АСУ_И_ связь для ПБ

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

И ЛИКВИДАЦИИ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

Академия Государственной противопожарной службы

А.Н. Членов, В.И. Фомин, В.В. Бабурин

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И ПОЖАРНАЯ АВТОМАТИКА

Ч.1. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ АВТОМАТИКА

ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПОВАРОВ И ВЗРЫВОВ.

ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

Методические указания и контрольные задания для слушателей ФЗО

Москва 2005

МИНИСТЕРСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ДЕЛАМ ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЫ, ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ

И ЛИКВИДАЦИИ СТИХИЙНЫХ БЕДСТВИЙ

Академия Государственной противопожарной службы

А.Н. Членов, В.И. Фомин, В.В. Бабурин

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ И ПОЖАРНАЯ АВТОМАТИКА

Ч.1. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ АВТОМАТИКА ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПОВАРОВ И ВЗРЫВОВ. ПОЖАРНАЯ СИГНАЛИЗАЦИЯ

Методические указания и контрольные задания для слушателей ФЗО

Одобрены редакционно-издательским советом Академии ГПС МЧС России

Москва 2005

УДК 614.841.415

А.Н. Членов, В.И. Фомин, В.В. Бабурин Производственная и пожарная автоматика. Ч.1. Производственная автоматика для предупреждения пожаров и взрывов. Пожарная сигнализация / Методические указания и контрольные задания для слушателей ФЗО. – М.: Академия ГПС МЧС России, 2004. - 53 с.

Рецензенты: профессор кафедры информационных технологий д-р техн. наук, проф., засл. деятель науки РФ Н.Г. Топольский; профессор кафедры пожарной безопасности в строительстве д-р техн. наук, проф. В.М. Есин.

Учебнометодическое пособие выполнено в соответствии с рабочей программой курса "Производственная и пожарная автоматика". В пособии рассмотрены темы по первой части курса - "Производственная автоматика для предупреждения пожаров и взрывов", а также по первому разделу второй его части - "Технические средства пожарной сигнализации", даются методические рекомендации, облегчающие их самостоятельное изучение, а также вопросы для самопроверки. Приводятся варианты индивидуальных заданий, представлена тематика НИРС, а также рекомендованная литература.

© Академия государственной противопожарной службы МЧС России, 2005.

3

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Целью изучения рассмотренных в пособии разделов курса является приобретение слушателями теоретических знаний, необходимых для квалифицированного надзора за внедрением и эксплуатацией автоматических средств предупреждения пожаровзрывоопасных ситуаций, сигнализации, защиты, регулирования и управления, а также для экспертизы проектной документации по автоматизации пожаро- и взрывоопасных процессов.

Данные разделы слушатели заочного факультета Академии ГПС МЧС России изучают на третьем году обучения. Они включают введение и 9 тем, изучение которых рассчитано в основном на самостоятельную работу слушателей с использованием учебника [2], дополнительной литературы, приведенной в программе курса [1], а также настоящем пособии.

В процессе изучения дисциплин слушатели должны выполнить контрольную работу. В период экзаменационной сессии читаются обзорные лекции и проводятся практические занятия. В этот же период слушатели выполняют лабораторные работы. По их результатам составляются отчеты и проводится защита каждой работы. Допускается вместо контрольной работы представление на кафедру отчета слушателя о НИР, тематика которой приведена в разделе " Основные направления тематики научноисследовательских работ".

4

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

В данном разделе курса рассматриваются место и роль производственной автоматики, систем управления технологическим процессом и автоматической противопожарной защиты (АППЗ) в общей системе пожарной безопасности объектов.

На современном этапе развития технологии эффективное управление агрегатами, машинами и технологическими процессами невозможно без широкого применения автоматики. Это обусловлено усложнением процедуры управления промышленными объектами при необходимости контроля большого количества технологических параметров и высоких скоростей протекания процессов. Кроме того, значительное количество технологических процессов в промышленности сопровождается опасными для человека воздействиями химического, теплового и радиационного характера, а при обращении в технологии: ЛВЖ, сжатых или сжиженных горючих газов возможны взрывы и пожары. Под действием различных факторов возможен переход таких технологических процессов из устойчивого состояния нормального функционирования в неустойчивое – предаварийное, с последующими возникновением аварийных ситуаций.

