature regulation is turned on and the reactor contents, while being mixed, are thermoestablished at temperature (10-15) оС during 0,5 hour. Then while mixing the suspension of the magnesium-bearing alloy in the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) from "pos. Р-302 (Р-402)" through a diaphragm dosing pump (pos. Н-303) the ethanol solution is given. Dispensing is executed at a constant temperature during 1 hour. After the dispensing termination, the suspension of the magnesium-bearing alloy is carried out at (10-15) оС during 0,5 hour.
In the laboratory of department 502 airtight under nitrogen in the portable container (pos. Х-302), preliminary is ventilated by nitrogen, calculated quantities of TEOT are loaded.
The container (pos. Х-302) represents a portable vertical vessel with capacity 0,007 m3, equipped a stationary siphon and a connecting pipe with a stop valve for connection through a flexible hose of pipelines ventilation and nitrogen.
In the reactor (pos. Р-302 (Р-402)) a calculated quantity of heptane is passed from "pos. М-311" or a returnable washing solution from "pos. Е-304/2". After the washing solution from "pos. Е-304/2" has been sent, the pipeline of the returnable washing solution is ventilated by nitrogen from the reactor (pos. Р-301 (Р-302, Р-402)) through bypass (pos. FQIRSAH-304, HSA-304) in "pos. Е-304/2".
TEOT from "pos. Х-301" through a flexible hose is pressed over by nitrogen in reactor (pos. Р-302 (Р-402)), the mixer is switched on, and the mix is mixed for not less than 10 minutes.
While mixing the suspension of the magnesium-bearing alloy in the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) from the reactor (pos. Р-302 (Р-402)) through a diaphragm dosing pump the solution of TEOT is given. Dispensing is executed at the constant temperature (10-15) оС during 1 hour.
After the termination of dispensing the solution TEOT, the even raising of temperature, 0,3 оС in a minute, is executed in the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) from (10-15) оС to 30 оС during 1 hour.
Further, the reactionary mix is maintained during 2 hours at 30 оС.
Then with the switched-off mixer is executed, the sedimentation of the magnesium-bearing alloy during (30-40) minutes. After the sedimentation of the suspension of the magnesium-bearing alloy and decanting the liquid phase from the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) into collection-container (pos. Е-303), the magnesium-bearing alloy is washed once by heptane at 30 оС (for the washing there is used pure heptane from "pos. Е-311"). After the sedimentation of suspension the washing solution is deleted in the collection (pos. Е-304/2), also is used repeatedly for the preparation of the suspension of the magnesium-bearing alloy for activation in "pos. Р-301 (Р-302)" and preparations of activating solutions in "pos. Р-302 (Р-402)".
The possibility of removal of washing solutions from "pos. Р-301 (Р-302)" is provided through a mobile siphon a filter. In this case the sedimentation of the suspension of the magnesium-bearing alloy is not executed, the reactor mixer is switched off and the mobile siphon falls to the bottom of the reactor. After that the washing solution through a filter, which has been built in a siphon is pressed over by nitrogen in "pos. Е-303" or in "pos. Е-304/2".
The collection-container of washing solutions (pos. Е-304/2) represents a vertical cylindrical device with capacity 1 m3, intended for gathering the washing solution after washing of the activated magnesium-bearing alloy with the following return to "pos. Р-301 (Р-302, Р-402)" as a solvent for the preparation of activation solutions and preparation of suspension of the magnesium-bearing alloy at the stage of activation of the next synthesis.
The possibility of clearing of "pos. Е-304/2" through the pump (pos. Н-304) in collection-container of washing solutions on external installation is provided, and also it is possible to have the recycle of the washing solution from "pos. Е-304/2" through the pump (pos. Н-304) with return to "pos. Е-304/2".
With the synthesis of the activated magnesium-bearing alloy, only the third washing at the stage of synthesis of the magnesium-bearing alloy is used again (through the container (pos. Е-304/1) it goes on the first washing of the magnesium-bearing alloy in the next synthesis). Washing of the activated magnesium-bearing alloy is used again in the next synthesis, which is gathered in the container (pos. Е-304/2) and is used for the preparation of suspension of the magnesium-bearing alloy in the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) at the stage of activation and preparation of ethanol and TEOT solutions in "pos. Р-302 (Р-402)".
Washing with pure heptane "pos. Е-303, Е-304/1, Е-304/2" is provided as a variation.

