УКПГ-4, действующая установка осушки газа Сеноманской залежи Уренгойского газоконденсатного месторождения

СОДЕРЖАНИЕ



1 ОПИСАНИЕ И ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОИЗВОДСТВА……………….…...
4
    1.1 Общая характеристика системы подготовки газа………………………...
4
    1.2 Характеристика сырья, полученных продуктов и реагентов…………….
5
    1.3 Физико-химическая сущность процесса ………………………………….
6
    1.4 Общая характеристика установки абсорбционной осушки газа…………………………………………………………………………...
7
2 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОСУШКИ ГАЗА……………………….…
9
    2.1 Требования к системе автоматизации ………………………….…………
9
    2.2 Структура АСУ ТП….……………………………………………………...
10
    2.3 Описание функциональной схемы автоматизации установки регенерации ДЭГа ………………………………………………………….
11
    2.4 Функции системы управления …………….. ……………………………..
15
    2.5 Обоснование и выбор комплекса технических средств нижнего
уровня ……………………………………………………………………….
16
    2.6 Схема внешних электрических соединений……………………………....
22
3 ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР В СИСТЕМЕ    
    АВТОМАТИЗАЦИИ РЕГЕНЕРАЦИИ ДЭГА …………...…………………...
23
    3.1 Обоснование выбора контроллера………………………….……………...
23
    3.2 Выбор и расчет конфигурации контроллера ……………………….….….
27
    3.3 Описание алгоритма работы контроллера ..……………………………....
31
    3.4 Верхний уровень………...…………………………………………………..
33
    3.5 Протокол обмена информацией между контроллером и верхним 
     уровнем АСУ ТП ……………………………………………………….......
42
4 РАСЧЕТ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ………...
44
    4.1 Выбор метода расчета………………………………………………………
44
    4.2 Описание алгоритма расчета ………………………………………………
45
    4.3 Определение передаточной функции объекта регулирования…………..
48
    4.4 Определение передаточной функции регулятора …………………….….
51
    4.5 Определение оптимальных настроек регулятора…………………………
53
    4.6 Расчет регулирующего органа…………………………………...………...
56
5 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА …………………….….
59
    5.1 Безопасность работающих………………………………………………….
59
          5.1.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………
60
          5.1.2 Разработка требований к лаборатории КИПиА……………………..
60
    5.2 Электробезопасность и молниезащита…………………………………….
61
    5.3 Пожаробезопасность ……………………………………………………….
64
    5.4 Экологичность проекта……………………………………………………..
66
    5.5 Чрезвычайные ситуации мирного времени…………………………….….
69
    5.6 Выводы по разделу………………………………………………………….
71
6 КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТАНОВКИ РЕГЕНЕРАЦИИ ДЭГА………………………………………..
72
    6.1 Методика расчета экономических показателей проектируемой системы
72
    6.2 Расчет показателей экономической эффективности……………………...
73
    6.3 Расчет затрат на изготовление и отладку проектируемой системы …….
80
    6.4 Расчет обобщающих показателей экономической эффективности……... 
84
    6.5 Устойчивость проекта к риску………………………………………..……
88
    6.6 Выводы по разделу……………………………………………………...…..
90
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ……………………………..
91
ПРИЛОЖЕНИЕ А Функциональная схема автоматизации …………………… 
93
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Схема внешних электрических соединений ……………….
95
ПРИЛОЖЕНИЕ В Система автоматического регулирования…………………. 
96
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Список сигналов ……….…………………………………….
97


    
1 Описание и характеристика производства
    
1.1 Общая характеристика системы подготовки газа
    УКПГ-4 входит в комплекс действующих установок осушки газа Сеноманской залежи Уренгойского газоконденсатного месторождения. Проектная производительность составляет 20 млрд. м3/год [1].
    Подготовка газа к транспорту заключается в отделении из него газового конденсата, пластовой воды с растворенным в ней метанолом и механических примесей с последующей осушкой его диэтиленгликолем. 
       На площадке УКПГ-4 предусмотрен целый комплекс сооружений, обеспечивающих подготовку газа и конденсата: здание переключения арматуры (ЗПА), технологические корпусы, резервуарный парк конденсата (технологические промежуточные емкости, площадка дегазаторов метанола, резервуарный парк метанола (расходные емкости метанола), насосная метанола, дренажные емкости, система факельного хозяйства и ряд других сооружений.
    На технологических сооружениях о УКПГ-4 производится очистка, осушка и отбензинивание природного газа в соответствии с требованиями ГОСТ 51.40-93 "Газы горючие природные, поставляемые и транспортируемые по магистральным газопроводам. Технические условия", а также подготовка конденсата.
    Подготовка газа осуществляется по методу низкотемпературной сепарации. В качестве ингибитора гидратообразования на УКПГ принят метанол.
    В резервуарном парке метанола имеется 8 емкостей по 50 м3 каждая, из них 4 емкости для 90% метанола, 2 для метанола концентрации 70%, 2 для метанола концентрации 30%.
    Основные показатели работы УКПГ приведены в таблице 1.1.


