АСУТП ж. – это человеко-машинная система, обеспечивающая эффективное функционирование ТОУ, в которой сбор и переработка информации необходимы для реализации функции управления, осуществляется с применением современных средств автоматизации и вычислительной техники.

Автоматизированный технологический комплекс (АТК) м. – совокупность совместно функционирующих АСУТП и ТОУ.

Автоматические устройства контроля с., мн. – (контрольно-измерительные приборы) – это устройства, которые обеспечивают быстрые и точные измерения технологических параметров: температуры, давления, расхода, уровня и параметров качества продукции.

Вторичный прибор м. – это устройство, воспринимающее сигнал от первичного преобразователя и выражающее его в удобном для восприятия виде.

Входные параметры м., мн. – это параметры, которые дают представления о материальных и энергетических потоках на входе в технологический аппарат.

Выходные параметры м., мн. – это параметры, которые характеризуют выходные потоки: температуру, давление продукта на выходе.

Внешние возмущения с., мн. – это возмущения, которые проникают в ТОУ извне, при изменении всех входных и некоторых выходных параметров, а также параметров окружающей среды.

Внутренние возмущения с., мн. – это возмущения, которые возникают в самом объекте управления при изменении характеристик технологического оборудования.

Газоанализаторы м., мн. – приборы, предназначенные для определения объемного состава газовой смеси.

ГСП ж.– Государственная система приборов и средств автоматизации.

Канал связи м. – служит для передачи сигнала от первичного преобразователя к вторичному прибору.

Качество измерений с. – характеризуется точностью, достоверностью, правильностью измерений, а также размером допускаемых погрешностей.

Класс точности прибора м.– обобщенная характеристика средства измерения, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность измерений.

Критерий управления м.– показатель, характеризующий функционирование ТОУ в целом и принимающий числовые значения в зависимости от возмущающих и управляющих воздействий.

Манометры м., мн. – приборы для измерения давления.

Метрология ж. – специальная наука, занимающаяся вопросами теории измерений, средствами обеспечения их единства и способов достижения необходимой точности.

Метод измерения м. – это совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Мера ж. – средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Нормальный технологический режим м. – совокупность значений параметров, обеспечивающая решение задачи, поставленной при управлении процессом.

Первичный измерительный преобразователь м.– это чувствительный элемент, устанавливаемый непосредственно на объекте и находящийся под воздействием измеряемой среды, преобразует измеряемую величину в выходной сигнал, удобный для передачи по каналу связи.

Передающий измерительный преобразователь м. – предназначен для дистанционной передачи сигнала измерительной информации.

Пункт управления м.– место, где сосредоточены средства представления информации и органы управления объектом.

Плотномеры м., мн. – приборы, предназначенные для измерения плотности вещества.

Расходомеры м., мн. – приборы, предназначенные для измерения расхода вещества.

САР (система автоматического регулирования) ж. – это замкнутая, динамическая система, в которой производится поддержание постоянного значения одной величины х или нескольких величин х_1, х₂, х₃ … х_n характеризующих протекание какого-нибудь процесса в течение длительного времени при произвольно изменяющихся внешних возмущающих воздействиях.

САУ (система автоматического управления) ж. – это совокупность оперативного технологического персонала и комплекса технических средств (КТС) автоматического управления, связанных общей задачей управления.

Средство измерения с. – техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические свойства.

Технологический режим м. – единовременная совокупность значений всех параметров.

ТОУ с. – это совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим регламентам технологического процесса.

Термометры м., мн. – приборы для измерения температуры вещества.

Измерение с. – нахождение значения физической величины опытным путем с использованием специальных технических средств.

Измерительная система ж. – совокупность средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи.

Измерительный прибор м. – устройство измерения, служащее для выработки сигнала о каком-либо параметре процесса в форме, доступной для непосредственного восприятия человеком.

Измерительный преобразователь м. – средство измерения, вырабатывающее сигнал в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не позволяющее наблюдателю непосредственно воспринимать этот сигнал.

Управление с. – совокупность действий, выбранных на основании определенной информации и направленных на поддержание или изменение функционирования объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления.

Устройства сигнализации с., мн. – автоматические устройства, предназначенные для автоматического оповещения персонал об отклонении параметров за допустимые пределы путем подачи световых или звуковых сигналов.

Устройства регулирования (регуляторы) с., мн. – автоматические устройства, предназначенные для поддержания текущего значения технологического параметра равным заданному.

Устройства защиты с., мн. – автоматические устройства, предназначенные для предотвращения аварий, пожаров, взрывов, выхода из строя оборудования.

Устройства программно-логического управления с., мн. – автоматические устройства, на которые возложены операции пуска, останова, перевода установки периодического действия с одной рабочей операции на другую по заранее заданной временной программе.

