Разработка автоматизированной системы анализа соотношения азота и углерода в плаве карбамида

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка автоматизированной системы анализа соотношения азота и углерода в плаве карбамида



Содержание

Введение

1. Аналитический обзор существующих автоматизированных систем анализа содержания веществ и выбор варианта решения

1.1 Обзор и анализ существующих систем анализа содержания веществ

1.2 Формирование требований к системе

1.3 Выбор варианта решения

2. Разработка функциональной схемы

2.1 Функциональная схема автоматизированной системы анализа

2.2 Выбор оборудования

3. Структурная схема системы и её алгоритмизация

3.1 Структурная схема

3.2 Алгоритм работы

3.3 Электрическая схема соединений

4. Настройка, тестирование и отладка

4.1 Визуализация процесса

4.2 Тестирование системы и её отладка

Заключение

Список использованных источник



Введение

Химическая промышленность - одна из ведущих отраслей тяжелой индустрии - является научно-технической и материальной базой химизации народного хозяйства и играет исключительно важную роль в развитии реального сектора экономики, укреплению обороноспособности государства и в обеспечении жизненных потребностей общества. Она объединяет целый комплекс отраслей производства, в которых преобладают химические методы переработки предметов овеществленного труда (сырья, материалов).

В основе производственного процесса в химической промышленности чаще всего лежит преобразование молекулярной структуры вещества.

Одна из важнейших отраслей химической промышленности это производство минеральных удобрений.

Минеральные удобрения делят на простые и комплексные. Простые удобрения содержат один питательный элемент. Это определение несколько условно, так как в простых удобрениях, кроме одного из основных элементов питания, могут содержаться сера, магний, кальций, микроэлементы. Простые удобрения в зависимости от того, какой элемент питания в них содержится, подразделяются на азотные, фосфорные и калийные.

Комплексные удобрения имеют в своем составе два и более элемента питания и подразделяются на сложные, получаемые при химическом взаимодействии исходных компонентов, сложно-смешанные, вырабатываемые из простых или сложных удобрений, но с добавлением в процессе изготовления фосфорной или серной кислот с последующей нейтрализацией, и смешанные - продукт механического смешивания готовых простых и сложных удобрений.

В настоящий момент, одним из самых востребованных видов минеральных удобрений является карбамид (мочевина) - (NH2)2CO.

В Вологодской области, в городе Череповце на предприятии АО "ФосАгро-Череповец" действует крупнейшее в России и странах СНГ производство карбамида. Мощностью более 1 миллиона тонн в год. Круглосуточно работают два цеха по производству приллированного карбамида. На данный момент строится цех №3 уже по производству гранулированного карбамида.

Карбамид представляет собой бесцветные кристаллы легко растворимые в воде, спирте, жидком аммиаке, сернистом ангидриде. Температура плавления 132,7°C, плотность 1,33·103 кг/м3.

Формула карбамида:

(NH2)2CO (1)

где N - азот;

Н - водород;

С - углерод;

О - кислород.

Карбамид при нормальных условиях пожаро- и взрывобезопасен, не токсичен.

Карбамид упаковывают в клапанные бумажные и полимерные мешки по нормативно-технической документации. Навалом в железнодорожные вагоны типа "хоппер", минераловозы, а также в специализированные металлические контейнеры. Для розничной торговли продукт упаковывают в полиэтиленовые пакеты, массой не более 3 кг. Хранят в закрытых сухих складских помещениях. Контейнеры с карбамидом и транспортные пакеты допускается хранить на открытых площадках.

Транспортируют в упакованном виде и насыпью всеми видами крытого транспорта, кроме воздушного.

Выпускают карбамид двух марок: А - для использования в химической промышленности и животноводстве, и Б - для использования в сельском хозяйстве.

Одним из достоинств производства карбамида является относительная лёгкость его автоматизации и возможность обслуживания не большим количеством персонала.

Автоматизированные системы управления технологическими процессами могут рассматриваться как совокупность взаимосвязанных и обладающих технической, программной и эксплуатационной совместимостью технических средств и/или распределённых систем управления (РСУ): включающих в себя нижний уровень (полевой) - датчики, запорно-регулирующая арматура (ЗРА), МЭО, пневмоцилиндры, электродвигатели, насосы и т.д. и верхний уровень - программируемые логические контроллеры, АРМ. Всё это в совокупности обеспечивает выполнение задач системы автоматизированного управления технологическими процессами с минимальным участием человека.

Благодаря развитию научно-технической базы степень автоматизации производства карбамида довольно высока. Работа производства в течении длительного времени возможна полностью без участия человека. Но высокие нагрузки на оборудование - температура свыше 350оС, давления свыше 140 МПа, агрессивные среды (аммиак NH3, углекислый газ СО2, карбамидоформальдегидная смола - КФС) - влияют на работоспособность и на наработку на отказ оборудования. Эти факторы приводят к необходимости через определённые промежутки времени проводить планово предупредительные (ППР), текущие и капительные ремонты.

Одна из важнейших задач автоматизации это обеспечение необходимого качества выпускаемой продукции. При производстве карбамида, одним из главных показателей является соотношение содержания в готовом продукте (гранулах) азота N и углерода С.

Технологический процесс производства карбамида включает в себя несколько стадий:

- Компрессия углекислого газа (СО2)

- Компрессия аммиака (NH3)

- Синтез

- Рециркуляция низкого давления

- Выпаривания

- Абсорбция

- Конденсация

- Десорбция и гидролиз

- Прилирование

Карбамид производится из жидкого аммиака и газообразной С02 по следующей схеме реакций:

2 NH3 + С02 <==> NH2 СО ONH4 (2)

NH2COONH4 <==> NH2CONH2 + H2O (3)

Настоящая ВКР направлена на создание автоматизированной системы анализа соотношения содержания азота и углерода в жидком плаве карбамида, предназначенной для предоставления информации в реальном времени технологическому персоналу. Благодаря которой, возможна корректировка технологического процесса с целью улучшения и поддержания качества готового продукта.



1. Аналитический обзор существующих автоматизированных систем анализа содержания веществ и выбор варианта решения

1.1 Обзор и анализ существующих систем анализа содержания веществ

NC-анализатор - это совокупность технических средств различных систем анализа, реализованных на единой программной и аппаратной платформах и обеспечивающих выполнение в автоматическом режиме заранее определенных алгоритмов взаимодействия аналитического промышленного оборудования для повышения качества готового продукта, за счёт предоставления информации о содержании элементов (азота и углерода) в продукте в режиме реального времени, а также автоматизацию работы оператора с целью более быстрой корректировки технологического процесса, снижения рисков принятия ошибочных решений и уменьшения времени реакции при аварийной остановке технологического процесса цеха.

