2.11 Организация управления пп

2.11.1 Общие сведения

Управление, в частности непрерывным ПП, связано с изменением производительности основных и вспомогательных ТП и их состоянием (пуском или остановом) в зависимости от потребления готовой продукции со стороны внешней системы.

Режим потребления готовой продукции может определяться следующими факторами:

- плановым суточным (сезонным) графикам;

- внеплановыми изменениями ситуации во внешней системе;

- технологическими ограничениями со стороны внешних ТС подачи исходных рабочих сред или эксплуатационным состоянием технологического оборудования, осуществляющего ПП.

Под организацией управления ПП подразумевается разработка и реализация структуры связей между объектами управления иерархических уровней и операторами-технологами. Данные связи осуществляются с помощью технических средств автоматизации, которые позволяют вести технологический режим при различных факторах потребления готовой продукции.

В процессе организации управления ПП прорабатываются приемущественно следующими вопросы:

• Выбор требуемой степени автоматизации установленных операций управления ПП;

• Устанавливается организационная структура оперативно-диспетчерского управления ПП в соответствии с фактическим составом ТП;

• Принимается структура комплекса технических средств (КТС) автоматизации в соответствии с выбранной степенью автоматизации операций управления ПП;

• Производится размещение КТС автоматизации на операторских пунктах управления и организация РМОТ.

2.11.2 Понятие о степени автоматизации операций управления пп, тп и оперативной загруженности персонала

При установлении полного состава законченных операций, выполняющих функции управления ПП, ТП в процессе анализа их микроструктуры, необходимо сформулировать общую постановку задачи их автоматизации, в частности выбрать степень автоматизации операций управления.

В общем виде под степенью автоматизации операций управления подразумевается величина отношения числа автоматизированных операций к общему числу операций процедуры управления.

Однако, на практике не существует единого подхода и количественного показателя для оценки степени автоматизации операций управления.

Специалистами, которым поставлена задача автоматизации определенного ПП, необходимо определить какие операции управления имеет смысл автоматизировать, а какие нет, учмтывая современный уровень техники, экономические показатели и т.д.

Все это означает, что перед инженером ставится задача выбрать наиболее оптимальный для конкретной ситуации вариант схемы автоматизации рассматриваемого процесса, т.е. наиболее целесообразную степень автоматизации операций управления.

При выборе степени автоматизации необходимо рассмотреть полный состав обеих основных групп функций управления (раздел 2.10) с целью установления, прежде всего:

• к каким иерархическим уровням управления относятся рассматриваемые операции;

• на каким стадиях ПП, ТП осуществляются рассматриваемые операции (при пуске процесса и наборе номинальных значений параметров выпускаемой продукции; работа при номинальных параметрах продукции; при останове процесса ).

Разбиение операций управления по иерархическому признаку и принадлежности к стадиям процесса позволяет выявить оперативную загруженность персонала, осуществляющего функции управления.

Под оперативной загруженностью подразумывается интенсивность потока выполнение законченных оперции, например, непрерывного регулирования рабочей среды по некоторому параметру через ТС с помощью дроссельного регулирующего клапана или дискретного (двухпозиционного) регулирования рабочей среды по некоторому параметру через ТС с помощью дроссельного запорного органа . Блок-схема ТАУ такой операции непрерывного регулирования, выполняемой оператором-технологом рассмотрена выше на рисунке 2.21.

Интенсивность потока выполнения законченных операций можно оценить согласно выражению. [10]

где -число выполняемых законченных операций за отрезок времени ; k- число наблюдаемых отрезков времени для каждой из стадий процесса.

В пределах одного алгоритма, например, в соответствии с рисунком 2.21 оперативную загруженность персонала можно оценить согласно выражению[10];

= , (2.7)

где число операторов; - число проверяемых логических условий; - время выполнения алгоритма,ч.

Кроме того, существуют другие количественные оценки оперативной загруженности операторов-технологов, например, коэффициент загруженности .

(2.8)

Где общее время непрерывный занятости выполнения законченных операций, ч;

продолжительность дежурства(смены) по обслуживанию установки.

Частота появления очереди для поступающих информционных сигналов определяется согласно выражению:

- число сигналов, обрабатываемых в условиях очереди; общее число сигналов.

Рядом исследований установлено, что величина возрастает в три раза на стадии пуска и наборе параметров, чем при работе в номинальном режиме. Причем на стадии пуска процесса преобладает операции дискретного управления, а при номинальном режиме операции непрерывного регулирования.

