bloc 3 - ddd.uab.cat · pdf filett zs. bloc 3. instrumentació i control 8 taula 3.3...

BLOC 3 INSTRUMENTACIÓ I CONTROL

BLOC 3. INSTRUMENTACIÓ I CONTROL

2

3.1 Introducció ................................................................................................................. 4

3.2 Sistema de Control ..................................................................................................... 4 3.2.1 Conceptes dels llaços de control.............................................................................................4

3.3 Tipus de Sistemes de Control ...................................................................................... 5 3.3.1 Tipus de llaços de control .......................................................................................................5 3.3.2 Instrumentació dels llaços de control .................................................................................5 3.3.4 Arquitectura del Sistema de Control ......................................................................................6 3.3.5 Dimensionament del Sistema de Control ............................................................................6 3.3.6 Targeta d’adquisició de dades .......................................................................................... 11

3.4 Nomenclatura Sistema Control ................................................................................. 12 3.4.1 Nomenclatura General ..................................................................................................... 12 3.4.2 Nomenclatura Instruments Control .................................................................................. 13 3.4.3 Nomenclatura Llaços Control............................................................................................ 13

3.5 Instrumentació .............................................................................................................. 14 3.5.1 Intruments de Mesura ..................................................................................................... 14

3.5.1.1 Temperatura .......................................................................................................................... 14 3.5.1.2 Pressió............................................................................................................................... 15 3.5.1.3 Nivell ................................................................................................................................. 16 3.5.1.3.1 Sonda de Nivell ........................................................................................................... 16 3.5.1.3.2 Mesurador de nivell per radar ........................................................................................ 16 3.5.1.4 Caudal ............................................................................................................................... 17

3.6 Fitxes Especificacions Instruments .................................................................................... 18

3.7 Llista dels llaços de control ....................................................................................... 22 3.7.1 Àrea 100 ............................................................................................................................. 22 3.7.2 Àrea 200 ............................................................................................................................. 23 3.7.3 Àrea 300 .......................................................................................................................... 25 3.7.4 Àrea 400 ............................................................................................................................. 27 3.7.5 Àrea 500 .......................................................................................................................... 28 3.7.6 Àrea 600 .......................................................................................................................... 29 3.7.7 Àrea 700 .......................................................................................................................... 30

3.8 Diagrames i descripció dels llaços de control ............................................................. 32 3.8.1 Llaç de control temperatura als tancs de Fenol ................................................................. 32 3.8.2 Llaç de control de la temperatura en bescanviadors i condensadors .................................. 34 3.8.3 Llaç de Control al Mesclador ............................................................................................. 36 3.8.4 Llaç de Control de la Turbina ........................................................................................... 38 3.8.5 Llaç de Control de Nivell al Tanc Horitzontal ..................................................................... 40 3.8.6 Llaç de Control de Nivell al Tanc Vertical ......................................................................... 42 3.8.7 Llaç de Control de Nivell al Decantador ............................................................................. 44 3.8.8 Llaç de Control del Cabal de Reflux a les Columnes ........................................................... 46 3.8.9 Llaç de Control del Diferencial de pressió a les Columnes Destil·lació................................. 48 3.8.10 Llaç de Control de la Temperatura al Reactor ...................................................................... 50 3.8.11 Llaç de Control de la Pressió al Reactor ......................................................................... 52


3

3.8.12 Llaç de Control del Cabal a l’entrada del Reactor ........................................................... 54 3.8.13 Llaç de Control del Cabal a les Calderes.............................................................................. 56 3.8.14 Llaç de Control de Temperatura a les Torres de Refrigeració .............................................. 58 3.8.15 Llaç de Control del Cabal a Calderes/Torre/Chiller ........................................................ 60 3.8.16 Llaç de Control del Nivell a l’Scrubber .......................................................................... 62


4

3.1 Introducció En una planta química, la implementació d’un sistema de control és imprescindible per garantir la seva

seguretat i el seu bon funcionament. Els llaços de control son capaços de fer que el sistema treballi de

forma continua al seu òptim tot i que puntualment hi hagin pertorbacions en alguna de les seves

variables.

Els sistemes de control es basen en la comparació de la mesura d’una magnitud que afecta a la variable

controlada o mesurada amb el seu valor de consigna (valor òptim assignat) i conseqüentment l’activació

d’un element de control.

Per tant, amb aquest sistema es pot assolir una operació segura i estable de la planta, preveient

possibles accidents i possibles danys ocasionats i evitar situacions amb alt grau de perillositat.

3.2 Sistema de Control

3.2.1 Conceptes dels llaços de control A continuació, es fa una breu introducció als conceptes basics de control, per a una millor comprensió

del funcionament i aplicació del sistema de control.

·Variable controlada: Variable que es pretén mantenir constant en un valor determinat.

·Variable manipulada: Magnitud que es veu afectada per l’instrument de control que la regula de

manera automàtica.

·Punt de consigna (Set Point): Valor assignat per a la variable a controlar.

·Pertorbació: Variable externa que alterna el sistema de control.

·Error (offset): Diferència entre la variable controlada i el punt de consigna.


5

3.3 Tipus de Sistemes de Control

3.3.1 Tipus de llaços de control

Principalment es poden diferenciar els sistemes de control en dos tipus: de llaç obert i de llaç tancat. En

aquest projecte s’han utilitzat sistemes de control de llaç tancat, ja que és més flexible i capaç de

reaccionar si no es té el punt de consigna desitjat.

Els sistemes de llaç tancat es caracteritzen perquè el senyal de sortida del sistema influeix sobre el

senyal d’entrada. Dins aquest tipus de control s’han escollit per aquest projecte el control per

retroalimentació i anticipatiu.

