7 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ САУ и К

Функциональные схемы являются основным техническим документом, оп­ределяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматиче­ского контроля, управления и регулирования технологического процесса и ос­нащения объекта управления приборами и средствами автоматизации.

При разработке функциональных схем автоматизации технологических процессов необходимо решить следующие задачи [3, c. 25]:

• изучить технологическую схему автоматизации;

• составить перечень контролируемых параметров технологического процесса и технологического оборудования;

• на технологической схеме объекта автоматизации определить местоположения точек отбора измерительной информации;

• определить предельные рабочие значения контролируемых параметров;

• выбрать структуру измерительных каналов;

• выбрать методы и технические средства получения, преобразования, передачи, представления и регистрации измерительной информации;

• решить вопросы размещения технических средств автоматизации на техно­логическом оборудовании, трубопроводах, по месту и на щитах;

• согласовать параметры измерительных каналов и ИВК.

В процессе разработки функциональной схемы и выбора технических средств необходимо учитывать особенности технологического процесса, условия пожаро- и взрывоопасности, агрессивности и токсичности окружающей среды, параметры и физико-химические свойства технологических сред, расстояние от мест установки датчиков «отбора» приемных устройств до постов контроля, требуемую точность и быстродействие средств автоматизации.

Функциональная схема систем автоматизации и контроля, разработанная в дипломном проекте, представлена на листе ФЮРА.421000.024 C2.

В верхней части листа вычерчивается согласно условным обозначениям технологическая схема агрегата. В нижней части располагается щиты и пульты управления, изображаемые в виде прямоугольников. Количество прямоугольников зависит от вида применяемых средств измерений. Согласно с выпиской из нормативной документации по объему оснащения паровых котлов средствами контроля, регламентирующих перечень измеряемых величин и типы средств измерений (СИ), перечень контролируемых параметров технологического процесса приведен в п. 3 таблица 3.1, выбираются измерительные преобразователи и приборы, которые наносятся в условных обозначениях на технологическое оборудование и щиты в следующем порядке:

1. Отборные устройства и первичные измерительные преобразователи (термоэлектрические преобразователи, термопреобразователи сопротивления, сужающие устройства и т. п.) изображаются непосредственно на технологическом оборудовании и линией связи выводятся с наименьшими пересечениями элементов оборудования за его пределы. На конце линии ставится арабская цифра, обозначающая адрес измерительной цепи. С этим адресом линия связи подходит к первому прямоугольнику. На ней проставляется максимальное числовое значение измеряемой величины и единица измерения.

2. В прямоугольнике “приборы по месту” вычерчивается первичные измерительные преобразователи (ПИП), установленные на стативах и специальной арматуре непосредственно около агрегата (дифманометры, бесшкальные манометры и т. п.) и приборы, установленные непосредственно на оборудовании (манометры деформационные, U – образные тягонапоромеры и т. п.).

3. На местном щите управления (МЩУ) размещаются неоперативные приборы, которые по условиям монтажа не могут быть удалены на большую длину от оборудования (тягонапоромеры щитовые и т. п.).

4. В прямоугольнике “Щит управления” располагаются нормирующие преобразователи и вторичные приборы.

Всем приборам присваиваются позиционное обозначение (позиции), состоящие из арабской цифры, обозначающей номер цепи, и малой буквы русского алфавита для преобразователей и приборов цепи. Порядок букв соответствует последовательности:

1. отборные устройства (поставляемые в комплекте с приборами) и ПИП;

2. дополнительные устройства (уравнительные, конденсационные сосуды и т. п.);

3. датчики;

4. измерительные показывающие и самопищущие приборы;

5. светосигнальная аппаратура.

Рассмотрим структуру измерительных каналов температуры, давления, расхода, уровня.

Структура измерительного канала температуры. Для измерения температуры в качестве датчиков применяют термоэлектрические преобразователи (ТП) или термопреобразователи сопротивления (ТПС). Для преобразования сигнала с ТПС или ТП в унифицированный сигнал постоянного тока (0-5, 0-20,

4-20 мА) или напряжения (0-10 В) применяются нормирующие преобразователи, которые передают унифицированный сигнал постоянного тока или напряжения на вторичный прибор.

Структура измерительного канала давления зависит от конкретного назна­чения данного канала. Давление измеряем наиболее простым и распространен­ным гидростатическим методом. В данной работе необходимо получать изме­рительную информацию в виде унифицированного токового сигнала, для последующей передачи информации по электрическим проводам. Структура измерительного канала давления, отвечающая этим требованиям, представляет собой преобразователь с блоком унификации, имеющий стандартный выходной токовый сигнал.

Структура измерительного канала расхода. Для измерения расхода чаще всего применяются расходомеры переменного перепада давления. Они состоят из стандартного сужающего устройства (диафрагма, сопло), конденсационного – для пара или уравнительного – для жидкости, или разделительного сосуда при агрессивной среде (природный газ, мазут и т. п.). Перепад давления измеряется дифманометром, с которого подается унифицированный сигнал по току или напряжению на вторичный прибор.

Структура измерительного канала уровня. Для измерения уровня применяются гидростатические уровнемеры переменного перепада давления. В состав уровнемера входят: уравнительный сосуд, который создает перепад давления, дифманометр, который измеряет полученный перепад и передает сигнал, унифицированный по току или напряжению, на вторичный прибор.

Функциональная схема (демонстрационный лист ФЮРА.421000.024 C2) включает в себя не только контроль технологических параметров, но и схему автоматического управления. Поясним принцип действия автоматической системы регулирования питания, для других систем регулирования принцип действия аналогичен.

Сигнал от датчика уровня (12б) поступает на регулирующее устройство (14в), где обрабатывается сигнал и идет на пускатель (21а), откуда, в свою очередь, поступает на исполнительный механизм (21б), который механически связан с регулирующим органом. Со встроенного в исполнительный механизм датчика положения поступает сигнал на указатель положения (22а).

Однако эффективность работы котлов определяется не только объемом автоматизации, но и в значительной степени оптимальностью настройки автоматических регуляторов.