1.2 Анализ асу тп и оборудования
АСУТП предназначена для:
• Целевого применения как законченное изделие под определенный объект автоматизации;
• Стабилизации заданных режимов технологического процесса путем измерения значений технологических параметров, их обработки, визуального представления, и выдачи управляющих воздействий в режиме реального времени на исполнительные механизмы, как в автоматическом режиме, так и в результате действий технолога-оператора;
• Анализа состояния технологического процесса, выявление предаварийных ситуаций и предотвращение аварий путем переключения технологических узлов в безопасное состояние, как в автоматическом режиме, так и по инициативе оперативного персонала;
• Обеспечения административно-технического персонала завода необходимой информацией с технологического процесса для решения задач контроля, учета, анализа, планирования и управления производственной деятельностью.
Целями создания АСУТП являются:
• Обеспечение надежной и безаварийной работы производства;
• Стабилизация эксплуатационных показателей технологического оборудования и режимных параметров технологического процесса;
• Увеличение выхода товарной продукции;
• Уменьшение материальных и энергетических затрат;
• Снижение непроизводительных потерь человеческих, материально - технических и топливно-энергетических ресурсов, сокращение эксплуатационных расходов;
• Выбор рациональных технологических режимов с учетом показаний промышленных анализаторов, установленных на потоках, и оперативной корректировки стратегии управления по данным лабораторных анализов;
• Улучшение качественных показателей конечной продукции;
• Предотвращение аварийных ситуаций;
• Автоматическая и автоматизированная диагностика оборудования АСУТП.
Функции управления технологическим процессом реализуются посредством распределенной системы управления (РСУ). Функции противоаварийной защиты реализуются посредством специализированной системы противоаварийной защиты - системы ПАЗ.
1.3 Эксплуатация электронного оборудования и систем автоматического управления
На данном предприятии применяют следующие виды оборудования:
Программируемый логический контроллер представляет собой основную часть контроллера, который находится в компьютеризированном устройстве и служит для автоматизирования некоторых технологических процессов. На кондитерской фабрике используют следующие фирмы оборудования Siemens, Allen-Bradley, Omron, Овен.
• Контроллер Siemens SIMATIC S7-300 — это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности.
Модульная конструкция контроллера Siemens SIMATIC S7-300, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в различных областях промышленного производства. Эффективному применению контроллеров Siemens SIMATIC S7-300 способствует: возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей, и коммуникационных процессоров.
Датчики темепратуры фирмы Овен (Pt100, 50M, 100M)
Для бесконтактного измерения, определять положение объектов перемещающихся с большой скоростью. Расстояние обнаружение может достигать сотен метров, а точность определения положения объекта достигать десятых долей микрона. Датчики, использующие оптический принцип незаменимы для определения положения «горячих» объектов и объектов с низкой диэлектрической проницаемостью. В данном разделе представлены различные группы оптических датчиков (фотоэлектрические датчики, оптический датчик с видимым пятном, оптоволоконные уселители, лазерные датчики).
Для измерения веса применяют тензодатчики.
Частотный асинхронный преобразователь частоты служит для преобразования сетевого трёхфазного или однофазного переменного тока частотой 50(60)Гц в трёхфазный или однофазный ток, частотой от 1Гц до 800Гц. Промышленностью выпускаются частотные преобразователи электроиндукционного типа, представляющего собой по конструкции асинхронный двигатель с фазным ротором, работающий в режиме генератора-преобразователя, и преобразователи электронного типа. Частотные преобразователи электронного типа часто применяют для плавного регулирования скорости асинхронного электродвигателя или синхронного двигателя за счет создания на выходе преобразователя электрического напряжения заданной частоты. В простейших случаях регулирование частоты и напряжения происходит в соответствии с заданной характеристикой V/f, в наиболее совершенных преобразователях реализовано так называемое векторное управление. Частотный преобразователь электронного типа — это устройство, состоящее из выпрямителя (моста постоянного тока), преобразующего переменный ток промышленной частоты в постоянный, и инвертора (преобразователя) (иногда с ШИМ), преобразующего постоянный ток в переменный требуемых частоты и амплитуды. Выходные тиристоры (GTO) или транзисторы (IGBT) обеспечивают необходимый ток для питания электродвигателя. Используются следующие фирмы преобразователей частоты Danfoss, Siemens, Allen-Bradley, Omron.