Устойчивая в безопасных пределах работа технологического оборудования возможна только при использовании средств автоматики. При этом автоматизация технологического процесса, решая задачи контроля, регулирования и управления, обеспечивает взрывопожаробезопасность путем исключения возможности образования взрывоопасных концентраций, источников зажигания, а в случае их возникновения - их своевременное обнаружение и локализацию. Предупреждение опасных последствий пожара на технологическом объекте непосредственно связано также с его своевременным обнаружением и сигнализацией.

Расширение области применения автоматики на потенциально опасные технологические процессы, характеризующиеся обращением большого количества пожаро- и взрывоопасных веществ, должно обеспечивать комплексное решение задач по оптимальному ведению технологических процессов и осуществлению взрывопожарозащиты.

При изучении данного раздела следует обратить внимание на основные понятия и термины в области автоматизации а также классификация технических средств производственной и пожарной автоматики, задачи по надзору за внедрением пожарной автоматики, за её проектированием, монтажом и эксплуатацией.

Данный материал изложен в гл. 1 учебника [2].

5

Вопросы для самопроверки

1.Определите роль средств автоматизации в управлении взрывопожароопасными процессами.

2.Как используется производственная автоматика в предупреждении аварийных ситуаций?

3.Как классифицируются технические средства производственной автоматики?

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ АВТОМАТИКА ДЛЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ПОЖАРОВ И ВЗРЫВОВ

Раздел 1. КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Тема 1. Приборы контроля параметров технологических процес-

сов

Рассматриваются основные метрологические характеристики измерительных устройств, дается понятие информации и оценка информативности измерительных устройств.

Рассмотрены принципы работы и характеристики основных приборов контроля параметров технологических процессов: температуры, давления, расхода, уровня. Определены типы и область применения приборов.

Особое внимание при изучении данной темы следует обратить на приложение приборной техники в обеспечении взрывопожаробезопасности объекта. Важно уяснить, как использовать средства автоматического контроля и получаемую с их помощью информацию для защиты технологических процессов от пожаров и взрывов, которые могут возникнуть вследствие нарушения нормального протекания технологических процессов.

Необходимо рассмотреть измерительную схему, конструкцию, технические характеристики рассматриваемых в учебнике приборов различного вида, а также их пожаро- и взрывоопасность, что поможет правильно определить область и возможности их применения.

Особое внимание необходимо обратить на выбор электронных мостов и потенциометров для контроля различных параметров технологического процесса.

Данный материал изложен в гл. 2, 3 учебника [2], а также учебном пособии [3].

Вопросы для самопроверки

1. Какова роль приборной техники в обеспечении безопасности технологических процессов?

6

2.Как классифицируются методы измерений?

3.Что означает класс точности измерительного прибора?

4.Как устроены и работают электронный самопишущий мост и потенциометр?

5.В чем отличие многоканальных потенциометров и мостов от одноканальных?

Тема 2. Анализаторы взрывоопасных газов и паров

В теме рассматриваются применяемые в промышленности методы аналитического контроля. Рассмотрены принципы построения анализаторов взрывоопасных газов и паров, основные виды применяемых на практике приборов контроля концентрации взрывоопасных паров и газов. Определены их назначение, область применения, основные технические данные, измерительные схемы и особенность эксплуатации в пожаро- и взрывоопасных производствах. Рассмотрены технические условия установки газоанализаторов в производственных помещениях и на промышленной территории.

Приступая к изучению темы, изложенной в гл. 4 учебника [2], необходимо обратить внимание на актуальность вопросов, связанных с 'определением концентраций горючих газов и паров в воздухе производственных помещений и территорий промышленных объектов.

Особое внимание необходимо уделить основным техническим требованиям к установке стационарных газоанализаторов в производственных помещениях и на территории промышленных предприятий и установок [5, 7].

Вопросы для самопроверки

1.Назовите основные виды приборов контроля и сигнализации довзрывных концентраций горючих газов и паров.

2.Опишите принципы действия современных газосигнализаторов.

3.Дайте описание пневматической схемы блока датчика газоанализатора с принудительным забором анализируемой среды.

4.Какие требования предъявляются к установке датчиков газоанализаторов в производственных помещениях и на открытых технологических установках?

Раздел 2. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ, ЗАЩИТЫ И УПРАВЛЕНИЯ

Тема 3. Основные понятия теории автоматического регулирова-

7

ния

В теме изложены основные определения и понятия теории автоматического регулирования. Приводится классификация систем автоматического регулирования (САР). Рассмотрены типовые динамические звенья САР и их характеристики. Вводится понятие устойчивости и качества САР.