Из данного определения следует, что NC-анализатор это совершенно конкретный программно-аппаратный комплекс, предназначенный для решения чисто технологических задач с целью повышения качества готового продукта, конкретно минерального удобрения - карбамида.

В настоящее время процесс анализа содержание азота и углерода в жидком плаве карбамида в ЦПМ АО "ФосАгро-Череповец" состоит из двух этапов и происходит следующим образом:

1) Каждый час лаборант химического анализа, в сопровождении аппаратчика синтеза (технолога) идёт непосредственно в цех, к точке отбора анализа из трубопровода с большим давлением жидкого плава карбамида. Затем отобранный материал анализируется в лаборатории с применением химических реактивов и использованием промышленного аналитического оборудования. Весь этот процесс занимает около 30 минут, так же не исключены ошибки в процессе лабораторного анализа.

Если есть нарушение по соотношению содержания азота и углерода, то старший аппаратчик (оператор АРМ) узнает об этом только после процедуры отбора и анализа, и есть вероятность, что все это время готовый продукт будет выпускаться с отклонениями от требований к нему по соотношению азота и углерода. Так же необходимы постоянные затраты на закупку реактивов, и весь этот процесс добавляет нагрузки лаборантам хим. анализа.

2) Второй этап это анализ уже готового продукта - гранул карбамида. Их вручную отбирают в специальные небольшие ёмкости непосредственно с конвейеров, перемещающих карбамид на склад готовой продукцию. Этот этап внедрением NC-анализатора исключить не удастся, так как помимо соотношения содержания азота и углерода этот анализ позволяет узнать и другие характеристики готового продукта, такие как геометрия гранул (размер, форма), соответствие нормам. Но сократится время анализа, и уменьшиться количество затраченных химических реактивов.

Проанализировав составляющие системы NC-анализатора различных производителей, сравнив их схожие свойства и различия, можно прийти к выводу, что при разумном и технически грамотном проектировании и монтаже данной системы в будущем она мало требует затрат на обслуживание, при этом очень ощутим эффект от её внедрения.

Существует не так много производителей и приборов предназначенных для определения соотношения азота и углерода в жидком веществе.

Например:

- Топаз NC

- MILTU NC (Analytik Jena, Германия)

Но данные приборы подходят только для лабораторного анализа, в частности MILTU NC-3000 и используется аналитической лаборатории цеха по производству мочевины.

Топаз NC подходит только для анализа воды и водных растворов.

Карбамид получается в результате взаимодействия аммиака и углекислого газа, промежуточным продуктом данной реакции является карбамат.

Карбамат - экзотермический процесс.

Карбамат Карбамид + Вода - эндотермический процесс.

Поэтому в данной ВКР предлагается способ определения соотношения N/C с помощью кариолисового расходомера - путём определения расхода, плотности и температуры плава карбамида и последующих математических расчётов, производимых ПЛК.

Реакция, в результате которой получается карбамид, является равновесной реакцией, однако при этом соотношение вступающих во взаимодейтсвие веществ в реакторе должно быть строго определённым. Это - соотношение NH3/CO2, носящее название молярного соотношения N/C.

Обратите внимание:

(молярный) (4)

поэтому лабораторный анализ потока карбамида, выходящего из реактора, даёт следующие показания:

- Карбамид 34WT%

- СО2 17 WT%

- NH3 30WT%

- H2O 19WT%

(5)

Диапазон измерения системы анализа соотношения N/C:

- Углекислый газ СО2 = 44 г/моль

- Карбамид = 60 г/моль

- Аммиак NH3 = 17 г/моль

- Плотность 1049 - 1134 кг/м3

- Соотношение N/C 2,7 - 3,2 моль/моль моль/моль

Так же необходимо обратить внимание, что между соотношением N/C, полученным в лабораторных условиях, и соотношением N/C, полученным при помощи системы анализа, может быть разница в том случае если точка отбора пробы (образца) для лаборатрного анализа находится в месте отличном от точки отбора пробы системы анализа или же забор пробы осуществляется в другое время по сравнению с системой анализа соотношения N/C.

Похожие системы действуют на производствах карбамида в других странах (Китай, ОАЭ, Чехия). Но учитывая климат в этих странах, конструкция NC-анализатора более простая, чем должна быть на производстве в наших климатических условиях. К тому же, существующие NC-анализаторы были заложены при проектировании и строительстве цехов. Тогда как в данной ВКР будет проектироваться система уже в действующем цехе. автоматизация оборудование карбамид алгоритмизация

1.2 Формирование требований к системе

Вся система NC-анализатора должна удовлетворять, как фундаментальным требованиям всех АСУТП, так и чисто индивидуальным, учитывая особенности производства карбамида.

Требования к автоматизированной системе анализа:

- определение соотношения содержания азота и углерода в жидком растворе карбамида;

- интеграция на программно-аппаратном уровне с распределённой системой управления цеховыми технологическими процессами инженерного оборудования;

- многоуровневое распределенное управление доступом к программно-аппаратным ресурсам;

- прием, обработка и передача на автоматизированное рабочее место (АРМ) служебной и "тревожной" информации от средств контроля и управления NC-анализатором;

- автоматизированное управление режимами работы NC-анализатора;

- формирование и ведение базы оперативных и служебных данных;

- формирование команд управления работы NC-анализатором;

- возможность переключения на ручное управление;

- сохранение работоспособности при пропадании электросети - в дежурном режиме не менее 24 часов, в режиме тревоги - не менее 3 часов согласно СНиП 2.04.09-84.

NC-анализатор должен обладать способностью стабильно работать в течении длительного времени, большой наработкой на отказ, отказоустойчивостью, надёжностью, правильными показаниями для оператора АРМ в режиме реального времени, ремонтопригодностью и т.п.

1.3 Выбор варианта решения

Жидкий плав карбамида - быстро кристаллизующиеся (твердеющее) вещество. Особенно при низкой положительной температуре, а при отрицательной кристаллизация происходит почти мгновенно, за считанные секунды. Что бы этого избежать, трубопроводы и всё оборудование в системе NC-анализатора должны иметь обогрев, а главная часть анализатора (кариолисовый расходомер) должна находиться в закрытом отапливаемом помещении.