1.4 Структурное подразделение АСУП ЗАО “Славянка”
Отдел автоматизированной системы управления производством является самостоятельным структурным подразделением предприятия.
Отдел создается и ликвидируется приказом директора предприятия.
Отдел подчиняется непосредственно заместителю технического директора.
Руководство отдела:
1.4.1. Отдел возглавляет начальник отдела автоматизированной системы управления производством, назначаемый на должность приказом директора предприятия.
1.4.2 Начальник отдела автоматизированной системы управления производством имеет заместителей (инженер КИПиА).
1.4.3 Обязанности заместителя (ей) определяются (распределяются) начальником отдела автоматизированной системы управления производством.
1.4.4. Заместитель(и) и руководители структурных подразделений в составе отдела автоматизированной системы управления производством, другие работники отдела назначаются на должности и освобождаются от должностей приказом директора предприятия по представлению начальника отдела автоматизированной системы управления производством.
Рисунок 1.4.1 Структурная схема служб АСУП
Задачи и функции службы АСУП:
Разработка и внедрение проектов совершенствования управления производством. Руководство разработкой и внедрением проектов совершенствования управления производством на основе использования совокупности экономико-математических методов, современных средств вычислительной техники, коммуникаций и связи и элементов теории экономической кибернетики.
Исследование систем управления, порядка и методов планирования и регулирования производства с целью определения возможности их формализации и целесообразности перевода соответствующих процессов на автоматизированный режим.
Анализ и изучение проблем обслуживания автоматизированных систем управления предприятием и его подразделениями.
Участие в составлении технических заданий по созданию автоматизированных систем управления производством.
Подготовка планов проектирования и внедрения автоматизированных систем управления производством и контроль за их выполнением.
Определение задач, их алгоритмизация, увязка организационного и технического обеспечения всех автоматизированных систем управления производством.
Организация работы по совершенствованию документооборота на предприятии (определение входных и выходных документов, порядка их ввода и вывода, приема и переформирования, передачи по каналам связи, оптимизации документов, рационализации содержания и построения документов, удовлетворяющих требованиям автоматизированной системы управления производством и удобству для работы соответствующих исполнителей).
Разработка и проектирование технологических схем обработки информации по всем задачам автоматизированной системы управления производством и технологических процессов обработки информации при помощи средств вычислительной техники.
Руководство разработкой инструкций, методических и нормативных материалов, связанных с информационным обеспечением автоматизированных систем управления производством (кодирование сырья, материалов, готовых изделий, деталей, сборочных единиц, подготовка необходимых справочников, дешифраторов и т.п.).
Организация подсистемы нормативно-справочной информации.
Обеспечение правильности переноса исходных данных на машинные носители.
Установка, отладка, опытная проверка и ввод в эксплуатацию комплекса технических средств автоматизированных систем управления производством.
Обеспечение бесперебойного функционирования системы и принятие оперативных мер по устранению возникающих в процессе работы нарушений.
Контроль за своевременностью поступления первичных документов, предусмотренных системой, правильностью их оформления, передачей в соответствующие подразделения информации, обработанной при помощи средств вычислительной техники.
Анализ и учет случаев отказа системы.
Разработка и проведение мероприятий по повышению качества и надежности автоматизированных систем управления производством.
Оказание методической помощи подразделениям предприятия в подготовке исходных данных для автоматизированных систем управления производством.
Модернизация применяемых технических средств.