Уровнемеры м., мн. – приборы для измерения уровня жидкости.

Хроматографы м., мн. – приборы, предназначенные для анализа жидких многокомпонентных и газовых смесей.

1.2.3) В химической промышленности комплексной механизации и автоматизации уделяется большое внимание. Это объясняется сложностью и высокой скоростью протекания технологических процессов, а также чувствительностью их к нарушению режима и, вредностью условий работы, взрыво- и пожароопасностью перерабатываемых веществ и.т.д.

По мере осуществления механизации производства сокращается тяжелый физический труд, уменьшается численность рабочих, непосредственно занятых в производстве, увеличивается производительность труда и.т.д. В механизированном технологическом процессе человек продолжает принимать непосредственное участие, но его физическая работа сводится лишь к нажатию кнопок, повороту рычагов и.т.д. Здесь на человека возложены функции управления механизмами и машинами.

С увеличением нагрузок аппаратов, мощностей машин, сложности и масштабов производства с повышением давлений, температур и скоростей химических реакций ручной труд даже в механизированном производстве подчас просто немыслим. Например, в производстве полиэтилена давление достигает 300 МПа, в производстве карбида кальция температура в электрических печах равна 3000 ⁰С, процесс обжига серного колчедана в кипящем слое продолжается несколько секунд. В таких условиях даже опытный рабочий часто не в состояние своевременно воздействовать на процесс в случае отклонения его от нормы, а это может привести к авариям, пожарам, взрывам, порче большого количества сырья и полуфабрикатов.

Ограниченные возможности человеческого организма (утомляемость, недостаточная скорость реакции на изменение окружающей обстановки и на большое количество поступающей информации, субъективность в оценке сложившейся ситуации и.т.д.) являются препятствием для дальнейшей интенсификации производства. Наступает новый этап машинного производства – автоматизация, когда человек освобождается от непосредственного участия в производстве, а функции управления технологическими процессами, механизмами, машинами передаются автоматическим устройствам.

Полную или частичную замену операторов машинами и механизмами в рабочих операциях, выполняемых вручную, называют механизацией. При механизации за человеком сохраняются функции контроля и управления.

Автоматизация – процесс совершенствования производства, характеризуемый прежде всего уменьшением потока информации от человека к машине и повышением самостоятельности различных уровней и звеньев управления.

Автоматизация приводит к улучшению основных показателей эффективности производства: увеличению количества, улучшению качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда. Внедрение автоматических устройств обеспечивает высокое качество продукции, сокращение брака и отходов, уменьшение затрат сырья и энергии, численности основных рабочих, снижение капитальных затрат на строительство зданий (производство организуется под открытым небом), удлинение сроков межремонтного пробега оборудования.

Проведение некоторых современных технологических процессов возможно только при условии их полной автоматизации (н/р, процессы, осуществляемые на атомных установках и в паровых котлах высокого давления, процессы дегидрирования и др.). При ручном управлении такими процессами малейшее замешательство человека и несвоевременное воздействие его на процесс могут привести к серьезным последствиям.

Внедрение специальных автоматических устройств способствует безаварийной работе оборудования, исключает случаи травматизма, предупреждает загрязнение атмосферного воздуха и водоемов промышленными отходами.

В автоматизированном производстве человек переключается на творческую работу - анализ результатов управления, составление заданий и программ для автоматических приборов, наладку сложных автоматических устройств и.т.д.

Дальнейшим развитием автоматизации явилось создание гибких производственных модулей – независимых обрабатывающих комплексов, управляемых с помощью ЭВМ без участия человека; соединения гибкой производственной ячейки с другими производственными подразделениями, которые подают сырье, реагенты и другие необходимые материалы и информацию. Это привело к созданию систем машин, управляемых от ЭВМ. Окончательным шагом автоматизации являются интеграция с помощью ЭВМ всей производственной деятельности.

4.5) Методы и средства контроля технологических величин. Элементы метрологии и техники измерения.

Автоматизация базируется на различных технических средствах.

При создании измерительных устройств, регуляторов и др. средств автоматизации предусматривается их стандартизация в рамках Государственной системы приборов и средств автоматизации (ГСП).

Разрабатываемые в рамках ГСП технические средства могут использоваться в виде локальных систем контроля, регулирования, сигнализации, защиты и др., а также на нижнем уровне автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП). Основной технической базой современных АСУ ТП является ГСП, выполненная в виде совокупности изделий, предназначенных для получения, обработки и использования информации.

Изделия ГСП строятся на основе базовых конструкций с унифицированными структурами, сигналами, источниками питания, конструктивными параметрами, Это позволяет иметь общую технологическую базу для производства изделий, обеспечивает их взаимозаменяемость, высокую точность, надежность и долговечность.