Благодаря наличию весьма большого избытка пара на производствах АО "ФосАгро-Череповец" крупные трубопроводы в системе NC-анализатора, а именно: трубопровод отбора пробы из реактора синтеза (позиция R-202) с давлением в 15 МПа (150 кг*с/см2), и трубопровод сброса пробы прошедшей через NC-анализатор обратно в технологию (в участок рециркуляции, в ёмкость E-303) будут иметь паровой обогрев (параспутник).

Его проектированием и монтажом будет заниматься инженер-механик.

Трубопроводы с маленьким диаметром, непосредственно располагающиеся в помещении с NC-анализатором будут иметь электрообогрев.

Так же при плановой и аварийной остановках технологического процесса производства карбамида, необходимо в короткие сроки (30 минут после команды на остановку) удалить плав карбамида из трубопроводов системы NC-анализатора, во избежание его кристаллизации и вероятности разрыва трубопровода. Для этой цели необходима установка насоса и запорно-регулирующей арматуры (клапанов), для промывки системы NC-анализатора при остановке и пуске технологии. Трубопровод с нагнетания насоса будет соединён с трубопроводом отбора пробы из реактора поз. R-202. При остановке технологического процесса, как только давление в реакторе упадёт ниже 14 МПа (оно будет измеряться датчиком избыточного давления), программируемый логический контроллер должен дать следующие команды:

1) На запуск насоса (позиция Р-210) и на поддержание давление нагнетания в 15 МПа и расхода воды не менее 50 л/ч. Вода будет браться из водооборотного цикла (ВОЦ).

2) На закрытие клапана XV-2616 на трубопроводе отбора пробы из реактора в NC-анализатор.

3) Через 30 минут после начала промывки системы должен закрыться клапан XV-2617 вход в NC-анализатор и клапан XV-2615 (сброс пробы обратно в технологию). Таким образом, система NC-анализатора будет находиться "под водой". Это позволит избежать даже частичной кристаллизации любого участка трубопроводной сети NC-анализатора. В противном случае, кристаллизация плава приведёт к невозможности работы анализатора, а прочистить трубопроводы можно будет только с помощью их пропаривания. Так же возможен разрыв трубопровода.

4) После 30 минут промывки NC-анализатор ПЛК даст команду на открытие клапана XV-2616 и промоет трубопровод в сторону реактора R-202. Так же в течении 30 минут. Затем клапан XV-2616 закрывается, насос Р-210 отключается, и вся трубопроводная система NC-анализатора очищена от жидкого плава карбамида.

Благодаря возможностям кариолисового расходомера будет измеряться плотность среды непосредственно в NC-анализаторе. При выключенном NC-анализаторе и промытой системе трубопроводов плотность должен составлять 1 000 г/см3 - плотность воды. При нормальном технологическом режиме (НТР) плотность будет 1 049 - 1 134 кг/м3.

Датчик плотности колеблется внутри трубки. Трубка начинает резонировать. Резонансная частота зависит от плотности жидкости в трубке. Чем выше плотность, тем ниже частота.

С помощью заводских параметров трубки электронная система рассчитывает плотность. Все параметры трубки хранятся в памяти кариолисового расходомера. Формула (6) для расчёта соотношения хранятся в памяти ПЛК.

Если после 30 минут промывки NC-анализатора плотность так и не равна 1 000 г/см3, то промывка продолжается до тех пор, пока показания плотности не станут нормальными. Это возможно если ещё во время работы произошла кристаллизация, какого-то участка сечения трубопровода (образование нароста). Такая ситуация возможна, но маловероятна. Карбамид хорошо растворим в воде, поэтому рано или поздно этот закристаллизовавшийся участок раствориться.

Измерение плотности измерителем соотношения N/C невозможно при определённых условиях в реакторе 15 МПа избыточного давление и 183оС. Поэтому в данной ВКР я предлагаю разработать систему для снижения и контроля температуры и давления образца карбамида до тиких значений, которые позволяют камере плотности произвести необходимые замеры. Давление и температура находятся в диапазоне, при котором соотношение N/C отражает плотность жидкости в том случае, если давление и температура постоянны.

В самом центре системы измерения соотношения N/C находится измерительный преобразователь плотности, который обеспечивает непрерывное потоковое измерение плотности жидкости. Центральная трубка, через которую протекает раствор карбамида, вибрирует с естественной частотой. Эта частота является функцией общей массы на единицу длины и, следовательно, плотности жидкости внутри неё. Измерение этой частоты позволяет рассчитать плотность жидкости в трубке.

Включённый в систему расходомер позволяет выявить низкий поток через камеру измерения плотности. Для предупреждения о выходе из строя редуктора обратного давления или о любой другой причине воздействия высокого давления на измерительный преобразователь плотности используется сигнал предупреждения о повышении давления.

В NC-анализаторе сначала снижается температура образца с примерно 183оС до 50-55оС при помощи водяного охладителя E-207. После этого давление будет уменьшено с 15 МПа до 2 МПа с помощью редуктора давления (капиллярной трубки). Эти два этапа позволяют привести образец к необходимым параметрам.

Соотношение N/C может быть определенно посредством измерения плотности и уравнения:

N/C = 9,411 - 0,00592 (6)

где - плотность образца карбамида при температуре 50-55оС и давлении 2 МПа.

9,411 и 0,00592 это постоянные, полученные опытным путём и предоставленные нам для расчётов при проектировании NC-анализатора НИИК - Научно Исследовательским Институт Карбамида в г. Дзержинск. Для соблюдения своих бизнес-интересов НИИК отказался предоставить подробные расчёты этих постоянных. Но все исследования и опыт работы показывают, что формула верна, так как соотношение N/C определяется верно.

Плотность потока карбамида, выходящего из реактора, при определённых условиях температуры и давления отражает соотношение N/C. Это отображено на рисунке 1.

Рисунок 1.1 - график соотношения N/C по сравнению с плотностью



2. Разработка функциональной схемы

2.1 Функциональная схема автоматизированной системы анализа

Функциональная схема системы автоматизации представлена в приложении А.

R-202 это позиция реактора синтеза карбамида. Давление в нём измеряется датчиком избыточного давления РТ-2105 (вх. 1). При нормальном технологическом режиме (НТР) оно равно 145-155 МРа. При падении давления ниже 140 МРа начинается процесс аварийной остановки цеха, а так же начало остановки работы и промывки всей системы NC-анализатора.

Первым делом, с контроллера идёт несколько команд:

1. На запуск промывочного насоса Р-210 (вых. 2).

2. На открытие клапана XV-2619 (вых. 10), и на закрытие клапана XV-2616 (вых. 10). Клапан XV-2617 (вых. 10) остаётся в открытом положении (так же, как и при НТР). В течение часа промывается трубопроводная система NC-анализатора, в это время контролируется расход, не менее 60 л/ч, и плотность, постепенно она должна снизиться со 1 100 (плотность карбамида) до 1 000 (плотность воды).Поддерживается работа насоса, что бы давление на нагнетании было не меньше 14 МРа.

3. Спустя 40-60 мин. (обычно этого хватает) промывки трубопроводной системы NC-анализатор, но только при достижении показаний плотности в 1 000, даётся команда на закрытие клапана XV-2617 (вых. 10) и XV-2615 (вых. 10). И NC-анализатор находится "под водой". Можно не опасаться кристаллизации участка трубопровода.

4. Сразу же после этого открывается клапан XV-2616 (вых. 10) и промывка идёт в сторону реактора R-202, давление нагнетания насоса Р-210 (вых. 2), всё так же поддерживается не менее 14 МРа. Это контролируется датчиком давления РТ-2109 (вх. 9).

5. Спустя 40-60 мин. после промывки в сторону реактора клапан XV-2616 (вых. 10) закрывается, насос Р-210 (вых. 2) останавливается, и NC-анализатор считается полностью остановленным.

Во время НТР главную роль в NC-анализаторе играет простой кариолисовый расходомер (АТ-2615, вх. 4*). Он одновременно может измерять расход, температуру и плотность среды, проходящей через него.

Что бы знать соотношение азота N и С углерода в плаве карбамида, необходимо придать течению плава определённые параметры:

1. Давление 2-2.2 МРа (20-22 кг*с/с2, 2 000- 2 200 кРа).

2. Расход не менее 60 л/ч.

3. Температура 55-60оС.

Используя всё эти данные и некоторые другие (масса готового продукта, расход аммиака и углеаммонийных солей - эти данные берутся с приборов, которые непосредственно не относятся к системе NC-анализатора), контроллер вычисляет по формуле (6) (которую вбивает в него инженер АСУТП) соотношение. Чем больше колеблются параметры, перечисленные выше, тем больше колеблется соотношение N и С, в ту или другую сторону. Если соотношение плохое, то уже оператор (старший аппаратчик) должен производить какие-то изменения в технологическом процессе для его нормализации, иначе есть риск получение готового продукта не соответствующего качества.

Температура окружающего воздуха внутри главного шкафа NC-анализатора должна быть не менее 50оС, она измеряется термометром сопротивления (см. п. 2.2 Выбор оборудования). Если температура опускается ниже, то контроллером даётся команда на включение теплоэлектронагревателя (ТЭН, поз. Е-208, вых. 6) и при достижении температуры в 55-57о С он отключается.

Температура плава должна быть в диапазоне 55-60оС, он поддерживается путём охлаждения плава, когда он проходит через охладитель Е-207. Труба с плавом внутри Е-207 омывается водой из Водооборотного цикла (ВОЦ) и охлаждается со 180оС до 55-60оС. Подача воды в Е-207 регулируется датчиком температуры плава ТЕ-2334 (вх. 7), насосом Р-201 и клапаном TV-2334 (вых. 8). Вода, используемая для охлаждения плава, возвращается обратно в ВОЦ. Плав, прошедший через NC-анализатор, сбрасывается в ректификационную колонну Е-302.

Давление плава в 2-2.2 МРа поддерживается редуктором давления (дросселем), который представляет собой простую спираль из трубки из нержавеющей стали с постепенным уменьшением сечение трубки. Данный метод снижения давления был рассчитан и опробован инженерами чешской фирмой-проектировщиком цеха по производству карбамида Chemoproject. Этот метод зарекомендовал себя, как простой, надёжный и дешёвый. Он применяется на некоторых участках технологического процесса производства карбамида.

Расшифровка обозначений:

РТ - датчик давления, буква Т обозначает преобразование давления в унифицированный токовый сигнал 4…20 мА.

Е-208, Е-207 - на производствах АО "ФосАгро-Череповец" всё оборудование, связанное с охлаждением или нагревом (холодильники, нагреватели, теплообменники), принято обозначать буквой Е.

АТ-2615 - позиция конкретно NC-анализатора, а именно кариолисового расходомера. Буквой А обозначается анализ чего либо, буква Т означает преобразование.

ТЕ - датчик температуры, так как используются термометры сопротивления (см. п. 2.2 Выбор оборудования) и у них выходной сигнал в Омах, то обозначается Е - чувствительный элемент, а вот преобразователь из Ом в мА обозначается ТТ.

XV - позиция клапанов, V означает Valve, а так как нет чёткости, что именно регулирует клапан (давление Р, расход F и т.п.) то первая буква взята Х.

TV - позиция клапана регулирующего температуру плава, путём уменьшения расхода охлаждающей воды.

HCS - это управление отсечными клапанами. Отдельного прибора по ним нет. Ими управляет ПЛК, осуществляя промывку во время остановки или пуска цеха. По какому принципу они работают описано выше.

РТ-2105:

- подключен по двух проводной схеме подключения

- выход 4…20 мА

- отображений показаний на экране оператора

- регистрация показаний в архив

- сигнализация по минимальной и максимальной уставкам

- по достижении показаний менее 14 МРа контроллер даёт команду на пуск промывочного насоса Р-210

РТ-2114:

- подключен по двух проводной схеме

- выход 4…20 мА

- отображение показаний на экране оператора

- по месту имеется вторичной прибор с выводом показаний

- регистрация показаний в архив

- сигнализация по минимуму и максимуму

АТ-2615:

- подключен по шести проводной схеме

- выход аналоговый и цифровой сигналы

- отображение информации на станции оператора

- регистрация показаний в архив

- сигнализация

ТЕ-2336:

- подключен по трёх проводной схеме

- выход аналоговый в Ом

- по месту имеется вторичный прибор с выводом показаний

- регистрация показаний в архив

- сигнализация

- по его показаниям контроллер даёт команду на включение ТЭН (Е-208)

ТЕ-2334:

- подключен по трёх проводной схеме

- выход аналоговый в Ом

- по месту имеется вторичный прибор с выводом показаний

- регистрация показаний в архив

- сигнализация

- по его показаниям контроллер управляет клапаном TV-2334

РТ-2109:

- подключен по двух проводной схеме

- выход аналоговый 4…20 мА

- по месту имеется вторичный прибор с показаниями (манометр)

- регистрация показаний в архив

- сигнализация

- по его показаниям контроллер через частотный преобразователь управляет оборотами насоса Р-210, для поддержания давления нагнетания не менее 14 МРа

2.2 Выбор оборудования

В настоящее время мировые производители промышленного оборудования КИПиА и АСУТП предлагают всевозможные варианты исполнения и выбора датчиков, исполнительных механизмов, ПЛК, ПО и т.д. Необходимо выбрать взаимозаменяемое оборудование для лёгкости его замены в случае необходимости, лёгкое и понятное в обслуживании и эксплуатации.

В системе АСУТП NC-анализатора будут использоваться двух-, трёх- и четырёх- проводные схемы подключения.

В Цехе производства мочевины АО "ФосАгро-Череповец" используется распределённая система управления (далее РСУ) построенная на базе ПЛК фирмы Yokogawa модели Centum 3000.

Для связи КИПиА с ПЛК необходимы модули аналогового и дискретного ввода и вывода фирмы Yokogawa. В данной РСУ используется система ввода-вывода FIO.

Модуль аналогового ввода AAI141 имеет 16 входов, тип сигнала 4..20 мА, напряжение питания 24 вольта постоянного тока, датчики подключаются по двухпроводной схеме.

Модуль аналогового вывода AAI543 имеет 16 каналов для вывода сигнала 4..20 мА, напряжение питания 24 В постоянного тока.

Модуль дискретного ввода ADV161 - 64 канала, питание 24В ±10% постоянного тока.

Модуль дискретного вывода ADV569 - 64 канала, питание 24В ±10% постоянного тока.

На всех модулях ввода-вывода и дискретных, и аналоговых, работающих в РСУ цеха имеется достаточный резерв по свободным каналам для всех необходимых подключений входных и выходных сигналов NC-анализатора. Необходимость закупать их отсутствует.

Контрольно-измерительные приборы должны выбираться исходя из следующих параметров:

- Надёжность работы

- Класс точности и межповерочный интервал

- Взрывозащита и IP

- Цена

и т.д.

Для позиций РТ-2105 (давление в реакторе синтеза R-202), РТ-2114 (давление плава после редуктора давления) и РТ-2109 (давление воды на нагнетании промывочного насоса Р-210) будут использоваться датчики избыточного давления.

Yokogawa EJХ438А (рисунок 2.1) - предназначены для измерения давления жидкости, газа или пара, а так же уровня и плотности. Разделительная мембрана используется дл защиты от попадания рабочей среды в измерительный узел датчика, она подсоединяется к датчику с помощью капиллярной трубку, заполненной специальной жидкостью (силиконовое масло).

Характеристики:

- Выходной сигнал аналоговый от 4 до 20 мА

- Напряжение питания 24 Вольта постоянного тока

- Класс точности 0,25

- Наличие передачи данных по цифровому протоколу HART, цифровой сигнал накладывается на аналоговый.

- Двух проводная схема подключения

- Допустимая температура окружающей среды от -40 до +85о С

- Класс защиты корпуса IP67

- Межповерочный интервал 5 лет

Рисунок 2.1 - Датчик избыточного давления Yokogawa EJX438A

Датчик избыточного давления Yokogawa EJX438A с разделительной мембранной, будет использоваться для позиций РТ-2105 (давление в реакторе синтеза R-202) и РТ-2114 (давление плава карбамида после редуктора), так как будет измерять давление быстро кристаллизующейся среды (жидкого плава карбамида) с высокой температурой (185оС).

На позиции РТ-2109 (давление воды на нагнетании промывочного насоса Р-210) и можно использовать сравнительно не дорогой, надёжный и простой в эксплуатации датчик давление АИР-20/М2 производства НПП "Элемер" (рисунок 2.2). Этот датчик предназначен для непрерывного преобразования абсолютного давления, избыточного давления, избыточного давления-разряжения, дифференциального давления, гидростатического давления в унифицированный выходной токовый сигнал

Характеристики:

- Выходной сигнал 4..20 мА

- Напряжение питания 24 вольта постоянного тока

- Класс точности 0,25

- Класс защиты корпуса IP67

- Наличие цифрового НАRT протокола

- Двух проводная схема подключения

- Наличие взрывозащищенного исполнения оболочки Exd

- Межповерочный интервал 3 года

Рисунок 2.2 - Датчик давления АИР-20/2М

В качестве клапанов XV-2615, XV-2616, XV-2617, XV-2619 будет использована запорно-регулирующая арматура производства фирмы Samson модели 3510 (рисунок 2.3). Так как данные позиции выполняют схожие функции, отсечение трубопровода от протока среды, для них будет использовано одинаковое навесное оборудование (позиционер, электро-пневмо клапан (ЭПК или соленойд), фильтр-редуктор.

Электропневматические позиционеры производства фирмы Samson модели 3730 зарекомендовали себя, как надёжные, универсальные легко настраиваемые позиционеры. К тому же, имеется их запас на складе оборудования цеха, а значит, нет необходимости их закупать.

Характеристики:

- Входной сигнал 4..20 мА

- Выходной сигнал - давление воздуха до 6 бар (90 psi)

- Рабочий ход 5,3..200 мм

- Наличие возможности настройки, как через HART-протокол, так и ручной по месту, с помощью регуляторов внутри позиционера

- Наличие встроенных датчиков положения

- Наличие дисплея для отображения текущего положения клапана

Рисунок 2.3 - Электропневматический позиционер Samson 3730

Фильтр-редуктор давления (РД) предназначен для контроля давления подачи воздуха и удаления из него частиц пыли и влаги. В качестве РД для ЗРА в систему NC-анализатора будут использоваться модели фирмы Foxboro модель FRS923 (рисунок 2.4). Он прост и не прихотлив в эксплуатации, так же как и другие РД изредка требует продувки от загрязнений. Имеется в наличии на складе оборудования цеха.

Характеристики:

- Вход максимум до 15 бар/1.5 МРа/15 кг*с/см2/220 psi

- Диапазон регулирования от 0 до 6 бар

- Диапазон индикации (по манометру) до 10 бар

- Предел погрешности 2.5

- Степень защиты IP67

- Допустимая температура окружающей среды от -40 до +80о С

Рисунок 2.4 - Фильтр-редуктор давления FRS293

В качестве электропневмо клапана (ЭПК) будет использован ЭПК фирмы Norgren модель Herion 24010 Series (рисунок 2.5) - тарельчатый клапан с прямым соленойдным управлением.

Характеристики:

- Рабочее давление 0..10 бар

- Входной сигнал 24 Вольта постоянного тока

- Температура окружающей среды -25...+60оС

- Степень защиты IP67, EEx

Рисунок 2.5 - Электропневмо клапан

Для измерения температуры окружающего воздуха в главном шкафу NC-анализатора (поз. TE-2336) будет использоваться платиновый термометр сопротивления производства фирмы JUMO градуировки Pt100 (при 0оС - 100 Ом) модель 5045438 (рисунок 2.6), который будет смонтирован на одну из внутренних стенок шкафа.

Характеристики:

- Минимальная и максимальная измеряемая температура:

-30…+80оС

- Время отклика 10 миллисекунд

- Класс точности 0,5

- Длина чувствительного элемента 55 мм

- IP65

Рисунок 2.6 - Термометр сопротивления настенного монтажа

Для измерения температуры плава в NC-анализаторе, после редуктора давления (поз. ТЕ-2334), будет использоваться платиновый термометр сопротивления производства фирмы JUMO с градуировкой Pt100 модели 120374 - 62 (рисунок 2.7).

Характеристики:

- Температурный диапазон -50…+3000С

- Класс точности 0,5

- Длина сенсора 250 мм

- IP67

Рисунок 2.7 - Термометр сопротивления

Для преобразования сигналов с термометров сопротивления в унифицированный токовый сигнал 4..20 мА необходимы преобразователи сопротивления. В качестве них будут использоваться преобразователи производства фирмы JUMO модели dTRANS T03B (рисунок 2.8).

Все термометры сопротивления в NC-анализаторе подключены по трёх- проводной схеме. Входным сигналом для преобразователя являются Омы с термометра сопротивления, а выходным сигналом является уже 4…20 мА, который линейно зависит от температуры.

Характеристики:

- Границы измерительного диапазона -200…+850оС

- Возможность подключения по двух- или трёх- проводной схеме

- Возможность настройки через HART-протокол

- Класс точности 0,25

- Питание 24 В постоянного тока

Рисунок 2.8 - Преобразователь сопротивления в унифицированный выходной сигнал

Самой главной частью NC-анализатора является кариолисовый расходомер, благодаря его возможности одновременно измерять расход, плотность и температуру. В качестве него будет использован кариолисовый расходомер производства немецкой фирмы Endress&Hauser модели Proline Promass 83 (рисунок 2.9).

Измерительный прибор используется только для измерения массового расхода жидкостей и газов. Однако с его помощью можно также определять плотность и температуру жидкости. В дальнейшем эти параметры применяются для расчета других переменных, например объемного расхода. С помощью данного прибора можно выполнять измерения в жидкостях с самыми различными свойствами.

Характеристики:

- Выход 4…20 мА по нескольким параметрам

- Питание 220 В переменного тока

- Степень защиты IP67

- Класс точности 0.25

- Наличие НART-протокола

- Диапазон температуры измеряемой среды -50…+200оС

Рисунок 2.9 - Кариолисовый расходомер

Для поддержание температуры в главном шкафу NC-анализатора необходим теплоэлектронагревать (ТЭН) (рисунок 2.10).

Нагревательная батарея представляет собой круглую стальную трубку диаметром 42 мм со стальными рёбрами, что помогает обеспечивать наилучший теплообмен с окружающей средой. Сами трубки имеют защиту от брызг - IP65. Прибор отвечает CE директиве Евросоюза. Подключение с помощью эластичного кабельного ввода PG16.

Покрытие

Серое эпоксидное покрытие. GG-H отличается от WD-H типа оцинкованной поверхностью. Литерой "Z" в маркировке обозначается удароустойчивость.

Подключение

220В, 1 фаза. Различные мощности и напряжение могут быть предоставлены по запросу.

Дополнительные опции:

- Термостат (IP30, диапазон 0-30°C, переключатели 10A / 220В), артикул A020 200 001

- Повышенная ударопрочность для WD-H / GG-H ударопрочность (для заказа указать индекс "Z")

Рисунок 2.10 - ТЭН

Таблица 1 - Выбор оборудования

Поз. обозн.	Параметр, среда, место отбора	Предельное значение параметра	Место установки	Наименование и технические характеристики	Тип	Кол-во	Источник информации
Измерительные преобразователи давления
РТ-2105	Давление	165 МРа	По месту на ёмкости	Датчик гидростатического давления с унифицированным токовым выходным сигналом 4-20 мА, напряжением питания 24 В постоянного тока.	Yokogawa EJX438A	2
РТ-2114		2,5 МРа	По месту на трубопроводе
РТ-2109		160МРа	По месту на требопроводе		НПП "Элемер" АИР-20/М2	1
Измерительные преобразователи температуры
ТЕ-2336	Температура	65оC	По месту на внутренней стенке шкафа	Термометр сопротивления платиновый	JUMO Pt100 мод. 5045438	1
ТЕ-2334		65оС	По месту на трубопроводе		JUMO Pt100 мод.120374 - 62	1
Измерительные преобразователи расхода
АТ-2616	Расход	65 л/ч	По месту на трубопроводе внутри шкафа	Массовый (кариолисовый) расходомер с унифицированным токовым выходным сигналом 4…20 мА по нескольким параметрам, напряжением питанием 220 В переменного тока.	Endress&Hauser Proline Promass 83	1
	Плотность	1 210 г/см3
	Температура	65о С



Исполнительные механизмы

XV-2615 XV-2616 XV-2617 XV-2619			По месту на трубопроводе	Шаровой РО с пневматическим ИМ и электропневматическим позиционером	ЗРАSamson 3510 Позиционеры Samson 3730	4
TV-2334			По месту на раубопроводе	Шаровой РО с пневматическим ИМ и электропневматическим позиционером	ЗРАSamson 3510	1
XV-2615 XV-2616 XV-2617 XV-2619 TV-2334		Максимальная пропускная способность до 15бар	По месту, навесное оборудование клапана	Фильтр-редуктор с манометром	Foxboro мод. FRS923	5

Поз. обозн.	Параметр, среда, место отбора	Предельное значение параметра	Место установки	Наименование и технические характеристики	Тип	Кол-во	Источник информации
XV-2615 XV-2616 XV-2617 XV-2619 TV-2334		Максимальное рабочее давление 10 бар	По месту, навесное оборудование клапана	Электро-пневмо клапан (ЭПК, соленойд)	Norgren модель Herion 24010	5
E-208		Максимальный нагрев 85оС	По месту внутри шкафа	Теплоэлектронагреватель (ТЭН)	SinusJevi мод. WD-H	1

Управление насосами

SE-210	Скорость вращения электродвигателя		По месту	Датчик скорости вращения вала электродвигателя с унифицированным токовым сигналом 4-20 мА в комплекте с бесконтактным датчиком оборотов	ООО "ПКП Армада" EI-9011	2
SE-201
ST-210			В помещении ВРУ 0,4 кВ	Частотный преобразователь.	Siemens Micromaster 430

3. Структурная схема системы и её алгоритмизация

3.1 Структурная схема

Структурная схема NC - анализатор приведена на рисунке 3.1.