- Control per retroalimentació (o Feedback): actua sobre el procés per compensar l’efecte de les

variables de pertorbació. Es tracta d’un control basat en mesurar la diferència observada entre la

variable controlada i el valor desitjat o punt de consigna per poder minimitzar-la.

Figura 3.1. Esquema de control per retroalimentació.

3.3.2 Instrumentació dels llaços de control El sistema de control automàtic de qualsevol procés està constituït per quatre tipus d’elements bàsics:

- Sensor: instrument que mesura les variables físiques o químiques del sistema.


6

- Transmissor o transductor: instrument que converteix la magnitud de l’efecte físic en un

senyal estàndard elèctric, pneumàtic o digital, que pugui ser transmesa a distància sense

pertorbar-se i que pugui ser entesa per un controlador, un registrador o un sistema de

monitorització.

- Controlador: instrument que rep el senyal de la variable mesurada i calcula l’acció del control

d’acord amb l’algoritme de control que s’hagi programat.

- Actuador o element final: element que actua sobre la variable manipulada.

3.3.4 Arquitectura del Sistema de Control L’estructura de control en la planta dissenyada consta d’un PLC (Programmable Logic Controller). Consta

d’una estació remota de control formada per un conjunt de targetes d’adquisició de dades per evitar

grans distàncies de cablejat.

Per poder visualitzar les dades recollides al PLC s’utilitza el software SCADA (Supervisory, Control and

Data Acquisition), el qual permet a l’usuari monitoritzar les variables de procés.

3.3.5 Dimensionament del Sistema de Control Per poder dimensionar el sistema de control de la planta s’ha de fer un recompte de senyals. Aquests

poden ser d’entrada (input), que són els que van des de l’instrument al sistema de control, o de sortida

(output), que van del sistema de control a l’instrument.

A més es pot diferenciar entre senyals digitals i analògics. Els digitals són senyals binaris que tenen un

estat d’activitat o inactivitat (0 ó 1) i tenen forma de voltatge, per altra banda els analògics són del tipus

elèctric i tenen un rang de variació decimal entre 4 i 20 mA.

A la taula següent es mostren els diferents senyals amb el seu codi corresponent.

Taula 3.1. Codificació dels senyals


7

Senyal Codi

Entrada Digital ED

Entrada Analògica EA

Sortida Digital SD

Sortida Analògica SA

Així doncs, a continuació es mostra el recompte de senyals per àrea que permetrà el posterior

dimensionament del sistema de control.

Taula 3.2. Senyals Àrea 100

Àrea 100

Localitat Senyals ATEX

EA SA ED SD

0 0 12 6

0 16 16 0

4 0 0 0

0 0 0 6

6 0 0 0

0 0 0 6

0 4 8 0

4 0 0 0

0 0 8 0

0 0 0 6

Tarragona

Instrument

Full1de2

Data:08/12/2016

XV

PI

R

LSH

Senyals

PlantadeProducciód'Anilina

PolígonIndustrialGasosNobles

PSV

LT

LSL

TCV

TT

ZS


8

Taula 3.3 Senyals Àrea 200

Àrea 200


EA SA ED SD

0 4 4 0

3 0 0 0

0 0 0 2

2 0 0 0

0 0 0 2

0 2 4 2

2 0 0 0

0 1 2 0

0 3 6 0

4 0 0 0

0 6 12 0TCV

FCV

TT

Senyals Full1de2

PlantadeProducciód'Anilina Data:08/12/2016


Tarragona

Instrument

R

PI

PSH

PT

PSE

PSV

FT

PCV


Àrea 300


EA SA ED SD

0 9 9 0

6 0 0 0

0 2 4 0

0 0 0 5

2 0 0 0

0 0 0 4

0 1 2 1

3 0 0 0

0 5 10 0

0 2 4 0

4 0 0 0

0 2 4 0

TT

TCV

FCV

Senyals Full1de2



Tarragona

Instrument

R

PI

LCV

Data:08/12/2016

LSH

LT

PSV

LAL

dPT

PCV


9


Àrea 400


EA SA ED SD

0 9 9 0

6 0 0 0

0 2 4 0

0 0 0 2

0 0 0 3

2 0 0 0

0 0 0 1

0 1 2 1

0 0 0 1

1 0 0 0

0 1 2 0

0 1 2 0

3 0 0 0

0 1 2 0

Full1de2


Senyals


Tarragona

Instrument

R

PI

LAL

LSL

dPT

PCV

FCV

LCV

LSH

PSV

LT

LAH

TT

TCV


Àrea 500


EA SA ED SD

0 6 6 0

5 0 0 0

0 1 2 0

0 0 0 2

1 0 0 0

1 0 0 0

0 1 2 0

0 1 2 0

4 0 0 0

0 3 6 0

0 0 0 2

PI

LCV

LSH

LT

dPT

PCV

Full1de2

Data:08/12/2016


Tarragona

Instrument

R

Senyals


FCV

TT

TCV

PSV


10


Àrea 600


EA SA ED SD

0 0 16 8

0 8 8 0

2 0 0 0

0 0 0 6

6 0 0 0

0 0 0 6

0 0 4 0

0 0 0 6

Data:08/12/2016


Tarragona

Instrument

Senyals Full1de2

LSL

ZS

PSV

XV

R

PI

LSH

LT



Àrea 700


EA SA ED SD

0 0 24 12

12 0 0 0

1 0 0 0

0 2 4 0

2 0 0 0

0 11 22 0

5 0 0 0

3 0 0 0

0 2 4 0

3 0 0 0LT

PCV

PT

FCV

FT

T

TCV

LT

Senyals Full1de2



Tarragona

Instrument

XV

PI


11

3.3.6 Targeta d’adquisició de dades La planta disposa d’unitats remotes d’entrada/sortida en cada zona per l’adquisició i gestió de

senyals. Aquestes unitats s’instal·len dins d’un armari elèctric on s’hi instal·la un Siemens CPU

1214C, Simatic S7 1200 que permet la unió de diferents mòduls i targetes que permeten

conectar senyals digitals i analògiques.