Таблица 1.1 - Показатели работы УКПГ
    Количество газа, подаваемого в магистральный 
газопровод (МГ) 
    
12.81 млн.м3/сут
    Давление газа на выходе в МГ 
    7.5 МПа
    Температура газа на выходе в МГ 
    10?С
    Температура точки росы газа по влаге на выходе в МГ, ?С:
в летний период
в зимний период
    
    
минус 10
минус 20
    
    Природный газ от кустов газовых скважин транспортируется на установку комплексной подготовки газа. С помощью оборудования в зданиях переключающей арматуры возможно отключение шлейфов от УКПГ, переключение шлейфов на факельное устройство. Перед рекуперативными теплообменниками, в сепараторах предусмотрена промывка газа 30%-ным насыщенным метанолом, что в значительной мере исключает загрязнение гликоля солями, поступающими с пластовой водой, и предотвращает прогорание труб в огневых регенераторах [1].
    
    1.2 Характеристика сырья, полученных продуктов и реагентов
  Таблица 1.2 - Диэтиленгликоль чистый
Химическая формула
CH2OH-CH2-O-CH2-CH2OH
Молекулярная масса
106,12
Плотность при 20?С
1,118 г/см3
Температура кипения при 760мм рт.ст.
245?С
Температура начала замерзания
минус 8?С


       
Продолжение таблицы 1.2
Температура начала разложения
164,5?С
Вязкость при 20?С
35,7 спз
Внешний вид
бесцветная жидкость
    
    Характеристика абсорбента, циркулирующего в системе регенерации, представлена в таблице 1.3.
    
Таблица 1.3 -  Характеристика абсорбента
Наименование
Единица измерения
Диапазон допускаемых отклонений
Примечание
1. Диэтиленгликоль насыщенный
% масс.
96,3 + 1,0


2. Диэтиленгликоль регенерированный
% масс.
98,0 + 1,0
В зависимости от условий осушки и требований к глубокой осушке
    
    1.3 Физико-химическая сущность процесса
    Обычно абсорбция и десорбция объединяются в единый производственный процесс. В процессе абсорбции при повышенном давлении и пониженной температуре в массообменном аппарате — абсорбере осуществляется поглощение целевых компонентов специально подобранным растворителем-абсорбентом. Абсорбент с растворенными в нем целевыми компонентами называется насыщенным или отработавшим. Насыщенный абсорбент направляется на десорбцию, т. е. удаление из него целевых компонентов в результате снижения давления и (или) повышения температуры.
Процесс десорбции осуществляется в массообменных аппаратах, называемых десорберами, конструктивно мало отличающихся от абсорберов. Абсорбент, освобожденный в процессе десорбции от целевых компонентов, называется  регенерированным.   Регенерированный   абсорбент  после охлаждения снова подается насосом на абсорбцию. Таким образом, получается замкнутый абсорбционно-десорбционный процесс.
    	Процесс десорбции происходит в аппарате называемый десорбером. На УКПГ в 2001 году была проведена модернизация десорбера. Модернизация 
    Указанные работы  проводились с целью повышения максимальной рабочей производительности аппарата, повышения концентрации РДЭГа, улучшения гидравлических показателей и снижения потерь ДЭГа с рефлюксом.
    Эскиз модернизированного десорбера и его внутренних устройств представлены на рисунке 1.1.
    
    1.4 Общая характеристика установки абсорбционной осушки газа
    Подготовка природного газа к транспорту осуществляется на УКПГ абсорбционным методом с применением в качестве абсорбента- диэтиленгликоля.
    На установке комплексной подготовки газа УКПГ-4 осушка газа производится с помощью ДЭГа с концентрацией 99,3% вес. [1].  Применение такого раствора позволяет осушать сырой газ до точки росы минус 20°С. Исследование гигроскопических свойств гликолей показывает, что большой эффект при осушке газа дает увеличение концентрации гликолей выше 99%, но учитывая, что разложение гликолей с образованием органических кислот начинается ниже температуры их кипения, регенерацию их рекомендуют проводить при температуре не выше плюс 164?С под вакуумом. Цель - повышение концентрации ДЭГа с 96,3% вес. до 99,3% вес. Пропускная способность одной установки 18-19 м3/ч.