Предприятия АО "ФосАгро-Череповец" всегда большие средства вкладывало в АСУТП всех производств, в том числе и карбамида. Поэтому При проектировании данного цеха было решено использовать Распределённую Систему Управления (РСУ) производства японской фирмы Yokogawa модели Centum 3000.

Данная РСУ зарекомендовала себя, как надёжная, функциональная и быстродействующая АСУТП.

Как уже неоднократно упоминалось выше, внедрение NC-анализатора облегчается тем, что имеется резерв не только по полевому оборудованию (КИПиА, кабельная продукция, трубопроводы и т.п.) но и по части АСУТП (свободные каналы в модулях ввода/вывода, свободные порты в модулях самого ПЛК, возможность написания и внедрения кода программы для управления NC-анализатором).

РСУ обеспечивает электропитания КИПиА 24 В постоянного тока за счёт встроенных блоков питания по тем же проводам, что и принимает аналоговые сигналы от датчиков или выдаёт управляющие сигналы для позиционеров и ЭПК. Так же в РСУ предусмотрен АВР - Автоматический Включатель Резерва.

Питание напряжением 220 В переменного тока обеспечивается со стороны электрослужбы (электрики, энергетик цеха). Для всей автоматики на 220 В предоставляется отдельный кросс-шкаф фирмы Rittal.

Так же РСУ Centum 3000 поддерживает цифровой HART-протокол. Это облегчает и ускоряет настройку и проверку КИП не снимая прибор с позиции. По HART-протоколу можно не только подключиться к датчикам, но и проверить работу клапанов (ЗРА), так как более 90% позиционеров в цехе по производству мочевины поддерживают данный протокол.

Но настройкой HART-протокола и написанием кода программы в данном проекте займётся инженер-АСУТП. Поэтому в данной ВКР это не затрагивается.

Рисунок 3.1 - Структурная схема

3.2 Алгоритм работы

Разрабатывая алгоритм работы NC-анализатора необходимо руководствоваться технологическими инструкциями, рабочей документацией и т.д.

Алгоритм работы NC-анализатора довольно простой, и во время НТР не требует каких либо действий со стороны человека, кроме контроля показании.

При отклонении от НТР оператор должен предпринять действия для нормализации технологического процесса, но не путём изменений в NC-анализаторе, а изменениями параметров в какой-либо стадии технологического процесса.

Основные действия в NC-анализаторе происходят во время аварийной или плановой остановки цеха.

Подробный процесс промывки NC-анализатора описан в п. 1.3 Выбор варианта решения.

В случае какой-либо неисправности в системе NС-анализатора оператор должен действовать в соответствии со своей должностной инструкцией:

- если неисправность с оборудованием КИПиА оператор должен обратиться к соответствующему обслуживающему персоналу (слесарь по КИПиА) для устранения данной неисправности

- если неисправность связанна с электропитанием насосов то оператор должен обратиться к электрослужбе

- если обнаружен разрыв любого из трубопровода с любой технологической средой (плав, пар, конденсат, вода) оператор должен обратиться к механослужбе (слесарь-ремонтник)

- если произошёл отказ и внеплановое открытие/закрытие одного из клапанов в NC-анализаторе, на этот случай предусмотрена ручная запорно-регулирующая арматура (вентили), и байпасы (обходные трубопроводы).

- предусмотрена возможность пуска/остановки промывки и конкретно насоса Р-210 в ручном, автоматическом режимах, по месту, и дистанционно.

На рисунке 3.2 изображён алгоритм работы NC-анализатора.

Рисунок 3.2 - Алгоритм работы NC-анализатора



3.3 Электрическая схема соединений

Электрическая схема соединений приведена в приложении Г.

Подключение оборудования КИПиА и других полевых устройств производится согласно инструкциям на данное оборудование и согласно внутренним правилам АО "ФосАгро-Череповец".

Для подключения большинства КИПиА используется стандартная схема: датчик подключается по двух проводной схеме.

Питание оборудования КИПиА 24 В DC, так же осуществляется по этим двум проводам за счёт изменения сопротивления. От датчиков кабель идёт на соединительную коробку (СК) - для аналоговых сигналов СК обозначается JBA, для дискретных сигналов JBD, для проводов с напряжением 220 В переменного тока (электрообогрев, питания приборов) СК обозначатся JBPS. В СК провода с датчика сажаются на клеммную колодку, а с неё уже выходит магистральный многожильный кабель (МК), проложенный по кабельным трассам (короба). МК приходит в помещение контроллерной в кросс-шкаф (производства фирмы Rittal), где либо так же концы МК сажаются на простую клемму, либо на искробезопасный барьер с гальванической развязкой, затем на модуль аналогового (либо дискретного) ввода в контроллер, в свою очередь модуль ввода присоединён к плате расширения (корзине), и затем уже непосредственно в контроллер. В модуле ввода имеется АЦП - аналого-цифровой преобразователь для преобразования аналогового сигнала 4…20 мА в цифровой сигнал, с которым работает контроллер.

Как упоминалось выше, в РСУ в Цехе по производству мочевины имеется весьма большой резерв по свободным каналам модулям ввода/вывода, и по рабочим модулям ПЛК. Нет необходимости закупки дополнительного оборудования.

Искробезопасные барьеры (гальваническая развязка), клеммы на которые приходят МК, промежуточные реле, модули ввода/вывода, расположены в отдельных шкафах - МС 11, МС 12, МС 13. И смонтированы на стандартную DIN-рейку.

Главные ПЛК РСУ Yokogawa Centum 3000 расположены в отдельном шкафу.

Управляющий выходной сигнал для исполнительных механизмов (ИМ, клапанов, электродвигатели насосов, задвижки и т.п.) с контроллера проходит через аналоговый (либо цифровой) модуль вывода, в котором имеется ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь. Аналоговый сигнал равен 4…20 мА. Затем МК по кабельным трассам приходит в СК на клеммную колодку. Оттуда отдельными кабелями на позиционеры клапанов, ЭПК (соленойды), на щиты управления электродвигателями насосов.

