Введение

Автоматизация производства позволяет повысить производительность труда, улучшить качество выпускаемой продукции и снизить ее себестоимость. При автоматизации улучшаются условия труда, уменьшается аварийность на производстве и т. п.

На современном этапе развития технологии и автоматизации химических производств особое значение приобретает подготовка обслуживающего персонала по управлению технологическими процессами и аппаратами.

Дальнейший рост производительности технологических аппаратов и участков, улучшение технико-экономических показателей производства требуют проведения технологических процессов при высоких скоростях реакций, предельных значениях режимных параметров. Это предъявляет более жесткие, чем ранее, требования к управлению технологическими процессами.

Не зная основных принципов управления технологическими объектами, особенностей устройства и эксплуатации приборов, регуляторов и других средств автоматизации, в современных условиях невозможно управлять технологическими процессами и отдельными аппаратами. Поэтому изучение курса «Контрольно-измерительные приборы и автоматика» имеет важное значение для операторов химических производств.

Основные понятия управления технологическими процессами

Промышленное производство обычно подразделяется на ряд технологических процессов. Под технологическим процессом понимают такую переработку сырья и полуфабрикатов, которая приводит к изменению их физических и химических свойств и превращению в готовую продукцию. Иными словами, технологический процесс — совокупность механических, физико-химических и других процессов целенаправленной переработки сырья и полуфабрикатов.

Каждый технологический процесс характеризуется определенными технологическими параметрами, которые могут изменяться во времени. В химической технологии такими параметрами являются расход материальных и энергетических потоков, химический состав, температура, давление, уровень вещества в технологических аппаратах и др. Совокупность технологических параметров, полностью характеризующих данный технологический процесс, называется технологическим режимом.

Каждый технологический процесс в общем цикле производства имеет свое целевое назначение, в соответствии с которым к нему предъявляют определенные требования — обеспечение заданной или максимальной производительности, заданного или наилучшего качества продукции, заданных или минимальных затрат сырья (полуфабрикатов) и энергии на единицу готовой продукции и т. п.

Выполнение требований, предъявляемых к технологическому процессу, возможно лишь при целенаправленном воздействии на его технологический режим.

Л

Рис. 1. Емкость с при-током и потреблением жидкости

юбой технологический процесс подвержен действию различных факторов, случайных по своей природе, которые нельзя заранее предусмотреть. Такие факторы называются возмущениями. К ним относятся, например, случайные изменения состава сырья, температуры теплоносителя, характеристик технологического оборудования и др. Возмущающие воздействия на технологический процесс вызывают изменения технологического режима, что, в свою очередь, приводит к изменению таких технико-экономических показателей процесса, как производительность, качество продукции, расход сырья и энергии и т. п. Поэтому для обеспечения заданных (требуемых) технико-экономических показателей необходимо компенсировать колебания технологического режима, вызванные действием возмущений. Такое целенаправленное воздействие на технологический процесс представляет собой процесс управления. Совокупность требований, осуществляемых в процессе управления, называется целью управления. Наконец, сам управляемый технологический процесс вместе с технологическим оборудованием, в котором он протекает, является объектом управления.

Объект управления и устройства, необходимые для осуществления процесса управления, называются системой управления.

В качестве примера рассмотрим управление уровнем жидкости в емкости (баке), имеющей входной и выходной потоки, которые называются соответственно приток и потребление (рис. 1). При случайных (заранее неизвестных) колебаниях потребления, например за счет изменения производительности насоса, для управления уровнем следует воздействовать на приток. Здесь целью управления является поддержание постоянного уровня жидкости в емкости, а целенаправленное воздействие на приток представляет собой процесс управления. Объект управления в этом примере — емкость с притоком и потреблением и протекающий в ней процесс изменения уровня жидкости.