Дипломная (вкр): Автоматизация технологического процесса абсорбционной очистки природного газа на 1У372

Сертификат соответствия № РОСС.RU.ГБ05.В00747.

Разрешение Федеральной службы по экологическому, техническому и атомному надзору №РРС 04-9163.

Клапан электромагнитный ММММ.306577.001-02 предназначен для обеспечения управления пневматическими исполнительными механизмами в автоматизированных системах управления технологическими процессами и машинами взрывоопасных производств. Клапаны предназначены для работы во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок в соответствии с главой 7.3 ПУЭ, в которых возможно образование газа и паровоздушных смесей категорий IIA, IIB, IIC, групп T1 - Т6 по ГОСТ 12.1.011.

Технические характеристики:

питание 24 В постоянного тока;

управление работой в сети сжатого воздуха с давлением до 0.6 МПа;

взрывозащищённого исполнения 1ExdIICT6 по ГОСТ 12.2.020;

рабочие значения температуры воздуха от (-50 до +40) °С.

Электропневматический позиционер(ЭПП) фирмы SAMSON (тип 3767)

Позиционеры обеспечивают заданное согласование положения исполнительного блока и управляющего сигнала. Эти приборы сопоставляют управляющий сигнал управляющего или регулирующего устройства с положением исполнительного блока и управляют пневматическим давлением сервопривода (Pst) в качестве выходной величины.

Эти позиционеры обладают рядом специфических свойств: любое монтажное положение, возможность использования как в нормальном режиме. Так и в режиме разделенного диапазона, выгодные динамические характеристики, пренебрежительно малое влияние вспомогательной энергии, регулируемый диапазон Р, адаптируемая подача воздуха, малый расход вспомогательной энергии, особо малое влияние тряски, компактное исполнение, не требующее больших усилий для техобслуживания.

Исполнение для взрывоопасных производств с взрывозащитой типа «искробезопасность EEx ia II T6».

Таблица 2.8 - Технические характеристики ЭПП SAMSON 3767

Термоэлектрический преобразователь Метран ТСПУ 276 - Ех (см. рисунок 2.23). ТСПУ развивает электродвижущую силу при изменении температуры рабочего спая. Встроенный в голову датчика измерительный преобразователь преобразует э.д.с. в унифицированный выходной сигнал 4-20 мА, что дает возможность построения АСУ без применения дополнительных нормирующих преобразователей.

Рисунок 2.22 - Внешний вид термоэлектриразователей Метран ТСПУ 276

Внесены в Госреестр средств измерений под №21968-01, сертификат №10993.

Термопреобразователи ТСПУ-276 Ех могут эксплуатироваться во взрывоопасных зонах, в которых возможно образование взрывоопасных смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом категорий IIA, IIB и IIC, групп T1- Т6 по ГОСТ 12.1.011.

Модельный ряд термоэлектрических преобразователей выбранных для построения АСУ ТП 1У372 представлен в приложении №1.

Сигнализаторы загазованности Monitors модель 2602А - одноканальный контрольный модуль детекции сероводорода. Принцип действия основан на изменении сопротивления метало-оксидной пленки MOS, расположенной между двумя электродами полевого датчика при поглощении ее поверхностью (адсорбции) сероводорода.

Диапазон рабочих температур от (-40 до +60) оС.

Сигнализаторы СТМ10 - предназначены для непрерывного контроля довзрывоопасных концентраций в воздухе помещений и открытых пространств горючих газов, паров и их смесей.

Диапазон рабочих температур от (-60 до +50) оС.

Сигнализаторы General Monitors и СТМ10 являются автоматическими стационарными приборами, состоящими из блока сигнализации и питания и выносных датчиков.

Блоки сигнализации и питания выполнены в обыкновенном исполнении по ГОСТ 12997-84 и должны быть установлены за пределами взрывоопасной зоны.

Датчики газосигнализаторов General Monitors и СТМ10 выполнены взрывозащищенными с маркировкой iExdIICT4 по ГОСТ 12.2.020-76. Степень прочности оболочки датчика высокая по ГОСТ 22782.0-81.

Датчики могут эксплуатироваться во взрывоопасных зонах, в которых возможно образование взрывоопасных смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом категорий IIA, IIB и IIC, групп T1- Т4 по ГОСТ 12.1.011.

Питание сигнализаторов от сети переменного тока с напряжением 220 ± 15 % В.

Средняя наработка на отказ по каждому каналу сигнализаторов 60000 часов.

.5 Расчет надежности ПТК

.5.1 Методика расчета

Надежность - свойство системы сохранять во времени в восстановленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность системы выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях эксплуатации.

Объектом расчета надежности является автоматизированная система управления технологическими процессами 1У372 Оренбургского ГПЗ.

Оцениваемыми показателями надежности являются:

показатель безотказности;

показатель ремонтопригодности.

Система является восстанавливаемой в процессе применения.