Совершенствование организации и методов подготовки задач по алгоритмизации с целью сокращения сроков и стоимости проектирования автоматизированных систем управления производством.
Контроль за своевременным оформлением в установленном порядке и заключением договоров со специализированными организациями на проведение исследовательских, проектных и опытно-конструкторских работ.
Выполнение расчетов эффективности мероприятий по автоматизации управления производством.
Составление заявок на необходимое оборудование, ведение учета его поступлений и использования средств, выделенных на эти цели.
Обеспечение соответствия внедренных систем современному уровню развития техники, требованиям охраны труда.
Развитие рационализации и изобретательства в процессе проектирования и конструирования автоматизированных систем управления производством.
Изучение отечественного и зарубежного опыта автоматизации управления производством.
Ведение учета и составление отчетности о выполненных работах.
При построении средств современной промышленной автоматики используется иерархическая информационная структура с применением на разных уровнях вычислительных средств различной мощности.
Общая современная структура АСУ ТП:
Рисунок.1.4.2.Типовая функциональная схема современной АСУ ТП.
Обозначения:
ИП - измерительные преобразователи (датчики),
ИМ - исполнительные механизмы,
ПЛК - программируемый логический контроллер,
ПрК - программируемый (настраиваемый) контроллер,
ИнП- интеллектуальные измерительные преобразователи,
ИнИМ - интеллектуальные исполнительные устройства,
Модем - модулятор/демодулятор сигналов,
ТО - техническое обеспечение (аппаратная часть, «железо»),
ИО - информационное обеспечение (базы данных),
ПО - программное обеспечение,
КО - коммуникационное обеспечение (последовательный порт и ПО).
ПОпл - программное обеспечение пользователя,
ПОпр - программное обеспечение производителя,
Инд - индикатор.
В настоящее АСУ ТП реализуются по схемам:
1. 1-уровневой (локальная система), содержащей программируемый логический контроллер (ПЛК), или моноблочный настраиваемый контроллер (МНК) обеспечивающие индикацию и сигнализацию состояния контролируемого или регулируемого ТП на передней панели.
2. 2-уровневой (централизованная система), включающих:
- на нижнем уровне несколько ПЛК с подключенными к ним датчиками и исполнительными устройствами,
- на верхнем уровне – одна (возможно несколько) операторских (рабочих) станций (автоматизированных рабочих мест (АРМ) оператора).
Обычно рабочая станция или АРМ - это ЭВМ в специальном промышленном исполнении, со специальным программным обеспечением, – системой сбора и визуализации данных (SCADA-системы).
1.5 Характеристика технологического процесса на участке ООО “Славянка плюс”
1.5.1 Краткое описание технологического процесса производства конфет.
Производство карамельных конфет начинается с приготовления карамельной массы. Изготавливают карамельную массу в вакуумном варочном котеле Клекнер. Сваренную карамель с помощью насосов по трубопроводу подают в миксер и смешивают с орехом. Полученная масса поступает на формовочные фалы, на которых формируется карамельный пласт. Далее он поступает в охлаждающий туннель, происходит охлаждение массы, после чего пласт разрезается на продольной резки и по жгутам попадает на поперечную резку, где происходит резка на батончики. Батончики охлаждаются в туннели и поступают глазировочную машину, где происходит облив батончиков шоколадной массой. Шоколадная масса в глазировочную машину поступает из темперирующей машины. В темперирующей машине происходит темперирование шоколадной массы. Предварительно нагретая шоколадная масса в темперирующую машину поступает из ЦЗА. Отглазированная конфета охлаждается и проверяется на металлодетекторе, где происходит отбраковка конфеты с металлом. Далее конфета упаковывается на заверточном автомате SigPack.
Упакованная конфета дозируется по весу на весовом дозаторе Сигнал Пак и упаковывается в короба. Полученные короба склеиваются и устанавливаются на поддоны для транспортировки на склад.
Рисунок 1.5.1 Схема технологического процесса производства конфет