bài tập lớn môn học tự động hóa

Trong vận hành bình thường, lưu lượng dòng LGO thường được giữ ổn định và nhiệt lượng dòng thường được đi u khi n bằng cách by pass nhi u hay ít lượng LGO thông qua nhánh py pass.. Lượng

Trang 1

Ngành: Kỹ thu t L c Hóa d u-K.01

Bà R a, tháng 12 năm 2015

NHÂN TÀI CHO PHÁT TRI N

Trang 2

NHÓM 4 2

1 Trình bày nguyên lý điều khiển, xây d ng sơ đồ khối điều khiển và phân

tích các sách l ợc điều khiển cho m t đối t ợng nh hình bên d i?

1.1 Ý nghĩa h thống

Ki m soát nhiệt độ dòng LGO pumparound và đi u chỉnh lưu lượng dòng này Trong vận hành bình thường, lưu lượng dòng LGO thường được giữ ổn định và nhiệt lượng dòng thường được đi u khi n bằng cách by pass nhi u hay ít lượng LGO thông qua nhánh py pass

1.2 Nguyên lý điều khiển

Bộ đi u khi n UIC – 032 là bộ đi u khi n nhiệt lượng đa năng, tăng khả năng

của bộ đi u khi n TIC Bộ này dùng đ ki m soát công suất nhiệt dòng LGO pumparoud Lượng nhiệt này được tính dựa trên việc tích hợp các thông số: lưu lượng dòng LGO pumparound đo được từ FIC – 011, sự khác nhau v nhiệt độ giữa dòng pumparound ra

khỏi tháp và dòng quay lại tháp được đo bởi TDI – 090 và nhiệt dung riêng trung bình

của dòng chảy theo công thức:

= � ��  =��

Trang 3

NHÓM 4 3

Tín hiệu công suất nhiệt ra từ UIC – 032 được gửi đến thực hiện tại 2 cơ cấu chấp hành valve 011 – UV – 087, 011 – UV – 088 với chức năng 2 valve trái ngược, trước đó tín hiệu này được gửi đến 2 bộ tính toán 011 – FY – 090, FY – 091

Bộ đi u khi n lưu lượng 011 – FIC – 016

Bộ này suất kết quả lưu lượng đến block tính toán 011 – FY – 090, FY – 091,

đi u chỉnh lưu lượng dòng qua 2 valves 011 – UV – 087, 011 – UV – 088 theo cùng hướng với nhau nghĩa là khi có đi u khi n lưu lượng, hai valve đóng mở đồng thời cùng

một độ mở (% độ mở valve)

Khi giá trị so sánh lưu lượng thu được từ FT – 016 lớn hơn giá trị set point của

bộ đi u khi n, bộ đi u khi n sẽ xuất tín hiệu yêu cầu giảm lưu lượng đầu ra, 2 valves

011 – UV – 087, 011 – UV – 088 đóng cùng một độ mở valve thông qua sự tính toán

của blocks 011 – FY – 090, FY – 091 và bộ đi u khi n khởi tạo và chuy n tín hiệu điện HIC – 087, HIC – 088, khi đó tổng lưu lượng dòng pumparound vào lại tháp giảm

Đi u khi n bằng nhiệt lượng thường diễn ra rất chậm Do đó, bộ đi u khi n lưu lượng 011-FIC-016 thường được ưu tiên đi u chỉnh trước bộ 011-UIC-032, nhằm ngăn

chặn cả hai valve (011-UV-087/011-UV-088) đóng lại khi nhiệt độ dòng hoặc nhiệt lượng dòng không đáp ứng được yêu cầu hệ thống

Khi nhiệt lượng thu được tăng trên giá trị đặt tại 011-UIC-032, bộ này suất ra tín

hiệu yêu cầu giảm làm thế nào đ giảm lại nhiệt lượng lấy ra, mà gia trị này phụ thuộc vào độ chênh nhiệt giữa TI – 077 và TI – 089, nghĩa là ta phải đóng bớt valve đi qua heat exchanger độ đóng mở được khối tính 011-FY-091 và 011 – HIC – 088 đi u khi n, đồng thời ta phải mở lớn valve bypass thông qua khối tính 011-FY-090 và bộ đi u khi n 011-HIC-087 Kết quả thu được lưu lượng đi qua heat exchanger giảm, lưu lượng đi qua pypass tăng  nhiệt lượng giảm