Les targetes d’adquisició de dades son de la sèrie Siemens SM1231 per senyals analògiques

(permeten 4 inputs i 4 outputs), de la sèrie SM1221 pels inputs digitals (permeten 8 o 16

entrades) i de la sèrie SM1222 pels outputs digital (permeten 8 o 16).

A la sala de control es disposa d’un PLC central en el que arriben els diferents cables del

PROFIBUS de les diferents zones.

El controlador utilitzat es el Siemens S7 1200.

A continuació es detalla la distribució de les targetes a la planta


12

Taula3.9 Distribució del mòduls d’entrades i sortides

Tarjeta Funció A-100 A-200 A-300 A-400 A-500 A-600 A-700

SM1221DC DI8x24VDC 0 0 0 3 3 0 0

SM1221DC DI16x24VDC 3 2 3 0 0 2 4

SM1222DC DO8x24VDC0.5A 3 1 0 1 1 4 3

SM1222DC DO16x24VDC0.5A 0 0 1 0 0 0 0

SM1231AI AI4x13bBit 4 3 4 3 3 2 7

SM1232AO AO4x14Bit 5 4 6 4 3 2 4

Tenint en total un recompte de :

I/O-Digital 34

I/O-Analog 54

3.4 Nomenclatura Sistema Control

3.4.1 Nomenclatura General A les taules següents es presenten els codis utilitzats tant en els elements dels llaços de control,

variables controlades, alarmes, instruments etc.

Taula 3.10 Codi de variables controlades

Variable Codi

Nivell L

Temperatura T

Cabal F

Pressió P

Diferencial Pressió dP

Taula 3.11. Codi d’elements de control

Elements Codi

Transmissor T

Vàlvula de Control CV


13

Taula 3.12. Codi Instrumentació

Nomenclatura

Vàlvula Tot-res XV

Vàlvula Regulació R

Indicador Pressió PI

Indicador amb alaram de nivell màxim LSH

Transmisor de nivell LT

Indicador amb alarma de nivell mínim LSL

Vàlvula control temperatura TCV

Transmisor de Temperatura TT

Final de carrera ZS

Vàlvula control nivell LCV

Vàlvula Seguretat Pressió PSV

Alarma de nivell màxim LAH

Alarma de nivell mínim LAL

Interruptor de nivell mínim LSL

Transmisor Diferencial de pressió dPT

Vàlvula control pressió PCV

Vàlvula control cabal FCV

Capsal de seguretat per aliviar pressió PSE

3.4.2 Nomenclatura Instruments Control Alhora de numerar els instruments de control s’ha seguit la següent nomenclatura:

AB-C

On: ·A indica la variable controlada ·B indica l’instrument de control ·C indica on està situat l’instrument Exemple: TT-118 és un transmissor de Temperatura situat a l’àrea 100.

3.4.3 Nomenclatura Llaços Control Alhora de numerar els llaços de control s’ha seguit la següent nomenclatura:

A-B-C


14

On:

·A indica el tipus de variable controlada

·B indica l’equip on es troba el llaç de control.

·C indica el número de llaç de control, format per 3 dígits, el primer indica l’àrea i el segon i tercer el

número concret del llaç.

Exemple: T-T103-101 és un llaç de control que controla la temperatura del tanc 103, situat a l’àrea 100

amb número de llaç 1.

3.5 Instrumentació Per tal de dur a terme el control automàtic de la planta, es disposa de diferents elements que permeten

obtenir informació del sistema o procés per poder processar-la, analitzar-la i alterar certes variables que

asseguren l’estabilitat del sistema.

Per tant, es requereixen una sèrie d’instruments, els elements primaris, de transmissió i elements finals.

Els elements primaris i de transmissió s’encarreguen de mesurar i transmetre els valors del procés al

controlador.

En aquest apartat, s’expliquen els diferents instruments amb els que es realitzen els llaços de control.

3.5.1 Intruments de Mesura

3.5.1.1 Temperatura

Per mesurar la temperatura s’han escollit uns termoparells que mesuren les diferències de

temperatura a través de dos conductors elèctrics. El seu funcionament es basa en la unió de


15

dos metalls diferents els quals generen una força electromotriu que és funció de la

temperatura.

Poden suportar fins a 1100ºC, fet que fa que puguin treballar en tots els punts del procés.

Figura 2. Termoparells Omnigrad MTC10

3.5.1.2 Pressió

Per la mesura de pressió s’han escollit uns transmissors de pressió digital amb diafragma. Aquest

transmissor mesuren la pressió sota condicions d’alta pressió (400 bar) i temperatura (400ºC). El seu

material d’acer inoxidable el fan resistent a la corrosió i a tot tipus d’àcids.

El model utilizat és el Cerabar PMP55.

Figura 3. Transmissor pressió Cerabar PMP55


16

3.5.1.3 Nivell

3.5.1.3.1 Sonda de Nivell

Una sonda de varilla d’alta qualitat per altes pressions i altes temperatures, capaç de medir també una

interfase.

Medeix continuament la distancia entre el punt de referencia i la superficie del producte, a través d’uns

impulsos que son rebuts per una unitat d’evaluacó electrònica que els converteixen en dades de nivell.