Для величин и существуют научно-обоснованные предельные значения, например

<0.75 и (2.10)

Кроме величин, представленных в (2.6)- (2.10), характеризующих загруженность операторов-технологов, при выборе степени автоматизации необходимо учитывать следующее:

• большинство операций дискретного управления при пуске процесса осуществляется однократно(например, изменения состояний ТС);

• продолжительность пуска процесса составляет несколько часов, например, пуск прямоточного парогенератора длится 1,5-2 часа;

• продолжительность работы при номинальных параметрах длится от нескольких суток до нескольких месяцев, в частности теплоэнергетических установок;

• Наибольшее время в период работы на номинальных параметрах операторы-технологи заняты операциями непрерывного регулирования;

• Наибольшее число неправильных действий операторы-технологи совершают при пуске процесса.

Степень автоматизации в пределах одного алгоритма можно оценить согласно выражению:

(2.10)

где, – общее число оперативных единиц в пределах одного алгоритма; - число оперативных единиц, выполняемых действием технических средств автоматизации.

Очевидно, что таким образом несложно оценить степень автоматизации в целом ПП, ТП при наличии полного состава законченных операций, выполняющих функции управления и их алгоритмов, предписывающих деятельность операторов-технологов.

Напомним, что рисунок 2.21 наглядно иллюстрирует различные возможные варианты выбора степени автоматизации одной законченной операции управления:

• Полная автоматизация ( )

• Частичная автоматизация ( )

Причем при частичной автоматизации выполнения отдельных оперативных единиц возможны следующие варианты:

• Автоматизируются только оперативные единицы, выполняющие функции информационного опеспечения;

• Автоматизируется выполнение всех оперативных единиц, включая проверки логических условий и принятия решения, а формирование завершающей команды остается за оператором-технологом.

Помимо оценки степени автоматизации функций управления с использованием блок-схем технологических алгоритмов деятельности операторов- технологов существует так же другие методы оценки, в частности, по подсистемной принадлежности операций управления.

Например, для подсистем дистанционного управления исполнительными механизмами оценивается величина соотношения d-степень оснащенности техническими средствами дистанционной передачи команд согласно выражению:

(2.12)

где в знаменателе общее число управляющих органов для рассматриваемого процесса согласно его полной технологической схеме; в числителе тоже число управляющих органов, но имеющих сердства дистанционной передачи команд.

Примечание: Общее число управляющих органов в соответствии с полной ПТС процесса отражает число основных законченных операций управления рабочих сред.

Аналогично оценивается степень автомитазации функций непрерывного регулирования α согласно выражению:

α= (2.13)

где в знаменателе общее число управляющих органов, осущетсвляющих непрерывное регулирование потоков рабочих сред (непрерывное воздейтсвие на процесс);

в числителе тоже число управляющих органов, с воздействием средств автоматического регулирования.

Степень автоматизации функций дискретного управления 1 оценивается согласно выражению:

1= (2.14)

Где в знаменателе общее число управляющих органов, осуществляющих дискретное воздействие на процесс;

в числителе тоже число управляющих органов, с воздействием от средств логического управления.

Аналогично можно оценивать степень автоматизации функций информационного обеспечения, обмена информацией между иерархическими уровнями и т.д., в том числе и для различных стадий процесса.

Концепцией построения систем автоматизированного управления в энергетике, разработанной в конце 50-х-начале 60-х годов, предусматривалась автоматизация следующих функций управления:

-информационного обеспечения до уровня отображения информации на панелях РМОТ-обработка информации перед принятием решений возлагалась на операторов-технологов и другой обслуживающий персонал;

-разомкнутого управления органами воздейтсвия на процесс (операции дистанционного управления исполнительными механизмами);

-непрерывного регулирования параметров процесса при работе в номинальном режиме;

-выявления достижения параметрами аварийных значений и формирование воздействий на останов процесса (функции технологической защиты оборудования);

-выявления достижения параметрами верхних и нижних предельных значений (функции технологической сигнализации).

В современных условиях технические средства автоматизации позволяют автоматизировать практически все операции управления процессом.

Однако, при этом следует учитывать чисто экономические факторы, т.к. стоимость технических средств автомитазции достигла и превышает стоимость технологического оборудования. Для сравнения стоимость технических средств автоматизации в 50-60 годах была на порядок ниже стоимости, например, теплоэнергетического оборудования.

Поэтому в современных условиях полная автоматизация операций управления не является самощелью, а определяется сугубо технической и экономической целесообразностью.