Gọi A là tín hiệu đầu ra của bộ đi u khi n lưu lượng: 011 – FIC – 016 B là tín

hiệu đầu ra của bộ đi u khi n nhiệt lượng 011 – UIC – 032

Như vậy tín hiệu đi u 2 valve có th bi u diễn như sau:

OPPypass = A*(1-B)

OPheat exchanger = A*B

Trang 4

Đi u khi n nhiệt lượng: Bộ đi u khi n 011 – UIC – 032 so sánh giá trị phản hồi

với giá trị set point của hệ thống, sau đó xuất tín hiệu đi u khi n đến 2 cơ cấu chấp hành valves FC – UV – 087, FO – UV – 088 thông qua 2 bộ tính toán FY – 090, FY – 091và HIC – 087, HIC – 088, đi u khi n đúng theo nguyên lý đã nêu ở trên

Đi u khi n lưu lượng: Bộ đi u khi n lưu lượng 011 – FIC – 016, nhận tín hiệu

phản hồi từ FT – 016 sau đó so sánh giá trị này với giá trị set point của hệ thống, bộ này

suất tín hiệu đi u khi n đến cơ cấu chấp hành valves cũng thông qua qua 2 bộ tính toán

FY – 090, FY – 091và HIC – 087, HIC – 088, đi u khi n theo nguyên lý đi u khi n đã nêu

Trang 5

NHÓM 4 5

2.1 Mục đích, ý nghĩa của h thống

Duy trì tổng lượng dầu thô đến Crude Charge Heater tại giá trị mong muốn

Cần bằng nhiệt độ các dòng ra khỏi lò đốt sao cho các nhiệt độ này đạt cùng một giá trị yêu cầu Việc đi u chỉnh lượng nhiên liệu vào lò đốt phụ thuộc vào nhiệt độ các dòng ra của lò

Dựa trên 2 nguyên lý đi u khi n chính: Đi u khi n cân bằng lưu lượng, khi tất cả các lưu lượng dòng vào lò đốt bằng nhau và nguyên lý cân bằng nhiệt, khi tất cả các nhiệt độ dòng ra có cùng 1 giá trị

Vòng đi u khi n này là 1 hệ đi u khi n PID đi n hình dạng Analog:

u = �� + �� ∫ + � �Nhưng DCS không hi u tín hiệu trên, do đó ta phải chuy n v dạng digital:

Trang 6

NHÓM 4 6

� = � – + � � + � � – …

Với k = 1, 2, 3, 4…

k chính là các bước nhảy của sampling time

Trong quá trình hoạt động bình thường, lò đốt H – 1101 có tất cả 8 dòng dâu thô

cần được gia nhiệt, 8 dòng này đến H – 1101 thông qua các valve FO – FV – 071 đến

FO – FV – 078 Tương tự cũng sẽ có 8 dòng dầu thô đạt nhiệt độ mong muốn ra khỏi tháp, nhiệt độ các dòng này đo bởi các transmitters 011 – TT – 224 đến TT – 231 Tất

cả đ u được đi u khi n bằng bộ đi u khi n lưu lượng tổng 011 – FIC – 069 Giá trị PV (process value) của bộ 011 – FIC – 069 được cung cấp bởi bộ tính toán 011 – FY – 093

FY – 093 tính toán lưu lượng trung bình (PV) khi có cả cân bằng nhiệt độ và cân bằng lưu lượng theo hàm sau:

� = .�� – �� – �� – + �� – �� – + �� – + ⋯ �� – + ⋯ �� – �� –

Sau đó, bộ đi u khi n tổng lưu lượng FIC – 069 cung cấp trở lại một giá trị SP (set point) cho FY – 093, bộ này tính toán chia giá trị set point nhận được phù hợp cả cân bằng lưu lượng và cân bằng nhiệt độ, xuất tín hiệu đi u khi n đến các bộ đi u khi n lưu lượng cho từng valve (FIC – 071…FIC – 078) sau đó các bộ đi u khi n lưu lượng này lại đưa tín hiệu đi u khi n đến các valve, đóng mở độ mở valve theo yêu cầu

Cân bằng đạt khi tất cả lưu lượng các dòng vào bằng nhau và nhiệt độ các dòng

ra bằng nhau

2.3 Sơ đồ khối điều khiển

Trang 7

NHÓM 4 7

2.4 Sách l ợc điều khiển

Sách lược đi u khi n chính của hệ thống là đi u khi n tầng

Bộ đi u khi n 011 – FIC – 069 được xem là vòng đi u khi n thứ 1, nhận giá trị

PV đến từ 011 – FY – 093 so sánh với giá trị set point từ hệ thống, đưa ra tín hiệu đi u khi n đến cơ cấu chấp hành thông qua khối tính toán FY – 093 và bộ đi u khi n lưu lượng các dòng vào

Các bộ đi u khi n lưu lượng dòng vào FIC – 071…FIC – 078 hoạt động dựa trên giá trị lưu lượng set point cung cấp từ khối tính toán FY – 093, đem so sánh giá trị này

với giá trị thu được từ các transmitters, các bộ đi u khi n lưu lượng cung cấp tín hiệu

đi u khi n các valves

3.1 Mục đích, ý nghĩa của h thống

Mục đích chính của hệ thống là đưa độ sụt áp trong hệ thống v giá trị càng nhỏ càng tốt và đi u khi n độ chênh lệch nhiệt độ của 2 dòng lưu chất song song qua cold preheat

Trang 8

NHÓM 4 8

Dựa trên 2 nguyên lý đi u khi n chính: Đi u khi n chênh lệch nhiệt độ giữa 2 dòng và đi u khi n mất áp tối thi u

Nếu giá trị PV phản hồi v TDIC-007 cao hơn giá trị SP nghĩa là nhiệt độ tại TI-007A cao hơn bình thường hoặc 011-TI-007B thấp hơn bình thường, thì giá trị ra từ 011-TDIC-007 tăng Trong vận hành bình thường, khi muốn tăng nhiệt độ của dòng sau khi rời khỏi E-1104 thì 011-TV-007B sẽ đóng bớt lại và mở thêm 011-TV-007A đ làm

011-giảm nhiệt độ sau khi rời khỏi E-1103A/B

Bộ 011-TY-007A và 011-TY-007B là các bộ tính toán dùng đ xác định độ mở valve của 2 valves, giá trị đi ra khỏi bộ tính toán này được tiếp tục đi vào bộ tính toán

thứ 2 011-TY-007C và 011-TY-007D đưa giá trị mất áp xuống nhỏ nhất bằng việc so sánh với giá trị từ PIC-144 và chọn giá trị thấp nhất

3.3 Sơ đồ khối

3.4 Sách l ợc điều khiển

Sách lược đi u khi n chính của hệ thống là đi u khi n phân vùng

Trang 9

NHÓM 4 9

Với trường hợp trên thì valve 011-TV-007B sẽ đóng bớt lại đ làm tăng nhiệt độ

của dòng sau khi rời khỏi E-1104 và mở thêm valve 011-TV-007A đ làm giảm nhiệt

độ sau khi rời khỏi E-1103A/B

Trang 10

NHÓM 4 10

4.3 Nguyên lý và sách l ợc điều khiển

Dòng nguyên liệu từ H-1101 và E-1100 được đo nhiệt độ lần lượt tại TT-275 và TT-014 và chỉ thị ở TI-275 và TI-014 Sau đó giá trị đầu ra của hai bộ chỉ thị được đưa vào bộ đi u khi n TDIC-015 Bộ đi u khi n TDIC-015 là bộ đi u khi n kép, giá trị đầu

ra dùng đ đi u khi n TV-015A và TV-015B thông qua bộ tính toán 015A và 015B

TY-TDIC-015 là bộ đi u khi n phân vùng

Tín hi u đ u ra của TDIC-015 Đ mở van

0

TV-015A: 0%

TV-015B: 100%

Trang 11

Đi m giao nhau của hai đường khi độ mở của 2 van khoảng 70% Nếu TDIC-015

có giá trị lớn hơn giá trị cài đặt, ví dụ TI-275 cao hơn hoặc TI-014 thấp hơn giá trị cài đặt thì tín hiệu đầu ra của TDIC-015 sẽ tăng nên sẽ đóng van TV-015B đ tăng nhiệt độ

của dòng nguyên liệu ra đến E-1106và đồng thời mở van TV-015A đ giảm nhiệt độ ra đến E-1105

