Модернизация системы автоматизации АСУ ТП АО «Farg’onaazot»

Автоматизации и механизации производств химической
промышленности уделяется огромное внимание, так как протекание химико-
технологических процессов обуславливается сложностью, высокой скоростью и
чувствительностью к отклонениям от заданных режимов, вредностью среды
рабочей зоны, взрыво, пожароопасностью перерабатываемых веществ.
Ряд производств химической промышленности характеризуется
значительным потреблением тепловой, а также электрической энергии, это
определяет повышенные требования к организации качественного
энергоснабжения предприятия для обеспечения его четкого и бесперебойного
функционирования.
Это обусловливает оснащение технологических аппаратов
современными контрольно-измерительными приборами совместно с АСУ ТП
химической промышленности. Особые требования предъявляются системам
автоматизации химических предприятий для обеспечения систематического
контроля исправности технологического оборудования, а также проведения
своевременных осмотров и ремонтов.
Объёмы производства химических предприятий измеряются сотнями
тысяч тонн в год. Даже небольшие отклонения в измерении технико-
экономических показателей производства могут принести предприятию
ощутимые экономические убытки. Условия, в которых осуществляются
технологические процессы, характеризуются высокими значениями параметров
проведения процессов. Всё это приводит к тому, что химические предприятия
представляют повышенную опасность для окружающей среды, масштабы
последствий аварийных ситуаций могут быть очень значительными. В
результате возникают задачи точного измерения и контроля технологических
параметров, поддержания средств КИП и А в работоспособном состоянии и
обеспечения их высокой надёжности.
Для того чтобы предотвратить появление подобных проблем,
химические производства проходят техническое перевооружение, согласно
постановлению Президента Республики Узбекистан от 27 июля 2017 года, в
которой указаны цели и задачи программы модернизации, технического и
технологического перевооружения предприятий химической промышленности.
Актуальность работы. Себестоимость, а также надёжность в химическом
производстве зависит от точности поддержания технологических параметров,
соответственно за цель автоматизации принимаем повышение точности
поддержания технологических параметров. Согласно постановлению
Президента Республики Узбекистан – «О программе модернизации,
технического и технологического перевооружения предприятий химической
промышленности», был дан старт значительным переменам в ведении и
контроле технологических процессов отечественных производств. В их числе
переход от старых систем регулирования на современные системы управления
технологическими процессами – АСУ ТП, демонтаж старых систем релейно-
пневматического регулирования и монтаж систем современного требования
безопасного и эффективного ведения технологического процесса – АСУ ТП,
регулирование и управления посредством считывания данных с
интеллектуальных датчиков, отслеживающих технологические параметры и
отправки регулирующих сигналов на исполнительные механизмы для
поддержания регламентных норм или перевода оборудования узла в безопасное
состояние. Сегодня на мировом рынке присутствует достаточно компаний
поставщиков систем АСУ ТП, которые имеют солидный опыт и эффективные
технологии. Переход от старой системы сопровождается рядом задач, решение
которых занимает немало времени, а порой требует кардинально нового
подхода. В данном диссертационном проекте применим новый подход по
переходу от старого управления технологией на современную АСУ ТП –
модернизация и техническое перевооружения производственных цехов на
примере ОАО “FARG’ONAAZOT” Цена вопроса – переход на
энергосберегающие системы, более эффективному использованию
существующих мощностей предприятия, сокращения времени на
реконструкцию старых ПУ и перевода цехов на РСУ, возможность
статистического и динамического анализа ведения режима, контроль и
сокращение выбросов вредных веществ в атмосферу путем нейтрализации,
разложения и конверсии в вещества менее канцерогенные или вообще
безвредные – современный тренд экологичность и всем этим будет управлять
современные системы управления процессами. В данной магистерской
диссертаций использованы следующие программные обеспечения компаний
“Honeywell”: ExperionPKS Station, TotalPlant® Solution (TPS), FSC Navigator,
Application Editor, Application Generator, HMI Web Builder, Control Builder,
Knowledge Builder; Borland Software Co.: Delphi 7; и компании CCC: Train Tools,
Train View, Project Builder. А также другие утилиты, используемые для
синхронизации и адаптации программных продуктов, таких как ActiveX, NTP, и
другие.
Объект и предмет исследования. Объект исследования – цеха АО
“FARG’ONAAZOT”: агрегат аммиака – “Аммиак-3”, цех слабой азотной
кислоты и цех аммиачной селитры, объединенные в одно производство – “АС-
АК-72М” Предметом исследования станет модернизация используемого ныне
ПУ на систему АСУ ТП – создание индикационных и регуляторных точек,
прорисовка мнемосхем, построение логических схем блокировок, создание
трендов, групп и т.д.