В ГСП стандартизированы параметры входных и выходных сигналов источников энергии, элементы, блоки и модули приборов и устройств, их присоединительные, габаритные и монтажные размеры. В нормализованный ряд приборов и средств автоматизации входят первичные преобразователи и измерительные приборы; преобразователи для получения нормированных сигналов; регуляторы; вычислительные, функциональные и логические блоки, запоминающие устройства; вторичные приборы; цифропечатающие устройства; исполнительные устройства.

По роду энергии, используемой для передачи информации и команд управления, в ГСП имеются три ветви:

1)электрическая – устройства которой обладают высокой точностью, быстродействием обеспечивают большую дальность и емкость каналов передачи информации;

2)пневматическая – устройства которой характеризуются безопас-ностью работы в легковоспламеняющихся и взрывоопасных средах; высокой надежностью в тяжелых условиях работы;

3)гидравлическая – устройства которой обеспечивают точные перемещения исполнительных органов и большие перестановочные усилия.

В ГСП входят такие устройства, работающие без использования вспомогательной энергии – приборы и регуляторы прямого действия. Это устройства, использующие для выполнения своих функций энергию той среды, параметры которой они измеряют и регулируют.

По функциональному признаку технические средства в ГСП подразделяются на следующие группы:

1) средства получения информации о состоянии объекта управления. К ним относятся первичные измерительные преобразователи (датчики), измерительные приборы и преобразователи, которые вместе с нормирующими устройствами, формирующими унифицированный сигнал, образуют устройства для получения измерительной информации, а также устройства формирования алфавитно-цифровой информации. Устройства этой группы предназначены для преобразования измеряемой физической величины в удобный для восприятия, передачи и обработки сигнал измерительной информации;

2) средства приема, преобразования и передачи информации. К этой группе относятся различные преобразователи сигналов и кодов, коммутаторы измерительных цепей, шифраторы и дешифраторы, согласовательные устройства, а также устройства для дистанционной передачи, телеизмерения и телеуправления. Технические средства этой группы используются для приема, преобразования и передачи сигналов, содержащих измерительную информацию и несущих команды управления;

3) средства обработки информации, формирования команд управления, представления информации оператором. В эту группу, называемую центральной частью ГСП, входят; функциональные и операционные преобразователи, логические устройства, анализаторы сигналов, запоминающие устройства, регуляторы, датчики, управляющие вычислительные устройства;

4) средства использования командной информации для воздействия на объект управления. Это исполнительные устройства, исполнительные механизмы, усилители мощности и вспомогательные устройства к ним, регулирующие органы.

Устройства первой и четвертой групп непосредственно взаимодействуют с объектом управления.

В системах автоматического управления для измерения (регистрации) текущих значений величин химико-технологических процессов используются разные измерительные устройства (измерительные приборы и измерительные преобразователи).

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с использованием специальных технических средств.

Метрология – специальная наука, занимающаяся вопросами теории измерений, средствами обеспечения их единства и способов достижения необходимой точности.

В метрологии различают прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения.

Все измерения осуществляют с помощью мер и измерительных приборов.

Средствами измерений называют технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства.

Мерами называют средства измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера. Например, мерой массы служит гиря, мерой электрического сопротивления – измерительный резистор, мерой частоты электрических колебаний – кварцевый генератор. Мера, воспроизводящая физическую величину лишь одного размера, называется однозначной (например, гиря, концевые меры длины, измерительный сосуд). Меры, воспроизводящие ряд одноименных величин различного размера, называют многозначными (например, линейка с нанесенными делениями, конденсатор переменной емкости).

Средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, называют измерительным прибором. Средство измерения, вырабатывающее сигнал в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не позволяющее наблюдателю непосредственно воспринимать этот сигнал, называют измерительным преобразователем. Различают первичный измерительный преобразователь (к которому подведена измеряющая величина, т.е. первый в измерительной цепи) и передающий измерительный преобразователь (предназначен для дистанционной передачи сигнала измерительной информации).

По форме выхода все измерительные устройства делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых измерительных устройствах выходом является непрерывная по значению выходная величина, обычно это перемещение указателя по шкале прибора или пера по диаграммной бумаге регистрирующего устройства. В цифровых измерительных устройствах измерительная величина представляется в дискретной форме как окончательный результат измерения, выраженный числом или кодом. Они обладают высокой точностью, чувствительностью, быстродействием, не имеют погрешностей, связанных с субъективным отсчетом показаний, имеют кодированный выход, удобный для использования в измерительно-информационных системах и вычислительной технике.