TDIC-015 được cài đặt ở chế độ bumpless transfer cho chế độ manual sang auto (bumpless transfer là tín hiệu đi u khi n không thay đổi đột ngột khi thay đổi chế độ từ auto sang manual và ngược lại)

Bộ tính toán trên bộ đi u khi n TDIC-015: Sự chênh lệch nhiệt độ được tính trong TDIC-015 = TI-275 – TI-014

Trong đó:

TI-275: là bộ chỉ thị nhiệt độ của dòng nguyên liệu từ H-1101, 0C

TI-014: là bộ chỉ thị nhiệt độ của dòng nguyên liệu từ E-1100, 0C

Trang 12

NHÓM 4 12

5.1 Mục đích h thống

Đi u khi n nhiệt độ của cặn chưng cất khí quy n đ lưu trữ vào bồn chứa Đ cặn chưng cất khí quy n đạt nhiệt độ mong muốn phải đi u chỉnh nhiệt độ dòng nước cấp vào và giữ nguyên lưu lượng dòng nước

Trang 13

NHÓM 4 13

Bộ đi u khi n thuộc bộ đi u khi n tầng Nước từ E-1120A-D đi qua thiết bị quạt làm mát E-1133 hoặc đường bypass và được đo nhiệt độ ở TT-168 và được truy n tín

hiệu đến bộ đi u khi n chỉ thị nhiệt độ TIC-168 Bộ đi u khi n chỉ thị nhiệt độ TIC-168

có giá trị đầu ra là B, được truy n đến hai khối tính toán FY-117 và FY-118 Nước đi qua bơm P-1122A/B, sau khi đi ra khỏi bơm, lưu lượng dòng nước được đo ở FT-030

và truy n tín hiệu đến bộ đi u khi n chỉ thị lưu lượng FIC-030 Bộ đi u khi n chỉ thị lưu lượng FIC-030 có giá trị đầu ra là A, được truy n đến hai khối tính toán FY-117 và FY-118

Khối tính toán được tính theo công thức sau:

Đối với khối tính toán FY-117: OP = A*B

Đối với khối tính toán FY-118: OP = A*(1-B)

Trong đó:

OP: giá trị đầu ra của bộ tính toán

A: giá trị đầu ra của bộ đi u khi n dòng FIC-030

B : giá trị đầu ra của bộ đi u khi n nhiệt độ TIC-168

Giá trị đầu ra của bộ tính toán FY-117 và FY-118, thông qua bộ đi u khi n bằng tay HIC-056, HIC-057 đ đi u khi n độ mở của van UV-056 và UV-057

Nhiệt độ đầu ra của dòng cặn chưng cất khí quy n được đo ở TT-111 và được truy n tín hiệu bộ đi u khi n chỉ thị nhiệt độ TIC-111 có hai mức cảnh báo là cao và

thấp (High and Low) Giá trị từ TIC-111 được truy n v làm giá trị cài đặt của TIC-168

Bộ đi u khi n chỉ thị nhiệt độ TIC-168 được cài đặt giá trị giới hạn dưới đ ngăn chặn nước được cho quá nhi u vào E-1120

Khi nhiệt độ cao hơn giá trị cài đặt của TIC-168, giá trị đầu ra của FIC-030 tăng

bằng cách cho dòng qua E-1133 nhi u hơn bằng cách mở van UV-056 thông qua khối tính toán FY-117 và bộ đi u khi n tay HIC-056, đồng thời đóng đường bypass bằng cách đóng van UV-057 thông qua bộ tính toán FY-118 và bộ đi u khi n tay HIC-057