1.1.6 Unloading magnesium-bearing alloy

After the fourth washing of the magnesium-bearing alloy in the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) a calculated quantity of heptane from "pos. М-311" is given for the preparation of suspension of the magnesium-bearing alloy of the adjusted concentration. After the giving of heptane, the suspension is mixed for not less than 5 minutes.
For magnesium-bearing alloy quality check up with the mixer, the selection of a sample from the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) is executed through a sliding siphon without a filter. Samplers on mobile siphons of reactors are equipped by pipelines of nitrogen for the maintenance of cleanliness and safety of the selection of the sample. Feeder of nitrogen is equipped with a diaphragm in diameter of 0,8 mm (before the selection of a sample, the sampler and flask is ventilated by nitrogen, the process of selection of the sample is possible at a small current of nitrogen).
The suspension of the magnesium-bearing alloy from the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) at constant mixing is unloaded in the container (pos. Х-300 (Х-304/1,2)). The container (pos. Х-300 (Х-304/1,2)) is preliminary released from a product, is washed by heptane, then ventilated and filled by nitrogen. Before the unloading of suspension of the magnesium-bearing alloy, the control ventilation is executed by the nitrogen of pipelines of unloading from the reactor with pressure decrease through "pos. Е-306".
The container (pos. Х-300) represents a vertical cylindrical vessel with capacity 0,2 m3.
The containers (pos. Х-304/1,2) represent vertical cylindrical vessels with capacity 0,2 m3 each.
Before loading the suspension of the magnesium-bearing alloy, the container (pos. X-300 (Х-304/1,2)) is weighed on scales. After weighing by means of quick-detachable connection, the container is connected to the unloading connecting pipe of the reactor (pos. Р-301 (Р-302)). The filled container is weighed again, the weight of the loaded suspension of the magnesium-bearing alloy is adjusted.
The possibility of an unloading the suspension of the magnesium-bearing alloy into homogenizer (pos. Е-305) is provided for gathering and homogenization of several segments of the magnesium-bearing alloy (integration and averaging of segments of the magnesium-bearing alloy).
The homogenizer (pos. Е-305) represents a vertical cylindrical device with a conic bottom, anchor mixer, jacket and capacity 0,63 m3. The safety alarm of the work of the mixer (pos. HSA-305m) is provided. The device is equipped with a mobile siphon for sampling the magnesium-bearing alloy suspension and for adjusting the quantity of solvent with possibility of removal heptane parts in "pos. Е-303".
Samplers on the mobile siphon and on unloading connecting pipe (pos. Е-305) are equipped with pipelines of nitrogen for the maintenance of cleanliness and safety of the selection of a sample.
For the maintenance of the adjusted temperature in homogenizer, in its jacket the coolant - diathermic oil is given, which is heated up or cooled in the knot of thermostating.
The suspension of the magnesium-bearing alloy from the homogenizer (pos. Е-305) with constant mixing is unloaded into the container (pos. Х-300 (Х-304/1,2)).
The possibility of washing the homogenizer a pure heptane with an unloading washing heptane in "pos. Е-303, Е-304/1,2" is provided.
The suspension of magnesium-bearing alloy in the container after weighing is a finished product and can be sent the consumer.

1.1.7 Preparation for the next synthesis

Upon the termination of dispensing of solutions organomagnesium combination and TEOS, the miniamalgamator (pos. МС-301 (МС-302)) is washed by pure, dried dibutyl ether. For that the stop valve on of the solutions of organomagnesium combination and TEOS in miniamalgamator before "pos. FS-301, FS-302 (FS-305, FS-306)" is closed and also DEM is given in a bottom of the miniamalgamator before the appearance of DEM in the run-down boxes, the stop valve before run-down boxes is closed, the miniamalgamator mixer is switched on and the washing during 15 minutes is executed. The miniamalgamator mixer is stoped, and a calculated quantity of DEM washes it from below with a downthrow through "pos. FS-301, FS-302 (FS-305, FS-306)" in "pos. Е-307". The miniamalgamator is ventilated by nitrogen for not less than 20 minutes with pressure downthrow through "pos. Е-307".
The possibility of washing is provided with the help of a calculated quantity of dibutyl ether of solutions introduction pipelines of organomagnesium combination and TEOS through pumps (pos. G-301, G-302), through valve of assemblages (pos. FQCSV-304/1, FQCSV-305/1), through coils of heat exchangers (pos. Т-301, Т-302), through miniamalgamator (pos. MS-301 (МС-302)) downwards with a throw in "pos. Е-307". Washed pipelines are ventilated by nitrogen for not less than 20 minutes with downthrow of pressure through "pos. Е-307".
After the unloading of the magnesium-bearing alloy, the reactor (pos. Р-301 (Р-302)) is washed out once by dibutyl ether at temperature (70
·80) оС. This dibutyl ether with the remainderes of particles of the magnesium-bearing alloy is gathered in the collection (pos. Е-306) where there is the suspension sedimentation. In the next synthesis DEM from "pos. Е-306" is used again through the unloading pipe for washing the reactor (pos. Р-301 (Р-302)). After five similar operations of washing DEM from the reactor and accumulated at washings in "pos. Е-306" particles of the magnesium-bearing alloy are slurried by means of the pump (pos. Н-305) and are passed over in "pos. Е-307". In case of preparation of a sub-standard party of the magnesium-bearing alloy, this product also goes in "pos. Е-307".

Приложение 2. Программа библиотечного модуля азотных режимов

Приложение 3. Программа управления азотными режимами N3_Azot_М311-315

Приложение 4. Программа управления азотными режимами N3_Azot_E303
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Приложение 5. Программа управления азотными режимами N3_Azot_P301_302


Приложение 6. Программа управления синтезом катализатора N3_Contr_M311
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Приложение 7. Программа управления синтезом катализатора N3_Contr_E306_E303
13 SHAPE \* MERGEFORMAT 1415

Приложение 8. Программа управления синтезом катализатора N3_Contr_P301-P402
Приложение 9. Программы регулирования технологических параметров
N3_REG_F304

N3_REG_F305

N3_REG_P314


N3_REG_P315

N3_REG_T301

N3_REG_T301_1



N3_REG_T301_2

N3_REG_T301_3

N3_REG_T302





N3_REG_T302_1

N3_REG_T302_2

N3_REG_T302_3

N3_REG_T305


N3_REG_T311

N3_REG_T402

N3_REG_G301



N3_REG_G302

N3_REG_M301

N3_REG_M302

N3_REG_M402












Приложение 11. Технологическая схема синтеза носителя








13PAGE 15


13 PAGE \* MERGEFORMAT 14415


13PAGE 15


13PAGE 141815


13PAGE 15


13PAGE 145615


13PAGE 15


13PAGE 1412615





Приложенные файлы

  • doc 17711797
    Размер файла: 6 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий