ЖУРНАЛ «СТА» №4/2004

пользует ректификационный процесс, известный как полупериодический противоточный процесс c рабочей сис- темой «вода–пар» в тепломассообмен- ных насадочных колоннах под вакуу- мом. На практике он реализуется с по- мощью групп колонн (до нескольких десятков и сотен), последовательно объединённых в 46 обогатительных ступеней. Колонны каждой ступени работают параллельно и независимо. Все колонны имеют примерно одина- ковые высоты 1820 м, но различные диаметры от 100 до 30 мм и достаточно эффективную наружную теплоизоля- цию (толщиной 3050 см) по всей вы- соте. Внутреннее пространство каждой колонны заполнено устройствами с развитой контактной поверхностью. В данном случае использована так назы- ваемая нерегулярная насадка: трёхгранная спиральнопризматиче- ская насадка Левина с размером эле- ментов от 2 до 5 мм. О СНОВНЫЕ ЗАДАЧИ АСУ ТП ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА Создание экспериментального стен- да как аналога будущего обогатитель- ного каскада было обусловлено необ- ходимостью проведения предваритель- ных исследований с целью подтвер- ждения расчётов параметров ректифи- кационного процесса по данным, по- лученным средствами АСУ ТП. Одно- временно была поставлена задача вы- бора и унификации оборудования АСУ ТП на основе современной элемент- ной базы и компьютерных технологий. При этом не вызывала сомнений необ- ходимость использования SCADAсис- темы в качестве программного обеспе- чения сбора данных и оперативного управления работой обогатительного каскада. Результаты, полученные при опытной эксплуатации эксперимен- тального стенда, предполагается рас- пространить на промышленный ректи- фикационный каскад. Основными задачами АСУ ТП экс- периментального стенда являются сле- дующие: ● получение в реальном масштабе вре- мени данных о ходе процесса ректи- фикации; ● обработка и представление текущих данных об измеряемых параметрах в виде таблиц и графиков; ● архивирование параметров с целью ретроспективного анализа протека- ния технологического процесса; ● представление на экране монитора измеряемых параметров в различных формах и с возможностью их выбора по желанию диспетчера; ● диагностирование и своевременное предупреждение аварийных ситуа- ций; ● стабилизация основных параметров технологического процесса, обеспе- чивающих оптимальность эксплуа- тационных показателей; ● приобретение навыков разработки АСУ ТП на базе современных компь- ютерных технологий и технических средств. Поставленные задачи в известных ус- тановках до последнего времени реша- лись с помощью различных щитовых приборов. Применительно к простран- ственнораспределённому технологи- ческому оборудованию (а таковым яв- ляется каскад ректификационных ко- лонн) с большим числом измеряемых параметров этот подход влечет за собой трудноразрешимые проблемы. Вопер- вых, большое количество измеритель- ных приборов требует и большой пло- щади щита для их размещения и увели- чения кабельной сети. Вовторых, та- кое количество приборов требует уве- личения штата обслуживающего персо- нала. Втретьих, визуальный обзор дан- ных, отображаемых на большой площа- ди щита, затруднён, что может привес- ти к несвоевременности обнаружения нештатных ситуаций. Вчетвертых, не- обходимость протоколирования требу- ет применения регистрирующих уст- ройств (например, самописцев). Очевидно, что указанный подход со- вершенно не отвечает требованиям со- временного производства и необходи- мо более эффективное решение по- ставленных задач путём автоматизации процесса контроля и управления рек- тификационными процессами. Т ЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ Выбор технических средств контро- ля и управления обусловлен прежде всего особенностями технологическо- го процесса с использованием высот- ных насадочных колонн и необходимо- стью унификации оборудования. Исходя из этих особенностей, техни- ческие средства системы контроля и управления должны удовлетворять сле- дующим основным требованиям: ● обеспечивать возможность создания пространственнораспределённой системы; ● поддерживать магистральномодуль- ный принцип построения системы; ● соответствовать спецификации ОРС; ● обеспечивать оптимальность по кри- терию «эффективностьстоимость». Пространственная распределённость системы требует использования стан- дартных промышленных шин для со- единения базовых блоков, что обеспе- чивает существенное сокращение об- щей протяжённости сетевого кабеля и оптимизацию пространственного рас- пределения базовых блоков. Магист- ральномодульный принцип позволяет создавать системы контроля и управле- ния с использованием стандартных электронных модулей, подключаемых к стандартной межмодульной магист- рали в базовом объединительном бло- ке. При широкой номенклатуре моду- лей имеется возможность создания системы, оптимальным образом соот- ветствующей критерию «эффектив- ностьстоимость» и обладающей спо- собностью к модернизации. Необходимость соответствия специ- фикации ОРС обусловлена тем, что OPC (OLE for Process Control – меха- низм связывания и внедрения объек- тов для сбора данных и управления в системах промышленной автоматиза- ции) является наиболее общим спосо- бом организации взаимодействия меж- ду различными техническими устрой- ствами, базами данных, системами ви- зуализации информации и т.п. ОРС обеспечивает интерфейс между прило- жениямиклиентами и серверами путём реализации стандартного меха- РАЗ РА БО Т КИ / НАУ Ч НЫ Е ИС С Л Е ДОВ АНИ Я 53 СТА 4/2004 www.cta.ru Рис. 1. Экспериментальный стенд из трёх ректификационных колонн (со средней колонны снята теплоизоляция)