Aquesta sonda és capaç de treballar fins a 200ºC. A més, és capaç de mesurar el nivell d’interfases.

Figura 4: Principi funcionament sonda Levelflex FPM54

3.5.1.3.2 Mesurador de nivell per radar

Aquest transmissor s’utilitza per mesurar els líquids més exigents d’aquest projecte. Es tracta d’un

dispositiu de mesura de nivell continua que evita el contacte directe amb el líquid per mitjà d’un sensor.

El seu funcionament consisteix en la mesura de la distancia des de el punt de referencia (connexió a

procés) a la superfície del producte. El radar que conté emet uns impulsos que són reflectits a la

superfície del líquid i rebuts de nou pel sistema radar.

Aquest transmissor és capaç de treballar fins a temperatures de 450ºC i 160 bar de pressió.


17

Figura 5. Transmissor Micropilot FMR51

3.5.1.4 Caudal

Per la mesura de cabal s’ha escollit uns transmissors de pressió diferencial que mesuren la

Pressió diferencial en una placa d’orifici.

Les pèrdues de càrrega que originen són mínimes, ofereixen alta precisió i resisteix fins a altes

temperatures (1000ºC).

Principi de mesura:

Figura 6: Principi de mesura transmisor Deltatop DO62C.


18

3.6 Fitxes Especificacions Instruments

Àrea

ítem

Localitat Revisat

-30ºC

50ºC

OmnigradMTC10

Especificació



Tarragona

Full1de2

Data:08/12/2016

Certificat ATEX

DADESOPERACIÓ

Alimentació

Variablemesurada

SensordeTemperatura

IDENTIFICACIÓ

Denominació Transmisordetemperatura

Tipus PT100

24V

Temperatura

4-20mA

-200ºC/600ºC

500bar

+/-0.1ºC

-20ºC/125ºC

316L

Senyaldesortida

Rangdemesura

Pressiómàxima

Sensibilitat

Subministrador

Model

Mínima

Màxima

Horitzontal

Brida

Temperaturadeprocés

DADESD'INSTAL·LACIÓ

Temperaturaambient

Posició

ConexióaProcés

Distànciamàximad'immersió

Material

T I274T / 02/ en

60022266

T echnical Information

Omnigrad M TC10

M odular T C assembly

E x tension neck and thermow ell, threaded connection

Application

• U niversal range of application

• M easuring range: -40. . .1100 °C (-40 .. .2012 °F )

• Pressure range up to 75 bar (1088 psi)

• D egree of protection: up to IP 68

Head transmitters

A ll E ndress+H auser transmitters are available w ith

enhanced accuracy and reliability compared to directly

w ired sensors. E asy customiz ing by choosing one of the

follow ing outputs and communication protocols:

• A nalog output 4 . . .20 mA

• H ART ®

• PRO FIB U S® PA

• FO U ND AT IO N F ieldbus™

Your benefits

• H igh flex ibility due to modular assembly w ith standard

term inal heads and customized immersion length

• H ighest possible compatibi lity w ith a design according

to D IN 43772

• N eck tube for heat protection of head transmitter

• Fast response time w ith reduced/ tapered tip form

• T ypes of protection for use in hazardous locations:

Intrinsic Safety (E x ia)

N on-Sparking (E x nA)

4 0


19

Àrea

ítem

Localitat Revisat

-40ºC

85ºC

Cerabar_PMP55

Tarragona

SensordePressió

IDENTIFICACIÓ

Denominació Transmisordepressió

Especificació Full1de2

Data:08/12/2016



Variablemesurada Pressió

Senyaldesortida 4-20mA

Rangdemesura 400mbar/400bar

Tipus Capacitiu

Certificat ATEX

DADESOPERACIÓ

Alimentació 24V

Material 316L


Temperatura Mínima

Màxima

Pressiómàxima 600bar

Sensibilitat 0,15%

Temperaturadeprocés -70ºC/400ºC

Model

Posició Vertical

ConexióaProcés Brida


Subministrador


20

Àrea

ítem

Localitat Revisat

-40ºC

80ºC

LevelflexFMP54


Data:08/12/2016


Tipus Capacitiu

Certificat ATEX

DADESOPERACIÓ

Alimentació 24V


Tarragona

SensordeNivell

IDENTIFICACIÓ

Denominació Transmisordenivell


Sensibilitat 0,15%


Variablemesurada Nivell


Rangdemesura 0/400bar

Posició Vertical



Subministrador

Material 316L


Temperatura Mínima

Màxima

Model


21

Àrea

ítem

Localitat Revisat

-40ºC

80ºC

MicropilotFMR51


Tarragona

SensordePressió

IDENTIFICACIÓ

Denominació Transmisordenivell


Data:08/12/2016


Variablemesurada Nivell


Rangdemesura 0/160bar

Tipus Radar

Certificat ATEX

DADESOPERACIÓ

Alimentació 24V

Material 316L


Temperatura Mínima

Màxima


Sensibilitat 0,15%


Model

Posició Vertical



Subministrador


22

3.7 Llista dels llaços de control

A les següents taules s’enumeren els instruments i alarmes de control, i els llaços que hi apareixen per a

cada àrea.