Неработоспособным состоянием системы считается:

прекращение сбора, обработки, передачи, представления информации, выход погрешности измерения технологических параметров за допустимые пределы, искажение информации или не предоставление ее оперативному персоналу (информационная функция системы);

прекращение формирования или передачи команд управления, выдача ложных команд (функция управления системы);

отсутствие любой команды управления, формируемой системой САУ или ПАЗ при наличии аварийной ситуации на объекте управления, либо выдача любой команды управления при отсутствии аварийной ситуации на объекте (функция защиты системы).

Показатель ремонтопригодности опущен, т.к. на восстановление работоспособности АСУ ТП из-за вышедшего из строя элемента программно-технического комплекса уйдет не больше 0,5 часа.

Для расчета свойств, составляющих надежность, и комплексных показателей надежности используем структурный метод расчета - основанный на представлении объекта в виде логической (структурно-функциональной) схемы (в соответствии с ГОСТ 27.301-95).

Предполагаем, что как вся система, так и любой ее элемент могут находиться только в одном из двух возможных состояний - работоспособном и неработоспособном и отказы элементов независимы друг от друга. Состояние системы определяется состоянием элементов и их сочетанием. Поэтому теоретически возможно расчет безотказности свести к перебору всех возможных комбинаций состояний элементов, определению вероятности каждого из них и сложению вероятностей работоспособных состояний системы.

Системой с последовательным соединением элементов называется система, в которой отказ любого элемента приводит к отказу всей системы. Такое соединение элементов в технике встречается наиболее часто, поэтому его называют основным соединением. Считая отказы элементов независимыми, вероятность одновременно безотказной работы n элементов определяется по теореме умножения вероятностей:

Очевидно, что даже при высокой надежности элементов надежность системы при последовательном соединении оказывается тем более низкой, чем больше число элементов.

Если все элементы системы работают в периоде нормальной эксплуатации и имеет место простейший поток отказов, наработки элементов и системы подчиняются экспоненциальному распределению, т.е. можно записать:

Системой с параллельным соединением элементов называется система, отказ которой происходит только в случае отказа всех ее элементов. Такие схемы надежности характерны для систем, в которых элементы дублируются или резервируются, т.е. параллельное соединение используется как метод повышения надежности.

2.1.9 Расчет показателей надежности

Для расчета показателей надежности по функциям выполняемым АСУ ТП исходим из того, что система состоит из последовательно соединенных элементов (т.е. отказ хотя бы одного из них приводит к отказу всего соединения в целом).

Для информационной функции интенсивность отказа системы определяется по формуле:

где  - интенсивность отказов датчиков, ;

 - интенсивность отказов линии связи, ;

 - интенсивность отказов УСО, ;

 - интенсивность отказов ПЛК, ;

 - интенсивность отказов АРМ оператора, .

.

Следовательно, среднее время безотказной работы системы:

года.

Значение коэффициента надежности определяется по формуле:

Т.е. коэффициент надежности для времени в один год будет:

.

Вероятность безотказной работы в течении года:

.

Коэффициент готовности системы определяется по формуле:

где  - время восстановления элементов системы, .

.

Для управляющей функции интенсивность отказа системы определяется по формуле:

где  - интенсивность отказов исполнительных механизмов, .

.

Следовательно, среднее время безотказной работы системы:

года.

Коэффициент надежности для времени в один год будет:

.

Вероятность безотказной работы в течении года:

.

Для функции защиты интенсивность отказа системы определяется по формуле:

.

Следовательно, среднее время безотказной работы системы:

лет.

Коэффициент надежности для времени в один год будет:

.

Вероятность безотказной работы в течении года:

.

. Разработка программного обеспечения

.1 Структура программного обеспечения

Программное обеспечение (ПО) АСУ ТП 1У372 ГПЗ включает в себя следующие составные части:

Системное ПО - операционная система Windows XP SP2;

Фирменное ПО - пакет программ «I/A Series»;

Прикладное ПО - ПО созданное на основе пакета программ «I/A Series».

Пакет I/A Series включает в свой состав:- это графический редактор для создания и обслуживания дисплеев графического отображения динамики управления технологическим процессом. - это интерфейс пользователя системы серии I/A, то есть интерфейс между вами и технологическим процессом. FoxView позволяет вызвать другие прикладные программы;Historian - это прикладная программа с архитектурой клиент/сервер, которая позволяет выполнять процессы сбора, обработки и хранения данных предыстории;

Программа FoxCAE представляет мощную, работающую под Windows ХР систему, которая полностью автоматизирует процесс разработки баз данных для станций управления системы I/A Series.

Функции частей программного обеспечения

ПО системы позволяет реализовать следующие основные функции:

сбор и обработку входных аналоговых и дискретных параметров, формирование сигналов нарушения технологического регламента и аварийных ситуаций;

формирование на запоминающем устройстве архивов параметров;

формирование расчетных параметров;

выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы и запорную арматуру;