     
      
     
      
      
      
     
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
     
     
     
     2 Автоматизация процесса осушки газа
     
     2.1 Требования к системе автоматизации
    
     Актуальность создания системы автоматизации значительно возросла в последнее время в связи с повышением стоимости нефти, газа, энергоресурсов, реагентов, затрат на содержание обслуживающего персонала и поддержание экологии окружающей среды [21].
    Создаваемая система автоматизации должна отвечать современным требованиям и обеспечивать оптимальное и экономичное протекание технологического процесса.
    Учитывая характеристики и функциональные возможности современных технических и программных средств можно выдвинуть следующие требования.
    Система должна обеспечивать выполнение:
    - функций управления технологическим процессом;
    - информационных функций;
    - функций обслуживания системы. 
    Система должна иметь иерархическую структуру, включающую:
    - рабочее место со средствами операторского интерфейса;
    - программно-технический комплекс (ПТК);
    - полевое оборудование.
    Система должна обеспечивать ввод:
    - аналоговых входных сигналов 4?20 мА - 45 шт.;
    - дискретных входных сигналов ("сухой контакт") - 78 шт.;
    Система должна обеспечивать вывод:
    - дискретных выходных сигналов ("сухой контакт") - 44 шт.;
    Должен быть предусмотрен резерв устройств ввода/вывода сигналов для возможного подключения к системе дополнительных датчиков и исполнительных устройств.
    Выходные сигналы должны обеспечивать управление:
    - регулирующими клапанами;
    - электроприводными задвижками;
    - насосными агрегатами.
    Система должна отвечать нормам надежности.
    Обеспечивать непрерывное круглосуточное ведение технологического режима, сохранять возможность выполнения основных функций при выходе из строя отдельных элементов и позволять производить их замену без отключения всей системы.
    Система не должна самопроизвольно включать или отключать (закрывать или открывать) исполнительные устройства при любых неисправностях системы управления, а также при переходе на резервное питание.
    В системе должны быть предусмотрены программные средства защиты от неквалифицированных действий персонала, способных привести к нарушениям технологического режима.
    Система должна обеспечивать работоспособность при отключениях электроэнергии до 30 минут [1] за счет применения источников бесперебойного питания.
    Требования к стандартизации.
    Система должна иметь открытую архитектуру и построение на базе стандартных, лицензионных программных и технических средств и исключать необходимость пользовательской доработки программных средств.
    
    2.2 Структура АСУ ТП
    Автоматизированная система управления регенерации ДЭГа УКПГ-4 предназначена для оптимального ведения технологического процесса с целью обеспечения безаварийной эксплуатации оборудования УКПГ и поддержания заданных производительностей. АСУ ТП представляет собой совокупность программ, реализующие следующие функции:
    - сбор оперативной информации о работе установки;
    -  контроль аварийных отклонений технологических параметров;
    -  контроль и управление состоянием технологического оборудования;
    -  автоматическая защита и блокировка оборудования;
    - управление технологическим процессом;
    -  регулирование технологических параметров;
    -  выдача оперативной информации о ходе технологического процесса на операторский пульт.
    Автоматическая система управления УКПГ-4 состоит из трех уровней. 
    Нижний уровень состоит из приборов и датчиков, преобразующих температуру, уровень, давление в электрические сигналы. Электрические сигналы поступают в микропроцессорный контролер, находящийся в операторной.
    Второй уровень представляет собой контроллер. Он преобразует электрические сигналы в технические единицы, управляет по программе заложенной в нем, передает информацию о состоянии станции на верхний уровень. 
    Верхний уровень представляет собой операторский интерфейс. Его основная задача это отображение процессов протекающих на УКПГ, сигнализация об авариях и регистрация данных.