3.7.1 Àrea 100

Àrea 100

Localitat Tarragona

Equip Ítem Variable Controlada Set Point Descripció Actuació

P-101 PI-102 Pressió de la bomba - Manòmetre Elèctrica

T-101 PSV-103 Pressió alta del tanc 3,74 m Alarma Obertura total a una sobrepressió

T-101 LSH-104 Nivell d'alça al tanc 7 m Alarma Visual/Sonor

T-101 LT-105 Nivell del tanc - Indicador Elèctrica

T-101 LSL-106 Nivell de baixa al tanc 1,25 m Alarma Visual/Sonor

T-102 PSV-107 Pressió alta del tanc 3,74 m Alarma Obertura total a una sobrepressió







T-103 PSV-116 Pressió alta del tanc 1,88 bar Alarma Obertura total a una sobrepressió

T-103 LSH-117 Nivell d'alça al tanc 8,5 m Alarma Visual/Sonor

T-103 LSL-119 Nivell de baixa al tanc 1 m Alarma Visual/Sonor














LLISTA D'ALRMES I INSTRUMENTS Full 1 de 1

Data: 08/12/2016Planta de Producció Anilina

Poligon Industrial Gasos Nobles


23

3.7.2 Àrea 200

Full 1 de 1

Data: 08/12/2016

Àrea

Localitat Tarragona 100 Tancs d'Emmagatzematge de Fenol

Equip Llaç Tipus de control Variable controlada ÍtemVariable

manipuladaElement final Ítem Set Point

T-103 T-T-103-101 feedbackTemperatura dins el

tancTT-118

Cabal d'aigua de

refrigeració

Vàlvula automàtica

regulacióTCV-118 45 °C


tancTT-123

Cabal d'aigua de

refrigeració




tancTT-128

Cabal d'aigua de

refrigeració




tancTT-133

Cabal d'aigua de

refrigeració



LLISTA DE LLAÇOS DE CONTROL

Planta de Producció Anilina


Àrea 200

Localitat Tarragona


B-201 PI-202 Pressió de la bomba - Manòmetre Elèctrica



R-201 PSE-209 Pressió alta del reactor 18 bar Alarma Ruptura total del disc

R-201 PSV-210 Pressió alta del reactor 17,5 bar Alarma Obertura total a una sobrepressió

R-201 PSH-213 Pressió d'alta al reactor 17,3 bar Alarma Visual/Sonor

R-202 PSE-214 Pressió alta del reactor 18 bar Alarma Ruptura total del disc

R-202 PSV-215 Pressió alta del reactor 17,5 bar Alarma Obertura total a una sobrepressió

R-202 PSH-216 Pressió d'alta al reactor 17,3 bar Alarma Visual/Sonor





24

Full 1 de 1

Data: 08/12/2016

Àrea

Localitat Tarragona 200 Zona de Reacció



E-201 T-E-201-201 feedback

Temperatura de

sortida al

bescanviador

TT-201Cabal d'oli

tèrmic


regulacióTCV-201 370 ◦C

MIX-201 F-MIX-201-202 feedbackCabal d'amoníac a

l'entrada del mixerFT-203 Cabal d'amoníac


regulacióFCV-203 23995 Kg/h


Temperatura de

sortida al

bescanviador

TT-204Cabal d'oli

tèrmic



R-201 F-R-201-204 feedbackCabal de fenol a

l'entrada del reactorFT-206 Cabal de fenol



R-202 P-R-202-205 feedbackPressió a la sortida del

reactorPT-208

Cabal de procés

al'entrada

reactor


regulacióPCV-208 17 bar

R-201 T-R-201-206 feedbackTemperatura de

sortida del reactorTT-211

Cabal d'oli

tèrmic



R-202 T-R-202-207 feedbackTemperatura de

sortida del reactorTT-212

Cabal d'oli

tèrmic



R-201 P-R-201-208 feedbackPressió a la sortida del

reactorPT-208

Cabal de procés

al'entrada

reactor



LLISTA DE LLAÇOS DE CONTROL




25

3.7.3 Àrea 300

Àrea 300

Localitat Tarragona


C-301 LSH-305 Nivell d'alça a la columna 0,85 m Alarma Visual/Sonor

C-301 PI-308 Pressió del fluid de procés - Manòmetre Elèctrica

C-301 PSV-315 Pressió alta de la columna 2,26 bar Alarma Obertura total a una sobrepressió







C-302 PI-321 Pressió de la bomba - Manòmetre Elèctrica


T-302 PSV-324 Pressió alta del tanc 2,43 bar Alarma Obertura proporcional a l'augment de pressió

P-302 PI-325 Pressió del fluid de procés - Manòmetre Elèctrica

LLISTAT D'ALRMES I INSTRUMENTS Full 1 de 1




26

Àrea

Localitat Tarragona 300



TB-301 P-TB-301-301 feedback

Diferència de pressió

a la sortida de la

turbina

dPT-301

Cabal de procés

a l'entrada de la

turbina



C-301 P-C-301-302 feedbackDiferència de pressió

a la columnadPT-306

Cabal de vapor

d'aigua al

reboiler



C-301 T-C-301-303 feedback

Temperatura de

sortida a la columna

per caps

TT-307Cabal de reflux a

la columna


regulacióFCV-307 -18,95


Temperatura a la

sortida del

bescanviador

TT-310Cabal d'oli

tèrmic


regulacióTCV-310 -18

T-301 L-T-301-305 feedbackNivell del tanc de

condensatsLT-311 Cabal de reflux


regulacióLCV-311 4,5 m


a la columnadPT-316

Cabal de vapor

d'aigua al

reboiler




Temperatura de


per caps


la columna


regulacióFCV-319 101°C


Temperatura a la

sortida del

bescanviador

TT-321Cabal d'oli

tèrmic


regulacióTCV-321 11,9ºC

T-302 L-T-302-309 feedbackNivell del tanc de

condesatsLT-322 Cabal de reflux


regulacióLCV-322 1 m

Zona de Reacció

Data: 08/12/2016

Full 1 de 1 LLISTA DE LLAÇOS DE CONTROL




27

3.7.4 Àrea 400

Àrea 400

Localitat Tarragona


D-401 LAH-401 Nivell d'alça al decantador 2 m Alarma Visual/Sonor

D-401 LAL-401 Nivell de baixa al decantador 0,70 m Alarma Visual/Sonor


D-401 PSV-403 Pressió alta del decantador 2,27 bar Alarma Obertura total a una sobrepressió