Питание электродвигателей равно 380 В переменного тока, за такое напряжение отвечают электрослужба (электрики) и непосредственно главный энергетик цеха. Поэтому схемы питания 380 В AC в данной ВКР не будут рассматриваться.

Выходные сигналы для ЭПК отличаются только тем, что после модуля вывода с ПЛК кабель приходит на реле, а с него по такой же схеме на ЭПК.

Подключение по трёхпроводной схеме (термометры сопротивления) осуществляется, через преобразователь, установленный в кросс-шкафу (см. п. 2.2 Выбор оборудования). На него приходит 3 провода с сигналом в Ом, а выходит 2 провода с сигналом в 4…20 мА.

СК для подключения оборудования и управления насосом Р-210 должны иметь взрывозащищенный корпус, так как они установлены непосредственно в производственном корпусе № 853 (Насосная Низкого Давления), из-за класса по взрывопожарной опасности данного помещения.



4. Настройка, тестирование и отладка

4.1 Визуализация процесса

Визуализация для станции управления оператора представлена в приложении Г.

Визуализация выполняется с помощью SCADA-системы Yokogawa Centum 3000 инженером по АСУТП. Эта система уже используется в цехе по производству мочевины, необходимо будет лишь добавить одну мнемосхему под названием "NC-анализатор".

Требования к визуализации технологического процесса:

- понятный интерфейс

- удобство пользования

- вывод показаний всех измеряемых параметров на экран

- отображение при срабатывании сигнализации или ошибки

- возможность оперативного переключения на ручное управление

Визуализация на станции управления оператора разделена на несколько отдельно вызываемых экранов по каждому участку технологического процесса, и каждый такой отдельный экран называется мнемосхемой.

Мнемосхема для данной ВКР так и будет называться "NC-анализатор".

На неё будут выводиться:

- показания всех приборов в NC-анализатор

- положение откр./закр. Клапанов

- статус вкл/выкл насосов Р-210, Р-201

- отображение начала промывки NC-анализатора

- суммарная тревога

- неисправность

Нажатием правой кнопки мыши по позиции датчика, клапана или насоса оператору открывается контекстное меню, где можно просмотреть тренды по показаниям (какие показания были на любом датчике в течении последних трёх месяцев) или работе оборудования (когда был откр./закр. любой клапан или вкл/выкл. любой насос).

Включённый насос имеет зелённую индикацию, выключенный красную, а если схема электропитания насоса разобрана, то индикация серого цвета.

Если показания любого из датчиков достигли значений, на которых установлены уставки то срабатывает звуковая и световая сигнализация. Показания датчика на мнемосхеме загораются жёлтым цветом и начинают мигать.

Если сработала одна из блокировок, то показания датчика становятся красными и начинают мигать.

Также трубопроводы с разной средой отображенный разным цветом:

- пар, горячий конденсат - красный

- вода из ВОЦ - зеленый

- проба, жидкий плав - оранжевый

Так же на мнемосхеме отображается текущие дата и время.

4.2 Тестирование системы и её отладка

Перед вводом NC-анализатора в эксплуатацию, необходимо убедиться в работоспособности всех частей системы анализа.

Прежде всего, необходимо убедиться в правильности настройки датчиков давление, кариолисового расходомера, а именно установленного перепада, время отклика (демпфирования), дескриптора, калибровки нуля и т.д., путём подключения к ним питания 24 В постоянного тока и подключения HART-коммуникатора.

Необходимо убедиться в работе каналов, через которые датчики будут передавать показания. Это делается с помощью токового калибратора Yokogawa CA71. Провода, идущие от датчика до СК, присоединяются на выход калибратора и в ручную задаётся сигнал от 4 до 20 мА, где 4 мА это 0% шкалы, 12 мА это 50% шкалы и 20 мА это 100%. Данным калибратором можно задать и сопротивление в Ом для проверки каналов термометров сопротивления.

Необходимо проверить срабатывание всех сигнализаций, блокировок и уставок.

Затем нужно проверить работу ЗРА - рабочий ход штоков клапанов, позиционеров, ЭПК, фильтров-редукторов.

Проверить работу ЗРА и его навесного оборудования можно двумя способами:

1. Задавать клапану от 0 до 100% непосредственно со станции оператора - это необходимо сделать, что бы убедиться в наличии возможности ручного управления любым клапаном.

2. Задавать клапану от 0 до 100% непосредственно на позиционер с калибратора или с HART-коммуникатора.

Проверка ЭПК осуществляется подачей на них 24 В постоянного тока.

Затем необходимо проверить возможность пуска и остановки насосов Р-201 и Р-210 в ручном и автоматическом режимах, по месту и со станции оператора.

Так же нужно проверить работу всех контуров управления:

- РТ-2109 и поддержание давления на нагнетании Р-210

- ТЕ-2336 и включение ТЭН Е-208

- РТ-2105 и команды от ПЛК на пуск промывки NC-анализатора

Самое важное необходимо убедиться в правильности работы кариолисового расходомера AT-2615.

Так как основная цель NC-анализатора предоставление оперативной информации оператору, то необходимо провести сравнения полученных данных о соотношении N/C в лабораторных путём и данной автоматизированный системой измерения.

Эти исследования проводились совместно с структурным подразделением АО "ФосАгро-Череповец" УКК - Управление Контроля Качества и НИИК г. Дзержинск.

Результат данных исследований показывает, что NC-анализатор более оперативно предоставляет данные о текущем соотношении N/C, чем лабораторный анализ, без затрат времени персонала цеха и химических реактивов. А разница в показаниях соотношения N/C между анализатором и лабораторией 0,02%. Это означает, что NC-анализатор полностью справляется со своими функциями.



Заключение

В техническом задании на данную ВКР было предложено разработать автоматизированную систему анализа соотношения содержания азота и углерода в плаве карбамида Цеха по производству мочевины АО "ФосАгро-Череповец".

В ходе написания ВКР: был подробно описан технологический процесс, был проведён анализ существующих систем определёния соотношения N/C, был выбран вариант решения подходящий для существующего цеха и местных климатических условий, была составлена функциональная схема, было выбрано всё необходимое оборудование, были составлены структурная схема, схема электрических соединений, алгоритм работы NC-анализатора, была представлена и описана визуализация технологического процесса, была протестирована и отлажена система анализа соотношения содержания N/C.

...