В докладе подчеркивается необходимость создания автоматизированной системы управления технологическим процессом получения аминобензола. Анилин (второе название аминобензола) активно применяется во многих сферах промышленности, примерами которой являются текстильная, фармацевтическая и металлургическая промышленность. Автоматизация технологического процесса его получения позволит повысить качество получаемого продукта за счет повышения контроля за энергетическими и материальными ресурсами и своевременного внесения регулирующего воздействия.
The report considers the necessity of creation the automated control system of technological process of receiving aminobenzone. Aniline (the second name of aminobenzene) is actively used in many industries, examples of which are textile, pharmaceutical and metallurgical industries. Automation of the technological process of its production will improve the quality of the product by increasing control over energy and material resources and timely introduction of regulatory impact
В последние годы произошли значительные изменения в масштабах и уровне автоматизации технологических процессов и производств. Применяются новейшие измерительные, технические средства и системы управления на электронной основе. Автоматизацию производства не следует понимать как простое насыщение контрольно-измерительными приборами и автоматическими устройствами существующих или проектируемых производственных процессов. Проблемы технологии и автоматизации решаются взаимосвязанно, что предопределяется бурным развитием индустрии, созданием новых непрерывных процессов и аппаратов большой единичной мощности [1].Анилин – токсичное вещество. Может угнетать нервную систему, при попадании в кровь вызывает кислородное голодание тканей. Попасть в организм может в виде паров, а также проникнуть через кожу и слизистые оболочки [2]. Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.Технологический процесс получения аминобензола запроектирован двумя потоками на стадии контактирования и одним потоком на стадии дистилляции. Основной целью дистилляции является получение товарного анилина (массовая доля аминобензола в продукте 99,4–99,8%) путем перегонки аминобензола-сырца, получаемого на стадии контактирования.Основными показателями эффективности процесса получения анилина являются:степень очистки аминобензола;количество получаемого продукта;производительность установки;количество материальных затрат на процесс;количество энергетических затрат на процесс [3].Целью автоматизированной системы управления является обеспечение оптимального режима функционирования объекта управления. Степень оптимальности оценивается одним или несколькими критериями управления.В данной работе целью управления является обеспечение заданной температуры аминобензола, подаваемого на каждую степень очистки, температура и уровень куба каждой колонны, давление в колоннах при минимальных энергетических затратах на процесс и оптимальной производительности при условии, что процесс будет безаварийным и безопасным.Основными режимными параметрами процесса являются температура в кубе каждой колонны и давление верха колонны. Так, при уменьшении температуры куба колонны будет происходить неполное выпаривание аминобензола из исходной смеси, что приведет к снижению качественного показателя. Также регулированию подлежит давление в колонне, так как его понижение приведет к снижению качества продукта, а повышение – к возникновению аварийной ситуации.При разработке аппаратурно-технологической схемы процесса предусматривают выбор средств автоматизации (табл. 1).Таблица 1Современные средства автоматизации, подобранные для данного технологического процессаНаименованиеТехнические характеристикиПрограммируемый логический контроллер Rockwell Automation Control Logix 5580Объем ОЗУ 2 Гб; Объем ПЗУ 4 ГбИнтерфейсы RS-485, USB Host, Ethernet Напряжение питания 18…36ВДиапазон рабочих температур 0 … +60°СМодуль аналогового ввода AI Module 1756-IF16H Количество входов: 16 штСигналы: 0/4…20мАНапряжение питания 18…36ВСкорость обработки сигнала не более 5сМодуль аналогового вывода AO Module 1756-OF8HКоличество выходов: 8штСигналы: 0/4…20мА, ±10ВНапряжение питания 18…36ВМодуль дискретного ввода DI Module 1756-IV16Количество входов: 16штНапряжение питания 18…36ВСкорость обработки сигнала не более 5сМодуль дискретного вывода DO Module 1756-OB8Количество выходов: 8штНапряжение питания 18…36ВДатчик температуры Rockwell Bulletin 837TСреда измерения: жидкость, газ, парДиапазон измерения: -50…2500СВыходной сигнал: 4…20мАНапряжение питания: 10…30ВДатчики давления Rosemount 2088Среда измерения: жидкость, газ, парДиапазон измерения – 0,1 кПа...28 кПа;Температура измеряемой среды: -40...120°С Выходной сигнал – 4...20 мА Напряжение питания – 18...36 ВДатчик расхода Rosemount 8600Измеряемые среды: жидкость, газ, парТемпература измеряемой среды: -50...250°С Динамический диапазонВыходной сигнал 4-20 мАНапряжение питания: 12-36ВПреобразователь уровня Rosemount 5300Исполнение зонда: штырьевое;Диапазон измерения: 0,1…50м;Температура продукта: -40…+1500С;Выходной сигнал: 4…20мА;Питание прибора: 12…36ВПреобразователь частоты Rockwell Allen-Bradley PowerFlex 753. Пусковой крутящий момент 0...85 % МномСетевое напряжение 200…240ВМощность 11 кВтМаксимальный ток двигателя 22А. При разработке автоматизированной системы управления технологическим процессом получения аминобензола были определены основные показатели эффективности, выбраны регулируемые параметры, подобраны современные средства автоматизации. Это позволяет улучшить управление процессом и уменьшить энергетические затраты, а также количество отбракованного материала.