2.3  Описание функциональной схемы автоматизации  установки  регенерации ДЭГа
    Функциональная схема автоматизации установки представлена в приложении А.
    На установке комплексной подготовки газа УКПГ используется паровая вакуумная установка регенерации ДЭГа [1]. Для нормальной работы установки необходимо постоянно контролировать основные параметры. Такие, как температура в десорбере и теплообменнике, уровень в испарителе и давление рефлюксной емкости. 
    В случае, когда объем циркулирующего насыщенного гликоля будет превышать максимальную производительность колонны регенерации, в работу может быть подключен резервный десорбер и испаритель или же установка регенерации ДЭГа второго технологического цеха. Ввиду идентичности установок описание работы приводится для одной из них.
    Насыщенный раствор ДЭГа с концентрацией 96,3-97,3% масс. [1] с полуглухой тарелки абсорбера через задвижку 2 с давлением 0,35 МПа  поступает в выветриватель В-1, где освобождается от избытка растворенного газа. Насыщенный гликоль дегазируется при давлении 0,3 МПа, выделившийся газ через свечу сбрасывается в атмосферу с помощью клапана-регулятора давления УЭРВ-1М (поз. 9), в качестве датчика давления используется Метран-150GT (поз. 8). Предусмотрена сигнализация максимального давления в выветривателе на мнемосхему (ДМ 2005-Ех поз. 13). Для нормальной работы выветривателя и системы регенерации в целом клапаном-регулятором уровня УЭРВ-1М (поз. 11) управляемый датчиком Сапфир-22ДУ (поз. 10), в В-1 поддерживается определенный уровень НДЭГа. Сигнализация максимального и минимального уровней в В-1 выведена на пульт оператора (УЗС-207 поз. 12).
    Раствор насыщенного гликоля с температурой 15-20°С и давлением 0,3 МПа, пройдя один из фильтров тонкой отчистки Ф-3, поступает в трубное пространство теплообменников Т-1 и Т-2, где нагревается встречным потоком регенерированного ДЭГа до температуры 120-130°С. Температура НДЭГа до и после теплообменника контролируется ртутными термометрами по месту.
    После теплообмеников раствор НДЭГа с температурой 120-130°С подается в десорбер Д-1 на регенерацию. Десорбер имеет 18 колпачковых массообменных тарелок и одну полуглухую тарелку, разделяющую кубовую часть колонны от выпарной.
    Раствор НДЭГа, перетекая сверху вниз с тарелки на тарелку, контактирует с восходящим паровым потоком, идущим от испарителя И-1, за счет чего происходит отпарка влаги, поглощенной раствором ДЭГа из газа при этом раствор ДЭГа нагревается и концентрация его повышается. Рабочее давление 0,002 МПа. Температура низа 140-150 °С. Температура верха 60-70 °С. Температура в десорбере поддерживается количеством пара подаваемого из рефлюксной емкости Р-1, которое регулируется клапаном УЭРВ-1М (поз. 52) по сигналу с датчика Метран-276 (поз.51). Температура низа десорбера контролируется датчиком Метран-276 (поз. 53) с выводом и записью на щит операторной, а также термометрами установленными по месту. Давление в десорбере контролируется датчиком Метран-150TG (поз. 49).
    Регенерированный раствор ДЭГа скапливается на полуглухой тарелке десорбера и с температурой 140-145°С  самотеком поступает в испаритель И-1, где нагревается до температуры 153-164°С водяным паром, поступающим из котельной с температурой 160-170°С. Температура в испарителе контролируется Метраном-276 (поз.72) и регулируется клапаном УЭРВ-1М (поз.73), и выведена на пульт.
    В испарителе И-1 регенерированный гликоль заполняет межтрубное пространство и по мере накопления переливается через перегородку в накопительный отсек, где проходит его окончательная регенерация. Отсюда насосами Н-2 горячий поток РДЭГа с температурой 150-160°С и концентрацией 99,3% прокачивается через межтрубное пространство теплообменников Т-1 и Т-2, нагревая встречный поток насыщенного абсорбента, охлаждается до 40-60 °С и поступает в накопительную емкость регенерированного ДЭГа E-1.
    Уровень ДЭГа в накопительном отсеке испарителя (за переливной перегородкой) контролируется Сапфиром-22ДУ (поз.37) и поддерживается клапаном-регулятором (УЭРВ-1М поз. 38) уровня, установленным на линии выхода регенерированного ДЭГа после теплообменников. Температура потоков гликоля до и после теплообменников контролируется ртутными термометрами по месту. При понижении уровня РДЭГа в испарителе И-1 ниже допустимого срабатывает блокировка и клапан-отсекатель закрывает выход ДЭГа. РДЭГ из емкости Е-1 плунжерными насосами Н-1 подается в абсорбер. На входе и выходе каждого насоса установлены датчики давления ДМ-2005-Ех (поз.23, 24, 26, 27 29, 30, 32, 33), которые при низком уровне давления подают сигнал на останов двигателя насоса. 
    Температура верха им низа десорбера контролируется ртутными термометрами по месту. Пары воды, ДЭГа и газов из испарителя И-1 с температурой 153-164?С поступают под глухую тарелку десорбера Д-1 для создания в колонне восходящего парового потока и поддержания в клубовой (нижней) ее части температуры не ниже 140?С. 
    В десорбере создается разрежение за счет работы водокольцевого вакуум-насоса Н-3 по схеме: И-1 – Д-1 – АВО-1 – Р-1 – Н-3 – атмосфера (за пределами цеха).
    Необходимое разрежение 0,006-0,007 МПа в испарителе поддерживается клапаном-регулятором давления на всасывающей линии вакуум-насос с сигнализацией величины разрежения перед аппаратом воздушного охлаждения АВО-1 на пульт.
    При снижении давления охлаждающей воды и уплотнительной жидкости к насосам Н-2/1…2 ниже допустимого значения предусмотрена блокировка на их остановку.
    Отделившиеся от раствора ДЭГа пары (вода) и отдувочный газ с температурой 60-70°С при давлении 0,002 МПа. с верхней части десорберов через шлемовую трубу Ду 200 мм поступают в воздушный холодильник-конденсатор АВО-1, где охлаждаются до температуры 30-40°С. Сконденсировавшаяся жидкость и газы из АВО-1 стекают в рефлюксную емкость Р-1. Часть сконденсировавшейся жидкости из Р-1 подается насосом Н-5 на 18 тарелку на орошение десорбера. Расход жидкости, подаваемой на орошение колонны, контролируется ультрозвуковым расходомером УЗС-1ЕХ (поз. 46), установленному на линии подачи рефлюкса. Избыток жидкости из Р-1 сбрасывается в промканализацию через клапан-регулятор УЭРВ-1М (поз.65), управляемый датчиком Сапфир-22ДУ (поз.64). Минимальный и максимальный уровни в рефлюксной емкости Р-1 сигнализируются на пульт в операторной датчиком УЗС-207 (поз.63). Он же осуществляет останов насоса Н-5 по минимальному уровню. Контроль за давлением в рефлюксной емкости осуществляется датчиком Метран-100ДИ (поз.61). Температура в рефлюксной емкости измеряется Метраном-276 (поз.62) с выводом показаний на пульт.
    Установка паровой вакуумной регенерации ДЭГа цеха №1 и цеха №2 взаимосвязаны общим коллектором и могут быть, при необходимости взаимозаменяемы.
    