B-401 PI-416 Pressió del bufador - Manòmetre Elèctrica






28

3.7.5 Àrea 500

Àrea 500

Localitat Tarragona



C-501 PSV-504 Pressió alta de la columna 1,1 Alarma Obertura total a una sobrepressió


T-501 PSV-508 Pressió alta del tanc -1,51/+1,52 bar Alarma Obertura proporcional a l'augment de pressió









Àrea





a la columnadPT-501

Cabal d'aigua al

reboiler




Temperatura de


per caps


la columna


regulacióFCV-502 243,1°C


Temperatura a la

sortida del

bescanviador

TT-505 Cabal d'oli tèrmicVàlvula automàtica

regulacióTCV-505 175°C

T-501 L-T-501-504 feedbackNivell en el tanc de

condensatsLT-506

Cabal de reflux a

la sortida del tanc


regulacióLCV-506 1,05 m


Temperatura a la

sortida del

bescanviador

TT-511 Cabal d'oli tèrmicVàlvula automàtica

regulacióTCV-511 25,6°C


Temperatura a la

sortida del

bescanviador

TT-514 Cabal d'aiguaVàlvula automàtica

regulacióTCV-514 60°C

Zona de Reacció

Data: 12/12/2016





29

3.7.6 Àrea 600

Àrea 600

Localitat Tarragona






























30

3.7.7 Àrea 700

Àrea




C-701 P-C-701-701 feedbackPressió en el fluid d'oli

tèrmicPT-701 Cabal d'oli tèrmic


regulacióPCV-701 -

C-701 F-C-701-702 feedbackCabal d'entrada a la

calderaFT-702 Cabal d'oli tèrmic






regulacióPCV-705 -

C-702 F-C-702-704 feedbackCabal d'entrada a la

calderaFT-706 Cabal d'aigua



TR-701 T-TR-701-705 feedbackTemperatura a la sortida

de la torreTT-712 Cabal d'oli tèrmic



TR-701 F-TR-701-706 feedbackCabal d'oli tèrmic a

l'entrada de la torreFT-713 Cabal d'oli tèrmic




de la torre TT-717 Cabal d'aigua



TR-702 F-TR-702-708 feedbackCabal d'aigua a l'entrada

de la torreFT-719 Cabal d'aigua


regulacióFCV-719 29700 kg/h

CH-701 T-CH-701-709 feedbackTemperatura a l'entrada

del chillerTT-721 Cabal d'oli tèrmic



CH-701 F-CH-701-710 feedbackCabal d'oli tèrmic a

l'entrada del chillerFT-724 Cabal d'oli tèrmic


regulacióFCV-724

300720

kg/h

SC-701 L-SC-701-711 feedbackNivell del líquid a

l'scrubberLT-726

Cabal d'aigua de

serveis


regulacióFCV-726 2 m

Zona de Reacció

Data: 12/12/2016





31

Àrea







regulacióPCV-701 -

T-701 F-T-701-702 feedbackCabal d'entrada a la

calderaFT-702 Cabal d'oli tèrmic






regulacióPCV-705 -

T-702 F-T-702-704 feedbackCabal d'entrada a la

calderaFT-706 Cabal d'aigua




de la torreTT-712 Cabal d'oli tèrmic



T-703 F-TR-703-706 feedbackCabal d'oli tèrmic a

l'entrada de la torreFT-713 Cabal d'oli tèrmic




de la torre TT-717 Cabal d'aigua



T-704 F-T-704-708 feedbackCabal d'aigua a l'entrada

de la torreFT-719 Cabal d'aigua


regulacióFCV-719 29700 kg/h

CH-701 T-CH-701-709 feedbackTemperatura a l'entrada

del chillerTT-721 Cabal d'oli tèrmic



T-705 F-T-705-710 feedbackCabal d'oli tèrmic a

l'entrada del chillerFT-724 Cabal d'oli tèrmic


regulacióFCV-724

300720

kg/h

SC-701 L-SC-701-711 feedbackNivell del líquid a

l'scrubberLT-726

Cabal d'aigua de

serveis


regulacióFCV-726

Zona de Reacció

Data: 12/12/2016





32

3.8 Diagrames i descripció dels llaços de control

3.8.1 Llaç de control temperatura als tancs de Fenol

Aquest llaç de control garanteix que la temperatura dins dels tancs de fenol es mantingui correctament.

Es tracta d’un llaç de control tipus Feedback que mesura la temperatura dins els tancs de fenol r

regulant els cabal d’aigua del serpentí que envolta el reactor de manera que es mantingui en tot

moment la temperatura, dóna’t que si disminuís la temperatura, el fenol es podria solidificar.

Llaç de Control: T-T-103-101, T-T-104-102, T-T-105-103, T-T-106-104

·Variable controlada: Temperatura dins del tanc de Fenol

·Variable manipulada: Cabal d’oli tèrmic d’entrada als serpentins.

·Tipus llaç: Feedback

A continuació, es mostra com a exemple el llaç de control : T-T-103-101.


33


34

3.8.2 Llaç de control de la temperatura en bescanviadors i condensadors

Aquest llaç de control garanteix l’obtenció de la temperatura desitjada en el fluid de procés a la sortida

dels bescanviadors o condensadors.