Kết quả là dòng lỏng qua E-1133 nhi u hơn và qua bypass ít hơn nên nhiệt độ được

giảm

Trang 14

NHÓM 4 14

6.1 Mục đích h thống

Đi u khi n lưu lượng và nhiệt độ của dòng kerosene rút ra

Bộ đi u khi n thuộc bộ đi u khi n phản hồi Dòng kerosene từ bơm P-1107 A/B được đo lưu lượng ở FT-033 và được truy n tín hiệu đến bộ đi u khi n chỉ thị lưu lượng

Trang 15

độ TIC-122 có giá trị đầu ra là B và cũng được truy n đến hai khối tính toán FY-119 và FY-120

Khối tính toán được tính bằng công thức sau:

Đối với khối tính toán FY-119: OP = A*(1-B)

Đối với khối tính toán FY-120: OP = A*B

Trong đó:

OP: giá trị đầu ra của khối tính toán

A: giá trị đầu ra của FQIC-033

B: giá trị đầu ra của TIC-122

Giá trị đầu ra của bộ tính toán FY-119 và FY-120, thông qua bộ đi u khi n bằng tay HIC-081, HIC-082 đ đi u khi n độ mở của van UV-081 và UV-082

Nếu nhiệt độ cao hơn giá trị cài đặt của TIC-122 thì giá trị đầu ra sẽ tăng lên và đóng van UV-081 thông qua bộ tính toán FY-119 và bộ đi u khi n bằng tay HIC-081

và mở van UV-082 thông qua bộ tính toán FY-120 và bộ đi u khi n bằng tay HIC-082

Kết quả là dòng lỏng qua E-1115 nhi u hơn và qua đường bypass ít hơn nên nhiệt độ sẽ

giảm

Trang 16

NHÓM 4 16

Đây là quá trình đi u khi n mức trong bình D-1113 dựa vào việc đi u khi n độ

mở van FV-032, đ đi u chỉnh lưu lượng hoạt động của bơm P-1110A/B

Đây là sách lược đi u khi n tầng Sách lược đi u khi n ở sơ đồ này bao gồm 2 vòng đi u khi n, biến đi u khi n thứ nhất là mức của thiết bị D-1113, biến đi u khi n

thứ 2 là lưu lượng dòng ra khỏi D-1113 Bộ đi u khi n này thông thường phản ứng chậm

với sự thay đổi mức trong giới hạn an toàn, đ tối thi u sự thay đổi lưu lượng dòng chảy

ra khỏi thiết bị D-1103 Khi mức tăng lên quá giới hạn an toàn của thiết bị, bộ đi u khi n

sẽ phản ứng nhanh chóng đưa mức v lại trong giới hạn an toàn Việc sử dụng bộ đi u khi n này sẽ tối thi u được nhưng ảnh hưởng do dòng chảy ra khỏi thiết bị thay đổi liên

tục

- Nếu mức trong D-1113 tăng lên, tín hiệu mức sẽ được LT-038 truy n v LIC-038, tín hiệu sẽ được truy n đến FIC-032, FIC-032 còn nhận 1 tín

hiệu đầu vào nữa là lưu lượng dòng ra khỏi D-1113, rồi đưa ra tín hiệu

đi u khi n đến van FV-032 đ tăng độ mở van, mức trong D-1113 sẽ giảm

xuống và tín hiệu mức sẽ được đo và phản hồi lại từ LT-038

Trang 17

NHÓM 4 17

- Nếu mức trong D-1113 giảm, tín hiệu mức sẽ được LT-038 truy n v

LIC-038, tín hiệu sẽ được truy n đến FIC-032, FIC-032 còn nhận 1 tín hiệu đầu vào nữa là lưu lượng dòng ra khỏi D-1113, rồi đưa ra tín hiệu đi u khi n đến van FV-032 đ giảm độ mở van, mức trong D-1113 sẽ tăng lên

và tín hiệu mức sẽ được đo và phản hồi lại từ LT-038

Đi u khi n mức của thiết bị T-1107 và đường ra của naptha đến xưởng NHT hay đến kho chứa

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	881,73 KB