    2.4 Функции системы управления
    
    Система обеспечивает выполнение следующих функций управления. Автоматическое регулирование:
    - регулирование давления в выветривателе В-1;
    - регулирование уровня в выветривателе В-1;
    - регулирование температуры верха десорбера Д-1;
    - регулирование температуры в испарителе И-1;
    - регулирование уровня в испарителе И-1;
    - вакуум в коллекторе испарителя И-1;
    - регулирование уровня в рефлюксе Р-1.
    Дискретное (логическое) управление:
    1) автоматическое закрытие отсечного клапана Кл-3 при аварийном уровне в испарителе И-1;
    2) автоматическое отключение насоса Н-5 при аварийном уровне в Р-1;
    3) автоматическое включение/отключение насосов Н-1/1...4 в зависимости от значения уровня ДЭГа в Е-1.
    Дистанционное управление с рабочего места оператора:
    1) дистанционное управление насосами из операторной;
    2) дистанционное управление электроприводными задвижками.
    Технологические защиты:
    - автоматический останов насосов при превышении (понижении) заданных предельных значений давления на приеме (выкиде) насосов;
    - автоматический останов двигателей насосов Н-2/1...2 при снижении давления уплотнительной жидкости для сальников насосов;
    - автоматический останов двигателей насосов Н-2/1...2 при снижении давления охлаждающей воды;
    - автоматический останов вакуум-насоса Н-3 при снижении давления на создание водяного кольца ниже допустимого уровня.
    Информационные функции включают в себя:
    - сбор и первичную обработку (аналого-цифровое преобразование, измерение, масштабирование и др.) информации о технологическом процессе и технологическом оборудовании;
    - сбор информации о состоянии и работе исполнительных механизмов, схем автоматического управления, регулирования и технологической защиты;
    - распознавание предаварийных и аварийных ситуаций;
    - отображение информации на экране монитора;
    -  регистрацию контролируемых параметров и событий [2].
    