Изучая данную тему по гл. 5, 6 учебника [2] следует уяснить основные понятия: автоматическое регулирование, регулируемая величина, регулирующее воздействие, объект регулирования, автоматический регулятор, возмущающее воздействие и т.д.

Необходимо изучить структурную схему CAP, знать классификацию систем автоматического регулирования и их особенности.

Для регулирования производственных процессов применяется большое количество автоматических регуляторов, каждый из которых может быть отнесен к определенной группе, согласно принятой классификации. Поэтому, начиная изучение данной темы, следует усвоить признаки, положенные в основу классификации регуляторов, и только после этого перейти к рассмотрению устройства и работы самих регуляторов.

Необходимо изучить принцип действия и область применения регуляторов прямого и непрямого действия, а также экстремальных регуляторов.

Вопросы для самопроверки

1.Что называется автоматическим регулированием?

2.Опишите основные принципы построения САР.

3.Изобразите и опишите обобщенную структурную схему CAP?

4.Перечислите основные виды динамических звеньев CAP.

5.Чем характеризуется устойчивость и качество САР.

6.Как классифицируются, устроены и работают автоматические регуляторы?

8

Тема 4. Автоматические системы противоаварийной защиты

В теме рассматриваются задачи управления потенциально пожароопасными технологическими процессами а также о принципы построения систем аварийной защиты технологических процессов (САЗТП).

Изучая материал данной темы по гл. 7 учебника [2], необходимо обратить внимание на особенности управления потенциально пожаровзрывоопасными технологическими процессами.

Следует изучить общие принципы построения САЗТП, а также типовые схемы защиты аппаратов и установок от перегрева, избыточных давлений и переполнений. Необходимо также рассмотреть способы автоматической защиты от взрывоопасных концентраций горючих паров и газов в технологических аппаратах, газовых пространствах и производственных помещениях. Важно изучить принципы построения и структурную схему автоматической системы локализации и подавления взрыва.

Учитывая, что в настоящее время для защиты технологических процессов используются комплексные системы автоматической защиты от аварий, взрывов и пожаров, надо ознакомиться с принципом действия и знать областью применения таких систем. Следует рассмотреть конструкцию и принцип работы промышленных систем противоаварийной защиты

[5],

Вопросы для самопроверки

1.Каково назначение устройств и систем автоматической защиты?

2.По каким признакам классифицируются систему противоаварийной защиты?

3.Назовите основные элементы АСПВ.

4.Характеризуйте работу автоматических пламяотсекающих уст-

ройств.

5.Объясните механизм и сущность подавления взрыва в аппарате.

Тема 5. Автоматизированные системы управления пожарной безопасностью технологических процессов

В теме приводятся основные понятия об автоматизированных системах управления технологических процессов (АСУТП). Рассмотрены функциональные задачи подсистемы противопожарной защиты: предупреждение аварий и пожаров, контроль работоспособности автоматических установок обнаружения и тушения пожаров, ликвидация или нейтрализация предпожарных ситуаций, сбор информации о режимах работы технологического оборудования и устройств защиты. Показаны основные типы элек-

9

тронно-вычислительной и микропроцессорной техники, применяемые в АСУТП.

Следует иметь в виду, что создание автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) является одним из основным направлений автоматизации производств.

Изучая тему по гл. 9, 10 учебника [2], надо рассмотреть задачи АСУТП в общей схеме управления производством. В составе задач следует выделить те из них, которые направлены на управление и обеспечение взрывопожарной безопасностью промышленного объекта. Следует обратить внимание на то, что для сложных и потенциально опасных производств может быть создана отдельная система взрывопожаробезопасности (АСУВПБ).

Изучая тему, следует обратить внимание на вопросы, связанные с экспертизой проектов и надзором за производственной автоматикой. По гл. 10 учебника [2] необходимо рассмотреть состав проектов, виды схем автоматизации и методику чтения чертежей с наличием средств автоматизации. Необходимо изучить требования пожарной безопасности к средствам автоматики. Особенно важным является изучение методики проведения экспертизы проектов по автоматизации технологических процессов и пожар- но-техническому обследованию объектов с наличием средств автоматизации.

Вопросы для самопроверки

1.Что такое АСУТП?

2.Как классифицируются АСУТП?

3.Каково назначение АСУВПБ?

4.Назовите составные части проекта автоматизации промышленного объекта.

5.Как изображаются элементы систем автоматики на функциональных схемах автоматизации технологических процессов?

6.Изложите основные положения методики пожарно-технического обследования объекта с наличием средств автоматизации производственных процессов.

10