Алгоритмы управления синтезом катализатора
В программной области ALGOR расположены программные модули, определяющие логику управления технологическими аппаратами. Логику управления составляют программы двух типов:
1. Управление азотными режимами работы аппаратов. Программы этого типа следующие:
N3_Azot_M311
N3_Azot_P301
N3_Azot_E303
2. 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
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 | |
| 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 | NS_M315 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
| N3_Azot_P301_302 | NS_P301 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
| N3_Azot_P301_302 | NS_P302 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
| N3_Azot_P301_302 | NS_P402 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
| N3_Azot_E303 | NS_E303 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
| N3_Azot_E303 | NS_E307 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
| N3_Azot_E303 | NS_E306 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
| N3_Azot_E303 | NS_E304-1 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
| N3_Azot_E303 | NS_E304-2 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
| N3_Azot_E303 | NS_E305 | 0, 1, 2, 3, 4, 5 |
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
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 | 0÷315 (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 | 0÷2125 | мм | 2/1/01 | 90% | N3_Contr_M311 | ||||||||||||||
| Температура гептана в ёмкости | TIRCSA 311 | 0÷100 | °C | 2/1/03 | 5 5% | 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 | 0÷150 (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 | 0÷2125 | мм | 2/1/06 | 90% | N3_Contr_M3 11 | ||||||||||||||
| Емкость поз. М-314, МОС | ||||||||||||||||||||
| Расход МОС в емкость М-314 | FQIRSA 314 | 0÷200 | л/ч | 3/7/03 | SP | N3 Contr M311 | Клапан V314 закр | 5/4/27 | ||||||||||||
| Уровень МОС в емкости М-314 | LIRSA 314 | 0÷2125 | мм | 2/1/08 | 90% | N3_Contr_M311 | ||||||||||||||
| Емкость поз. М-312, Хлорбензол | л/ч | |||||||||||||||||||
| Расход хлорбензола в емкость М-312 | FQIRSA 312 | 0÷320 | 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 | 0÷1725 | мм | 2/1/04 | 90% | N3_Contr_M311 | ||||||||||||||
| Емкость поз. М-315, Тэтраэтоксисилан (ТЭС) | ||||||||||||||||||||
| Расход ТЭС в емкость М-3 15 | FQIRSA 315 | 0÷100 | л/ч | 3/7/04 | SP | N3_Contr_M311 | Клапан V315 закр | 5/4/31 | ||||||||||||
| Уровень ТЭС в емкости М-315 | LIRSA315 | 0÷1925 | мм | 2/2/02 | 90% | N3_Contr_M311 | ||||||||||||||
| Реактор Р-302 | ||||||||||||||||||||
| Температура жидкой фракции в реакторе Р-302 | TIRCSA 302 | 0÷100 | °C | 1/6/05 | 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 | 0÷680 | 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 | 0÷100 | °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 | 0÷1440 | 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 | 0÷40 | 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 | 0÷40 | 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-÷1400 | 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 | 0÷1530 | 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 | 0÷1530 | 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 | 0÷1530 | 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 | 0÷1530 | мм | 1/7/07 | 10% | 1385 90% | N3_Contr_Е306_Е303 | |||||||||||||
| Расход возвратного гептана в реактор | FQIRSA 304 | 0÷315 (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) | 0÷1,0 | |||||||||||||||||||
| Уровень маточного раствора в емкости Е-307 | LIRSA 307 | 0÷3280 | 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 | -50÷+50 | °C | 3/1/04 | 90% | N3_Reg_P402 | НН-Рег.клапан TCV402 закр | 3/3/4 | ||||||||||||
| Уровень жидкой фракции | LIRSA 402 | 0÷1,0 | 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.
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- | TIRCSA 311 | 2/1/02 | TCV 311 | Подача диатермического масла в рубашку М-311 | 3/2/07 | (-100÷+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 | (-100÷+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 | (-100÷+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 | (-100÷+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 ÷+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 | Управление 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);
α - 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