книги / Системы управления химико-технологическими процессами.-1

В курсах «Системы управления химико-технологическими процессами» и «Авто­ матизация производственных процессов» для студентов специальностей 240801 «Машины и аппараты химических производств» и 240301 «Химическая технология неорганических веществ» в соответствии с Государственным образовательным стандартом подготовки специалистов, а также в соответствии с Государственным образовательным стандартом подготовки бакалавров по направлениям 240100 «Химическая технология» и 151000 «Технологические машины и оборудование» рассматриваются вопросы проектирования систем автоматизации. В процессе обучения студенты выполняют задания по разработке схем автоматизации и составления спецификации.

Это учебное пособие поможет более качественно и с наименьшими затратами вре­ мени выполнить практические задания.

1.Разработка схемы автоматизации

1.1.Назначение схем автоматизации,

методика и общие принципы их выполнения

Схемы автоматизации являются основным техническим документом, определяю­ щим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами телемеханики и вычис­ лительной техники).

Объектом управления в системах автоматизации технологических процессов явля­ ется совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенными в него запорными и регулирующими органами.

При разработке схем автоматизации технологических процессов необходимо обес­ печить:

-получение первичной информации о состоянии технологического процесса и оборудования;

-непосредственное воздействие на технологический процесс для управления им;

-стабилизацию технологических параметров процесса;

-контроль и регистрацию технологических параметров процессов и состояния технологического оборудования.

Указанные задачи решаются на основании анализа условий работы технологиче­ ского оборудования, выявленных законов и критериев управления объектом, а также тре­ бований, предъявляемых к точности стабилизации, контроля и регистрации технологиче­ ских параметров, к качеству регулирования и надежности.

Задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу, комбинированные, комплектные и вспомога­ тельные устройства.

Результатом составления схем автоматизации являются:

1)выбор методов измерения технологических параметров;

2)выбор основных технических средств автоматизации, наиболее полно отве­ чающих предъявляемым требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта;

3)определение приводов исполнительных механизмов регулирующих и запорных органов технологического оборудования, управляемого автоматически или дистанционно;

4)размещение средств автоматизации на щитах, пультах, технологическом обору­ довании и трубопроводах и т. п.

5)определение способов представления информации о состоянии технологиче­ ского процесса и оборудования.

Общие принципы, которыми следует руководствоваться при разработке схем авто­ матизации можно сформулировать следующим образом:

1. Уровень автоматизации технологического процесса должен определяться целе­ сообразностью внедрения определенного комплекса технических средств и перспективой модернизации и развития технологических процессов.

2. При разработке схем автоматизации и выборе технических средств должны учитываться:

a) вид и характер технологического процесса, условия пожаро- и взрывоопас­ ные, агрессивность и токсичность окружающей среды и т. д.;

B) параметры и физико-химические свойства измеряемой среды;

c)расстояние от мест установки датчиков, вспомогательных устройств, испол­ нительных механизмов, приводов машин и запорных органов до пунктов

управления и контроля;

6)требуемая точность и быстродействие средств автоматизации.

3.Система автоматизации технологических процессов должна строиться, как пра­ вило, на базе серийно выпускаемых средств автоматизации и вычислительной техники. Необходимо стремиться к применению однотипных средств автоматизации и предпочти­ тельно унифицированных систем, характеризуемых простотой сочетания, взаимозаменяе­ мостью и удобством компоновки.

4.Выбор средств автоматизации, использующих вспомогательную энергию (элек­ трическую, пневматическую и гидравлическую), определяется условиями пожаро- и взры­ воопасности автоматизируемого объекта, агрессивности окружающей среды, требования­ ми к быстродействию, дальности передачи сигналов информации и управления.

5.Количество приборов, аппаратуры управления и сигнализации, устанавливае­ мой на оперативных щитах и пультах, должно быть ограничено.

Перечисленные принципы являются общими, но не исчерпывающими для всех слу­ чаев, которые могут встретиться в практике проектирования систем автоматизации техно­ логических процессов. Однако для каждого конкретного случая их следует иметь в виду при реализации задания на автоматизацию проектируемого объекта.

7.2.Изображение технологического оборудования и коммуникаций

Технологическое оборудование и коммуникации при разработке схем автоматиза­ ции изображаются, как правило, упрощенно, без указания отдельных технологических ап­ паратов и трубопроводов вспомогательного назначения. При этом изображенная таким образом технологическая схема должна давать ясное представление о принципе ее работы и взаимодействии со средствами автоматизации.

На технологических трубопроводах обычно показывают ту регулирующую и за­ порную арматуру, которая непосредственно участвует в контроле и управлении процес­ сом, а также запорные и регулирующие органы, необходимые для определения относи­ тельного расположения мест отбора импульсов или поясняющие необходимость измере­ ний.

Технологические аппараты и трубопроводы вспомогательного назначения показы­ вают только в случаях, когда они механически соединяются или взаимодействуют со средствами автоматизации. В отдельных случаях некоторые элементы технологического оборудования допускается изображать на схемах автоматизации в виде прямоугольников с указанием наименования этих элементов или не показывать вообще.

8. Пересечение линий связи с соединением между собой

9. Регулирующий орган

X

Приборы, встраиваемые в технологические коммуникации, показывают в разрыве линии изображения коммуникаций в соответствии с рис. 1а, например преобразователь давления (диафрагма). Приборы, устанавливаемые на технологическое оборудование (с помощью закладных устройств), показывают рядом - в соответствии с рис. 1б.

Рис. 1. Оборудование систем управления: а) прибор, встроенный в трубопровод;

б) прибор, установленный на технологическое оборудование

Отборное устройство для всех постоянно подключенных приборов изображают сплошной тонкой линией, соединяющей технологический трубопровод или аппарат с при­ бором (рис. 2а). При необходимости указания конкретного места расположения отборного устройства его обозначают кружком диаметром 2 мм (рис. 26).

Отборное

устройство

О

б)

Рис. 2. Отборные устройства:

а) указание примерного расположения прибора; б) указание конкретного расположения прибора

1Обозначение может применяться с любым из дополнительных знаков, характеризующих положение регу­ лирующего органа при прекращении подачи энергии или управляющего сигнала.