2.5 Обоснование и выбор комплекса технических средств нижнего уровня
    Для контроля за технологическими параметрами процесса регенерации ДЭГа выбраны датчики и измерительные преобразователи, которые  имеют унифицированные выходные сигналы с одним из следующих параметров:
    - аналоговые (токовые 4...20 мА) для контроля и регулирования режимных параметров;
    - дискретные типа "сухой контакт" для сигнализации предельных значений технологических параметров.
    Все датчики, преобразователи, исполнительные механизмы выполнены электрическими, исполнение датчиков выбирается взрывозащищенное, и имеют требуемые виды климатического исполнения (приложение В).
    Для измерения разности и избыточности давления выбраны датчики Метран-150СД и  Метран-150TG [7].
    Датчики давления серии Метран-150 предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления       технологическими процессами и обеспечивают непрерывное   преобразование в унифицированный, токовый и/или цифровой на базе HART-протокола выходной сигнал дистанционной передачи   следующих измеряемых величин:  избыточного давления - Метран-150TG, разности давлений - Метран-150СД, давления-разрежения - Метран-100-ДИВ.
    Диапазоны измеряемых давлений: от 0-0,04 кПа до 0-100 МПа.
    Класс точности - 0,25.
    Степень защиты от пыли и воды IР65.
    Выходный аналоговый сигнал постоянного тока 4-20 мА.
    Возможности датчика: 
    - контроль текущего значения измеряемого давления; 
    -  контроль и настройка параметров датчика; 
    -  установка "нуля"; 
    -  выбор системы и настройка единиц измерения; 
    -  настройка времени усреднения выходного сигнала  (демпфирование); 
    -  перенастройка диапазонов измерения, в том числе на нестандартный (25:1, 16:1, 10:1); 
    -  настройка на "смещенный" диапазон измерения; 
    -  выбор зависимости выходного сигнала от входной величины: линейно-возрастающая, линейно-убывающая, пропорциональная квадратному корню перепада давления; 
    -  калибровка датчика;  
    -непрерывная самодиагностика;  
    -  тестирование и управление параметрами датчика на  расстоянии; 
    -  защита настроек от несанкционированного доступа.
    Для сигнализации минимального и максимального давления используются манометры сигнализирующие ДМ-2005-Ех, а вакуумметрического давлений ДМ-2005-Сг-1Ех. Эти датчики также используются для  управления внешними электрическими цепями в схемах сигнализации и блокировки. Их выпускают с замыкающими и размыкающими контактами. Имеют установку на срабатывание при верхнем и нижнем значениях давления. Принцип основан на уравновешивании измеряемого давления упругими деформациями трубчатых пружин. Используются как сигнализаторы давления, и его сигнал выводится на управление задвижкой, которая на щите представляет собой блок ручного управления (БРУ) и пускатель бесконтактный реверсивный (ПБР).
    Диапазон измеряемых избыточных давлений от 0 до 10 МПа.
    Для  вакуумметрического давления  диапазон от 0 до 1 МПа.
    Класс точности – 1,5.
    По защищенности от воздействия окружающей среды прибор имеет исполнение: по устойчивости к атмосферным воздействиям - обыкновенное и                     защищенное от попадания внутрь пыли и воды, по устойчивости к воздействию агрессивных сред - обыкновенное и    защищенное от воздействия агрессивной.
    Контролируемые среды: неагрессивные, некристаллизующиеся жидкости, газы и пары, в том  числе кислород, углеводородный газ, водогазонефтяная эмульсия с содержанием сероводорода (Н2S) до 25% объемных, водонефтяная эмульсия с содержанием сероводорода до 10% объемных н неорганических солей.
    УЗС-207 предназначен для контроля двух уровней. Сигнализаторы обеспечивают два вида сигнализации на каждую точку контроля: наличие (Н) или отсутствие (О) контролируемой среды. В состав прибора входит два акустических датчика и вторичный преобразователь. Принцип действия основана на сравнении времени прохождения ультразвукового сигнала через рабочий зазор датчика.
    Основные характеристики:
    -количество контролируемых уровней два; 
    - погрешность ± 2 мм при вертикальной и ± 5 мм при горизонтальной установке датчика;
    -  выходной сигнал релейный (мощность, коммутируемая контактами разделительного реле при напряжении до 250 В и токе до 4 А, не более 100 В·А) [10].
    Преобразователи Сапфир-22ДУ предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности, в том числе для применения во взрывоопасных производствах нефтяной, газовой, химической промышленности и на объектах атомной энергетики.
    Преобразователи обеспечивают непрерывное преобразование в унифицированный токовый аналоговый и/или цифровой на базе HART-протокола выходной сигнал дистанционной передачи измеряемых параметров уровня жидкости или уровня границы раздела двух жидких фаз, как нейтральных, так и агрессивных сред.
    Основные преимущества:
    - преобразователи могут применяться для коммерческого учета, при эксплуатации в технических процессах и для точных измерений (уровень, дозирование, контроль утечек и т.д.);
    - установка нуля производится непосредственно на объекте, без вскрытия и раз герметизации электронного блока, что важно при использовании преобразователя во взрывоопасной или агрессивной среде;
    - преобразователи Сапфир-22ДУ имеют повышенную электромагнитную совместимость;
    - Сапфир-22ДУ легко интегрируются в цифровые АСУ ТП, а также могут применяться вместо уровнемеров со стандартными токовыми выходными сигналами  в существующей аналоговой АСУ предприятия;
    - в преобразователях Сапфир-22ДУ обеспечена возможность дистанционного снятия, перенастройки и тестирования датчиков, хранения данных о процедурах обслуживания;
    - значительно уменьшены габариты и масса преобразователей, при сохранении всех присоединительных размеров [9].
    Основные технические характеристики приведены в таблице 2.1.
    
