Details

Данная работа посвящена модернизации системы управления трубчатой печью подогрева нефти типа ПТБ-10.  Целью работы является повышение эффективности и надежности технологического процесса нагрева нефти за счет внедрения современной автоматизированной системы управления (АСУ). Задачи, решаемые в ходе исследования: 1) изучение технологического процесса переработки и регулирования нагрева нефти; 2) анализ существующей системы автоматизации и выявление её недостатков; 3) обоснование необходимости модернизации системы управления; 4) обзор аналогов систем управления для печей подогрева нефти; 5) разработка структурной и функциональной схем автоматизации; 6) выбор оборудования нижнего и среднего уровня для модернизированной системы.  7) разработка алгоритмов управления печью. Работа выполнена на базе промышленного оборудования, включая анализ технических характеристик печи ПТБ-10, её конструктивных особенностей и систем защиты. В ходе исследования были рассмотрены датчики температуры, давления, разрежения, а также исполнительные механизмы и программируемые логические контроллеры (ПЛК), такие как ОВЕН ПЛК160. В результате работы было выполнено несколько условий: 1) разработаны структурная и функциональная схемы автоматизации, обеспечивающие контроль ключевых параметров (температура, давление, расход); 2) подобрано оборудование для нижнего (датчики, исполнительные механизмы) и среднего (ПЛК) уровней системы; 3) разработаны алгоритмы управления, включая режимы пуска, остановки и регулирования температуры нефти с использованием ПИ-регулятора. Внедрение модернизированной системы позволит минимизировать влияние человеческого фактора, снизить энергозатраты и предотвратить аварийные ситуации. Для достижения результатов использовались современные информационные технологии, включая SCADA-системы, промышленные протоколы связи (Modbus, HART) и программное обеспечение для моделирования и управления.

This work is devoted to the modernization of the control system for a tubular oil heating furnace of the PTB-10 type.  The aim of the work is to increase the efficiency and reliability of the technological process of oil heating through the introduction of a modern automated control system (ACS). Tasks to be solved during the research: 1) study of the technological process of refining and regulation of oil heating; 2) analysis of the existing automation system and identification of its shortcomings; 3) justification of the need to modernize the management system; 4) overview of analog control systems for oil heating furnaces; 5) development of structural and functional automation schemes; 6) Selection of lower and middle-level equipment for the upgraded system.  7) development of furnace control algorithms. The work was performed on the basis of industrial equipment, including an analysis of the technical characteristics of the PTB-10 furnace, its design features and protection systems. The study examined temperature, pressure, and vacuum sensors, as well as actuators and programmable logic controllers (PLCs), such as the ARIES PLK160. As a result of the work, several conditions were fulfilled: 1) structural and functional automation schemes have been developed to ensure control of key parameters (temperature, pressure, flow rate); 2) equipment has been selected for the lower (sensors, actuators) and middle (PLC) levels of the system; 3) control algorithms have been developed, including the modes of starting, stopping and regulating the oil temperature using a PI-controller. The implementation of the upgraded system will minimize the impact of the human factor, reduce energy consumption and prevent emergency situations. To achieve the results, modern information technologies were used, including SCADA-systems, industrial communication protocols (Modbus, HART), and simulation and control software.

• ВВЕДЕНИЕ
• 1 Анализ объекта автоматизации
  • 1.1 Описание объекта автоматизации
  • 1.2 Защита печи
  • 1.3 Принцип работы объекта автоматизации
  • 1.4 Анализ существующей системы автоматизации
  • 1.5 Обоснование актуальности модернизации
  • 1.6 Обзор аналогов системы автоматизации
• 2 Моделирование системы автоматизации
  • 2.1 Постановка задачи на разработку
  • 2.2 Разработка структурной схемы и функциональной схемы автоматизированной системы
• 3 Выбор оборудования нижнего и среднего уровня
  • 3.1 Оборудование нижнего уровня
  • 3.2 Оборудование среднего уровня
• 4 Разработка алгоритмов управления печью подогрева нефти
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
• ПРИЛОЖЕНИЕ A
• ПРИЛОЖЕНИЕ Б
• ПРИЛОЖЕНИЕ В
• ПРИЛОЖЕНИЕ Г
• ПРИЛОЖЕНИЕ Д