Основой качественного ведения технологического процесса синтеза гидантоина, является точное соотношение исходных реагентов и температуры, поэтому важно максимально точно регулировать параметры реагентов. Гидантоин не является единственным продуктом реакции, наряду с ним в процессе реакции участвуют легковоспламеняющиеся жидкости и газы. Таким образом, в производстве имеются опасные факторы, которые в аварийной ситуации могут привести к пожарам, взрывам, химическим отравлениям и т.п. А значит, надёжность и точность системы автоматизации должна быть на максимальном высоком уровне. Применение микропроцессорных устройств в замкнутой многоконтурной системе управления параметрами синтеза гидантоина позволяет непрерывно рассчитывать текущие значения всех требуемых, а не только непосредственно измеряемых и регулируемых параметров и в соответствии с принятой программой обеспечивать оптимальные режимы работы.
Основной задачей в разработке системы автоматического управления технологическим процессом синтеза гидантоина является выбор регулируемых и контролируемых параметров, а также технических средств автоматизации.
Составлен список регулируемых параметров:
- Давление в сборнике АМТП.
- Уровень в сборнике АМТП.
- Температура в сборнике АМТП.
- Расход метилтиопропинового альдегида.
- Уровень цианистого натрия в хранилище.
- Расход цианистого натрия на синтез.
- Уровень аммиачной воды в хранилище.
- Расход аммиачной воды на синтез.
- Температура гидантоина.
- Температура в верхней части ректификационной колонны.
- Уровень в сборнике гидантоина.
Составлен список контролируемых параметров:
- Уровень в сборнике АМТП.
- Температура в сборнике АМТП.
- Расход метилтиопропинового альдегида.
- Температура метилтиопропинового альдегида на синтез
- Уровень цианистого натрия в хранилище.
- Температура цианистого натрия на синтез.
- Расход цианистого натрия на синтез.
- Уровень аммиачной воды в хранилище.
- Расход аммиачной воды на синтез
- Температура гидантоина.
- Температура в верхней частиректификационной колонны.
- Уровень в сборнике гидантоина.
- Давление нагнетания насоса подачи АМТП.
- Давление нагнетания насоса цианистого натрия.
- Давление в сборнике АМТП.
- Давление нагнетания насоса аммиачной воды.
Для составленного списка регулируемых и контролируемых параметров рассмотрим выбранные технические средства автоматизации для технологического процесса синтеза гидантоина.
Тип | Марка | Название | Технические характеристики | Достоинства |
Промышленный логический контроллер (ПЛК) | МОХА | IOTHINX 4533-LX | Язык программирования C/C++, Python Процессор 1 ГГц | Высокое быстродействие |
Датчик измерения расхода | ЭЛЕМЕР | FLONET FH10XX | Метод измерения электромагнитный Диапазон измерения 0 до 18м3/ч | Точность 0,3% |
Датчик измерения давления | Emerson | Метран-150 | Измеряемые среды газ (в том числе кислород), пар, жидкость (в том числе загрязненные жидкости и смеси жидкостей) Диапазон измерения 0 до 68,947 МПа | Точность 0,065% |
Датчики для измерения уровня | Теплоприбор | Левелтач F | Метод измерения магнитострикционный Диапазон измерения 4 до 15м | Низкая погрешность 0,2% |
Датчики для измерения температуры | ЭЛЕМЕР | ТПУ 0304 Pt.100 | Метод измерения термосопротивление Диапазон -50 до 350 °С | Низкая погрешность 0,5% |
Вторичные преобразователи | РУСТ | ЭПП 300 | Управляющий сигнал Iу, мА 4…20 Давления воздуха питания, кгс/см2 1,4…6,0 | Работа при относительно высоких температурах окружающей среды (до +70 °С) |
Исполнительные механизмы | РУСТ | РУСТ 500 | Принцип действия пневматический Скорость управления 60 мм/мин | Подходит для регулирования в агрессивных и взрывоопасных средах |
Для измерения давления в трубопроводах выбран датчик Метран-150 фирмы Emerson [1].
Для измерения уровня выбран магнитострикционный уровнемер Левелтач F фирмы Теплоприбор [2].
Для измерения расходов подаваемых жидкостей выбран электромагнитный расходомер FLONET FH10XX фирмы ЭЛЕМЕР [3].
Для измерения температуры воды выбран датчик температуры с термосопротивлением ТПУ 0304 фирмы ЭЛЕМЕР [3].
Для управления исполнительными механизмами используется электро-пневмо преобразователь ЭПП 300 фирмы РУСТ [4].
В качестве исполнительных механизмов для управления режимом работы выбраны клапаны РУСТ 500 фирмы РУСТ [4].
В качестве программируемого логического контроллера выбран ПЛК «IOTHINX 4533-LX» фирмы МОХА [5].
Выбранные средства отвечают современному уровню автоматизации и могут быть интегрированы в систему управления технологическим процессом.
Таким образом, решена задача по выбору технических средств автоматизации для управления технологическим процессом синтеза гидантоина.