Таблица 2.1 - Технические характеристики Сапфир-22Ду
Наименование характеристики
Значение
Плотность контролируемой среды, кг/м3
400…2000
Разность плотностей при контроле уровня границы раздела сред, кг/м3
50…400 (при плотности нижней фазы 910…1000)
Пределы изменения токовых выходных сигналов, Ма
0-5; 4-20 мА для Сапфир 22ДУ-Вн
4-20 мА для Сапфир 22ДУ-Ех
Допустимая основная погрешность, %
1,0; 0,5; 0,25
Температура контролируемой среды, °С
-50+120
(с теплоотводящим патрубком -200+450)
Напряжение питания постоянного тока, В
36±0,72 для Сапфир 22ДУ-Вн
?24 для Сапфир 22ДУ-Ех
Климатическое исполнение
УХЛ3.1 (+5…+50С°)
У2 (-30…+50С°) или (-50…+80С°)
Взрывозащита, 
по ГОСТ Р 51330.0-99, ГОСТ Р 51330.10-99
1ExdIIBT4/H2 для Сапфир 22ДУ-Вн
0ExiaIICT6 X для Сапфир 22ДУ-Ех
Степень пылевлагозащиты по ГОСТ 14254
IP 54
    
    Устройство электроиспытательное регулирующее взрывозащищенное  УЭРВ-1М предназначено для поддержания на заданном уровне параметров (давления, температуры, расхода, уровня раздела фаз и др.) различных технологических процессов на установках подготовки нефти, сборных пунктов, товарных парков, объектах внутри промыслового транспорта нефти и газа, насосных станциях.
    В состав УЭРВ-1М входит: регулирующий клапан, электрический исполнительный механизм МЭП-25000/25-100-97.
    Регулирование параметров осуществляется путем автоматического открытия и закрытия регулирующего клапана по сигналам управляющих устройств. 
    Устройство предназначено для эксплуатации во взрывоопасных зонах помещений всех классов и наружных установок, расположенных под навесами, в которых могут образоваться взрывоопасные смеси категорий IIА и IIВ групп Т1, Т2, ТЗ, Т4. 
    Устройство устанавливается на трубопроводе с условным рабочим давлением регулируемой среды не более 6,4 МПа и температурой не более 200 °С. При эксплуатации температура окружающего воздуха: -50...+50 °С. 
    Датчик СТМ-30 используется для сигнализации взрывоопасных концентраций.
    Сигнализатор загазованности СТМ-30 предназначен для непрерывного контроля взрывоопасных концентраций в воздухе помещениях и открытых пространств горючих газов, паров и их смесей.  
    Технические данные:
    - выходной унифицированный сигнал 4 – 20 мА;
    - выходной унифицированный сигнал цифровой RSD232 [10].
    Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом ТСПУ Метран-276-Ex предназначены для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким. 
    Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения АСУ ТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей [6].
    Термопреобразователи ТСПУ Метран-276-Ех могут применяться во взрывоопасных зонах, в которых возможно образование взрывоопасных смесей газов, паров, горючих жидкостей с воздухом категорий IIА, IIВ и IIС, групп Т1-Т6 [6].
    Основные технические характеристики приведены в таблице 2.2.
 