Es tracta d’un llaç tipus Feedback on es mesura la temperatura del fluid a la sortida del

bescanviador/condensador i mitjançant una vàlvula de control es regula el cabal del fluid de serveis que

entra al bescanviador per tal de modificar la temperatura de sortida del fluid de procés en funció del

punt de consigna requerit.

·Llaç de Control: T-E-201-201, T-E-202-202, T-E-501-501

·Variable controlada: Temperatura del fluid de procés a la sortida del bescanviador.

·Variable manipulada: Caudal d’oli tèrmic que entra al bescanviador.


·Llaç de Control: T-E-301-304, T-E-303-308, T-E401-405, T-E-403-406, T-E-503-503, T-E-504-506

·Variable controlada: Temperatura del fluid de procés a la sortida del bescanviador.

·Variable manipulada: Caudal d’aigua que entra al bescanviador.


A continuació, es mostra com a exemple el llaç de control de temperatura del intercanviador de calor E-

201.


35


36

3.8.3 Llaç de Control al Mesclador

Aquest llaç de control garanteix que el cabal resultant de la mescla del corrent d’amoníac fresc amb el

recirculat és el desitjat.

Es tracta d’un llaç tipus Feedback on es mesura el cabal de procés a la sortida del mesclador i mitjançant

dues vàlvules de control es regula el cabal d’amoníac recirculat i fresc abans de l’entrada al mesclador

en funció del punt de consigna requerit.

Llaç de Control: F-M-201-202

·Variable controlada: Cabal de procés a la sortida del mesclador

·Variable manipulada: Caudal d’amoníac fresc i caudal d’amoníac recirculat.



37


38

3.8.4 Llaç de Control de la Turbina

Aquest llaç de control garanteix que la pressió a la sortida de la turbina sigui la desitja i es mantingui

estable.

La pressió a la sortida de la turbina és un paràmetre molt important, ja que és necessari tenir una

pressió adequada abans d’introduir-se a la primera columna de destil·lació. El fluid de procés procedent

del reactor, es troba a una pressió molt elevada, la qual interessa disminuir per a poder operar a les

condicions de treball de la columna on s’introduirà.

Per aquest motiu, i per evitar-ho s’ha col·locat el control tipus feed-back, de manera que augmentarà o

disminuirà el cabal de fluid de procés, que accedeix a la turbina, si detecta una variació de diferencia de

pressió a la sortida d’aquesta.

Llaç de Control: P-TB-301-301.

·Variable controlada: Diferencial de pressió a la turbina.

·Variable manipulada: Cabal d’entrada a la turbina.


A continuació, es mostra com a exemple el llaç de control diferencial de pressió: P-TB-301-301.


39


40

3.8.5 Llaç de Control de Nivell al Tanc Horitzontal

Aquest llaç de control és necessari per evitar que el nivell dels tancs pulmó situats al procés no

sobrepassin del seu nivell màxim.

Es tracta d’un llaç tipus feedback on es mesura el nivell del tanc de procés i mitjançant una vàlvula de

control es regula el cabal de sortida d’aquest per mantenir un nivell constant a l’interior.

Llaç de Control: L-T-302-309, L-T-501-504

·Variable controlada: Nivell del tanc de procés.

·Variable manipulada: Cabal de sortida del tanc de procés.


A continuació, es mostra com a exemple el llaç de control de nivell del tanc L-T-302-309.


41


42

3.8.6 Llaç de Control de Nivell al Tanc Vertical

Aquest llaç de control és necessari per evitar que el nivell dels tancs pulmó situats al procés no

sobrepassin del seu nivell màxim.

Es tracta d’un llaç tipus feedback on es mesura el nivell del tanc de procés i mitjançant una vàlvula de


Llaç de Control: L-T-301-305, L-T-401-404

·Variable controlada: Nivell del tanc de procés.



A continuació, es mostra com a exemple el llaç de control de nivell del tanc L-T-302-305.


43


44

3.8.7 Llaç de Control de Nivell al Decantador

Aquest llaç de control és necessari per evitar que el nivell del decantador no sobrepassi del seu nivell

màxim.

Es tracta d’un llaç tipus feedback on es mesura el nivell del decantador i mitjançant una vàlvula de

control es regula el cabal de sortida d’aquest, per mantenir un nivell constant a l’interior.

Llaç de Control: L-D-401-401

·Variable controlada: Nivell del decantador.

·Variable manipulada: Cabal de sortida del decantador.



45


46

3.8.8 Llaç de Control del Cabal de Reflux a les Columnes

Aquest llaç de control garanteix que la temperatura dins la columna és la indicada per assolir la

separació desitjada. La temperatura és la que marca en cada punt de la columna la composició de la

mescla, de manera que les variacions de temperatura a la columna implicarien variacions de composició

a les sortides de la columna i per tant la qualitat del producte no seria l’esperat.

Es tracta d’un llaç tipus Feedback on es mesura la temperatura del fluid de sortida per caps de columna i

es regula el cabal de reflux per mantenir aquesta temperatura.

En cas que la temperatura mesurada sigui superior al Set Point fixat s’augmentarà el cabal de retorn a la

columna ja que suposa que el destil·lat no té la composició desitjada i a la inversa.

Llaç de Control: T-C-301-303, T-C-302-307, T-C-401-403, T-C-501-502

·Variable controlada: Temperatura de sortida per caps de columna

·Variable manipulada: Cabal de reflux


A continuació, es mostra com a exemple el llaç de control de cabal de reflux a les columnes : T-C-301-

303.


47


48

3.8.9 Llaç de Control del Diferencial de pressió a les Columnes Destil·lació

Aquest llaç de control garanteix que la caiguda de pressió a les columnes es mantingui estable.