Цель и задачи исследования. Целью создания системы
автоматизированного управления технологическими процессами является
обеспечение оперативности, надежности, безопасности и эффективности
управления. Система управления призвана выполнять следующее:
Измерять такие технологические параметры как:
– Температура
– Давление
– Расход
– Уровень
– Загазованность (Аналитические измерения)
– Концентрация (Аналитические измерения)
– и др.
Регистрация результатов измерений;
Контроль отклонений процесса от нормы и, при необходимости,
оповещение оператора о нарушениях;
Мониторинг действий обслуживающего персонала и самодиагностику
технических средств систем РСУ, ПАЗ, PHD;
Предоставление оператору-технологу информации о любой точке
процесса в виде, облегчающем принятие решений для выполнения операций
управления;
Отображение (индикация) измеряемых величин на экранах в различных
формах:
– Детальная
– Рабочая группа
– Технологическая схема
Отображение состояния регулирующих клапанов или электроприводов;
Историзация регистрации и отображение в виде трендов;
Историзация событий (действий обслуживающего персонала, аварийных
ситуаций процесса, работы системы) и отображение в соответствующих
протоколах.
Расширенное архивирование данных, событий PHD;
Расчет действительного значения параметров;
Стратегии управления:
– Стабилизационное регулирование;
– Регулирование с коррекцией (каскадное);
– Регулирование с разделенным диапазоном выходного сигнала;
– Управление с подавлением.
Все перечисленные выше стратегии обеспечивают безопасный останов
контура управления в случае обрыва связи регулятора с исполнительным
механизмом (перевод регулятора в ручной режим с сохранением последнего
хорошего выходного значения). Управление состоянием
электрифицированного оборудования; (электроприводные клапаны, задвижки,
насосы, вентиляторы); статистика обслуживания электрифицированного
оборудования; логическое управление, блокировка; блокировка ПАЗ,
безопасный останов.
Методы исследования. Они основаны на надежности и безопасности
перехода и монтажа нового оборудования и ПО. Необходимо:
– собрать инженерные и операторские руководства систем управления
технологическими процессами, краткие описания технологий -принципиальные
технологические схемы, описания и характеристики эксплуатируемого
оборудования – механического, электрического и КИП.
– проанализировать точки старой системы
– создать переходной журнал, где будет использовано новая политика
имен и нумерация
– определить точки, в основном блокировочные (аварийные), которые,
непременно, будут перемонтированы и распределены по контролерам в
соответствии с логикой повышения надежности, отказоустойчивости и
возможности “горячей” замены вышедшего из строя оборудования
Новизна состоит в упорядочении операций, производимых при
модернизации производства в плане перехода на АСУ ТП и систематизации
всего опыта, накопленного и будучи полученного с возможностью его
применения на практике. Имеет большое значение – возможность перестроения
уже работающей АСУ ТП при появлении рациональных решений,
применяемых в технологическом процессе. Будет рассмотрен проект по
внедрению электропривода в качестве аварийного для паровых турбин типа –
“ПЦПЛ-700” с колесом “Кёртиса” с составлением соответствующей
мнемосхемы, точек, регулирующих арматур, емкостей и системы блокировок.
Научно-теоретическая и практическая значимость. Проект имеет практическую
основу и нововведения, применение которых нацелено на обеспечение
непрерывного и безопасного ведения технологического процесса.
Сформирована теоритическая и практическая основа для перенастройки АСУ
ТП в условиях непрерывного технологического процесса, что имеет особое
значение на непрерывных производствах химической отрасли.
Структура и объём магистерской диссертационной работы.
В первой главе дана характеристика объекта автоматизации химической
промышленности. В частности, агрегата и двух смежных цехов с кратким
описанием технологий и принципиальных схем.
Во второй главе рассмотрена концепция автоматизации – вопросы
правил и порядка разработки АСУ ТП, предложены технические решения на
основе программного обеспечения компаний HONEYWELL. Приведена
характеристика уровня автоматизация и средств, используемых в
автоматизации, требования к средствам АСУ ТП.
В третьей главе спроектирована схема аварийного привода паровых
турбин на примере двух узлов агрегата “Аммиак-3” – спроектирован алгоритм
перехода по АВР в СУ отделения “Очистка” и реализован аварийный привод на
электротяге отделения “Риформинг” на платформе VMware Workstation –
VMware, Inc. Также разработан симулятор СУ Train View компании ССС
турбоагрегатом цеха АК-72М на платформе Borland -Delphi 7.
В ходе выполнения диссертационной работы получены следующие
результаты:
1. Созданы кабельные журналы ПАЗ, РСУ и ССС;
2. Создана политика имен точек – Ready Политика имен точек.хЕ;
3. Разработана схема подключений линий связи АСУ ТП – Ready FTE
Optic cable.xls;
4. Спроектированы технологические схемы узла “Абсорбция” и
“Дымососы БТА” со схемами логических блокировок;
5. Изучены различные комбинаций построения логических блоков.