Таблица 2.2 - Технические характеристики Метран-276
        Тип
НСХ
Выходной сигнал, мА
Диапазон преобразуемых температур, ?С
Предел допускаемой основной приведенной погрешности, ?%
Зависимость выходного сигнала от температуры
ТСПУ Метран-276-Exia
100П
0-5, 4-20
0…100; 0…200; 0…300; 0…400; 
0…500
0,5 – для L<160 мм;
0,25 – для L?160 мм;
линейная


4-20



ТСПУ Метран-276





ТСПУ Метран-276-Exd





    
   2.6  Схема внешних электрических соединений
    На основании функциональной схемы автоматизации установки регенерации ДЭГа и функциональной структуры микропроцессорного контроллера SLC 500 составлена схема внешних электрических соединений (приложение Б).
    На схеме показаны электрические связи между датчиками и контроллером SLC 5/03, приводами и блоками питаний. 
    	Датчик давления Метран 100ДИ-Ех, датчик температуры Метран 276-Ех и датчик Сапфир 22Ду-Ех, который измеряет уровень ДЭГа в испарителе, подключаются через блок питания Метран-602 к модулю 1746-NI8 (обработка аналоговых сигналов).
    	Дискретный датчик УЗС-207 и сигнализатор максимального давления ДМ 2005-Ех, подключены к модулю 1746-IB32.	 
    Для регулирования уровня РДЭГа в емкости испарителя предназначен исполнительный механизм - клапан, для управления которого в схеме автоматизации предусмотрено устройство электроисполнительное регулирующее взрывозащищенное. В состав, которого входит: электрический исполнительный механизм МЭП-25000/25-100-97 и блок ручного управления БРУ-42. БРУ-42 позволяет переключать с автоматического режима работы клапана на ручной .

3 Программируемый логический контроллер
в системе автоматизации регенерации ДЭГа
    3.1 Обоснование выбора контроллера
    Программируемый контроллер - это ядро системы автоматизации, он производит все математические вычисления и логические действия, необходимые для управления технологическим процессом, формирует управляющие воздействия - выходные сигналы в зависимости от динамики протекания процесса. 
    Рынок промышленных контроллеров может предложить покупателю широкий спектр всевозможных моделей различных фирм - производителей, как отечественных, так и зарубежных. Наиболее подходящими по функциональным возможностям, программному обеспечению и развитой архитектуре являются контроллеры ведущих мировых фирм: Siemens, Schneider Electric, Omron, TREI GmBH, Advantech, Allen-Bradley (Rockwell) и контроллер отечественной фирмы ЭМИКОН и ТЕКОН.
    Критерии по которым выбирают контроллеры: надежность, качество изготовления, стоимость оборудования и программного обеспечения, наличие подробной технической документации, репутация производителей и поставщиков оборудования, соответствие стандартам, простота обслуживания и ремонта [13].
    Рассмотрим некоторые примеры продукций от ведущих мировых фирм и отечественных производителей.
    Корпорация Advantech [17], основанная в 1983 году, является одним из крупнейших в мире производителей вычислительной техники для промышленной автоматизации, встраиваемых систем и сетевых решений. В соответствии с миссией "Empower Innovations in the Connected eWorld", продукция Advantech в эпоху глобальных коммуникаций способствует практическому внедрению инноваций разработчиков электронного оборудования и автоматизированных систем. 
    Серия ADAM-8000 предлагает широкий выбор процессорных модулей для различных требований применений. До семи CPU модулей доступны для заказа. Эти процессоры могут программироваться ПО Advantech ADAM-WinPLC7 или другими программными средствами.
    У контроллеров ADAM8240-1C10 коммуникационный процессор ModВus: интерфейс RS-422/485, поддерживаемые протоколы: ModВus/ASCII и ModВus/RTU, скорость передачи до 38,4 кбит/с, соединитель SubD-25, максимальный размер пространства ввода/вывода: 16/16 байт, напряжение питания: 5 В пост. тока (по шине).
    Группа компаний «ТЕКОН» [16]  ведет свою рыночную деятельность, опираясь на партнерские отношения с российскими и зарубежны.......................