La caiguda de pressió a les columnes de destil·lació és un paràmetre molt important. Tenir variacions de

pressió dins la columna implica tenir variacions als cabals de líquid i vapor que hi estan circulant i per

tant indicaria el mal funcionament de la mateixa que pot arribar a provocar la inundació a l’equip si el

cabal de vapor ascendent fos insuficient i el nivell de líquid de la part inferior anés augmentant.

Per aquest motiu, i per evitar-ho s’ha col·locat el control tipus feed-back, de manera que augmentarà el

cabal de vapor o oli tèrmic que entra al reboiler si detecta una variació de diferencia de pressió.

Llaç de Control: P-C-301-302, P-C-302-306, P-C-401-402, P-C-501-501.

·Variable controlada: Diferencial de pressió a la columna.

·Variable manipulada: Cabal d’entrada al reboiler.


A continuació, es mostra com a exemple el llaç de control diferencial de pressió: P-C-301-302.


49


50

3.8.10 Llaç de Control de la Temperatura al Reactor

Aquest llaç de control garanteix que la temperatura dins del reactor es mantingui correctament.

Es tracta d’un llaç de control tipus Feedback que mesura la temperatura del corrent de sortida del

reactor regulant els cabal d’oli tèrmic del serpentí que envolta el reactor de manera que es mantingui en

tot moment la temperatura, dóna’t que la reacció és una mica exotèrmica.

Llaç de Control: T-R-201-206, T-R-202-207

·Variable controlada: Temperatura al corrent de sortida del reactor.

·Variable manipulada: Cabal d’oli tèrmic d’entrada als serpentins.


A continuació, es mostra com a exemple el llaç de control diferencial de pressió: T-R-201-206.


51


52

3.8.11 Llaç de Control de la Pressió al Reactor

Aquest llaç de control garanteix que la pressió dins del reactor es mantingui correctament.

Es tracta d’un llaç de control tipus Feedback que mesura la pressió del corrent de sortida del reactor

regulant el cabal d’entrada al reactor de manera que si augmentés la pressió disminuiria el cabal

d’entrada i a la inversa.

Llaç de Control: P-R-201-208, P-R-202-205

·Variable controlada: Pressió al corrent de sortida del reactor.

·Variable manipulada: Cabal procés entrada al reactor.


A continuació, es mostra com a exemple el llaç de control diferencial de pressió: P-R-201-208


53


54

3.8.12 Llaç de Control del Cabal a l’entrada del Reactor

Aquest llaç de control garanteix que l’entrada de reactius a l’entrada del reactor és la estimada.

Es tracta d’un control tipus Feedback on es mesura el cabal que circula per les canonades d’entrada al

reactor i mitjançant una vàlvula de control es regula per obtenir el cabal indicat.

Llaç de Control: F-R-201-204

·Variable controlada: Cabal procés entrada al reactor.

·Variable manipulada: Cabal procés entrada al reactor.



55


56

3.8.13 Llaç de Control del Cabal a les Calderes

Aquest llaç de control garanteix que a la caldera no entri més cabal del que pot acceptar segons el seu

disseny. Per tant que l’entrada de cabal a la caldera sigui l’adequada.

Es tracta d’un llaç de control tipus feedback on es mesura la pressió del cabal a la canonada d’entrada de

la caldera, de manera que si la pressió és més elevada de la indicada s’obre la vàlvula de control deixant

passar part del cabal. D’aquesta manera s’assegura el bon funcionament de la caldera.

Llaç de Control: P-C-701-701, P-702-703

·Variable controlada: Pressió canonada entrada caldera.

·Variable manipulada: Cabal entrada caldera.



57


58

3.8.14 Llaç de Control de Temperatura a les Torres de Refrigeració Aquest llaç de control garanteix que la torre refrigeri a la temperatura necessària. Es tracta d’un llaç de control tipus feedback on es mesura la temperatura del caudal d’entrada del fluid de servei a la torre de refrigeració i mitjançant una vàlvula de regulació es deixa passar més o menys fluid refrigerant.

Llaç de Control: T-TR-701-705, T-TR-702-707.

·Variable controlada: Temperatura caudal fluid servei.

·Variable manipulada: Cabal de fluid refrigerant.



59


60

3.8.15 Llaç de Control del Cabal a Calderes/Torre/Chiller Aquest llaç de control garanteix que als diferents equips no entri més cabal del que poden acceptar segons la seva capacitat. Per tant que l’entrada de cabal sigui l’òptima.

Es tracta d’un llaç de control tipus feedback on es mesura el cabal a la canonada d’entrada de la

caldera/torre/chiller, de manera que si el cabal és més elevat del indicat al Set Point s’obre la vàlvula de

control deixant passar part del cabal i dipositant-lo en un tanc pulmó , i a la inversa. D’aquesta manera

s’assegura el bon funcionament dels equips.

Llaç de Control: F-C-701-702, F-C-702-704, F-TR-701-709, F-TR-702-708, F-CH-701-710.

·Variable controlada: Cabal entrada fluid procés.

·Variable manipulada: Cabal entrada fluid procés.



61


62

3.8.16 Llaç de Control del Nivell a l’Scrubber Aquest llaç de control garanteix que el nivell de líquid contaminat del scrubber no sobrepassi el seu nivell màxim.

Es tracta d’un llaç tipus feedback on es mesura el nivell del tanc al scrubber i mitjançant una vàlvula de


Llaç de Control: L-SC-701-711

·Variable controlada: Nivell líquid Scrubber.




63

bloc 3 - ddd.uab.cat · pdf filett zs. bloc 3. instrumentació i control 8 taula 3.3...

Documents