4. Состав пояснительной записки

Пояснительная записка служит для обоснования технических решений по сложным системам автоматизации для новых, крупных и особо ответственных технологических объектов, а также при разработке для объектов АСУ ТП.

Пояснительная записка к курсовому проекту должна содержать следующие разделы:

• Введение;

• Краткая характеристика объекта автоматизации;

• Основные технические решения по автоматизации;

• Указания о разработке нестандартного оборудования (если требуется);

• Описание функциональной схемы автоматизации;

• Заключение;

• Литература.

Все разделы, кроме Введения, Заключения и Литературы нумеруются арабскими цифрами. Изложение текста пояснительной записки должно быть кратким, без повторений описаний.

Во «Введение» описывается назначение системы автоматического управления технологическим объектам, предполагаемая выгода от ее внедрения, а также состав курсового проекта (графический материал, пояснительная записка и спецификация)

В разделе «Краткая характеристика объекта автоматизации» приводят сведения об объекте управления, имеющие принципиальное значение при разработке АСУ ТП:

а) краткое описание технологического процесса,

б) территориальное размещение участков и подразделений,

в) характеристики материальных и энергетических потоков,

г) характеристики рабочих сред, помещений и установок (агрессивность, взрыво- и пожароопасность).

При описании “Основных технических решений по автоматизации» объекта должны быть даны пояснения по организационной структуре управления и наиболее сложным и оригинальным системам автоматизации, обоснование применения систем передачи информации, основные принципы выбора технических средств автоматизации.

Главной задачей при разработке системы управления является выбор параметров, участвующих в управлении, т.е. регулируемых, контролируемых и сигнализируемых. При этом необходимо получить наиболее полное представление об объекте, имея минимально возможное число выбранных параметров. Таким образом, разрабатывается стратегия управления технологическим объектом. Успешному достижению цели управления способствует не только правильный выбор вышеперечисленных параметров, но и выбор автоматических устройств для реализации стратегии управления.

• Выбор регулируемых величин и каналов внесения регулирующих воздействий.

На этом этапе из многих параметров, характеризующих процесс, необходимо выбрать те, которые подлежат регулированию и изменением которых целесообразно вносить регулирующие воздействия. Основной регулируемый параметр – показатель эффективности процесса. Далее регулированию подлежат параметры, влияющие на материальные и тепловые балансы в объекте. Выбор регулирующих воздействий осуществляют на основе анализа статических и динамических характеристик процесса, дающих представление о взаимном влиянии параметров. При этом статическая характеристика объекта позволяет оценить степень влияния регулирующего параметра на регулируемый. Динамическая характеристика демонстрирует скорость изменения регулируемого параметра, а также позволяет вычислить время запаздывание по соответствующему каналу управления.

Канал регулирования выбирают таким образом, чтобы изменение регулирующего воздействия сопровождалось широким диапазоном изменения регулируемого параметра, а также чтобы инерционность выбранного канала регулирования была минимальной.

Для объекта (теплообменника-нагревателя), изображенного на рис.6 показателем эффективности является температура реагента на выходе теплообменника, а цель управления соответственно – поддержание данной температуры на заданном значении. Исходя из этого, выбирается следующий основной канал регулирования: температура реагента на выходе из аппарата  изменение расхода пара, подаваемого в межтрубное пространство теплообменника.

После выбора каналов управления необходимо проанализировать объект с точки зрения возможных возмущений и путей их ликвидации. При этом особое значение имеет стабилизация входных параметров, т.к. с их изменением в объект поступают наиболее сильные возмущения. Так, для приведенного выше примера (см. рис.6) наиболее сильным возмущением является изменение расхода реагента на входе в теплообменник, поэтому, по-возможности его необходимо стабилизировать. Но, как правило, расходы входных потоков определяются технологическим режимом предыдущих аппаратов и не могут быть изменены. Поэтому на рис. 6 данный контур регулирования отсутствует.

• Выбор контролируемых параметров.

Контролю подлежат параметры, по которым ведется оперативное управление объектом в нормальном режиме, а также в режиме пуска и останова. К таким параметрам в первую очередь относятся регулируемые и регламентируемые величины, далее - выходные параметры и возмущения ( в примере на рис.6 входной расход реагента – контролируемое возмущение). Как правило, контролируемых параметров в несколько раз больше регулируемых. Особое внимание должно быть уделено контролю технологических параметров потенциально-опасных процессов.

• Выбор параметров сигнализации.

Сигнализации подлежат параметры, предельные значения которых могут привести к взрыву или пожару, несчастным случаям, выводу из строя оборудования, существенному нарушению технологического режима, выходу брака. Кроме того, обязательной сигнализации подлежит изменение количественных и качественных характеристик целевых продуктов, а также не предусмотренная регламентом остановка оборудования.

• Выбор параметров и способов защиты.

Комплекс реализуемых способов защиты разрабатывают исходя из особенностей объекта управления, анализа аварийных ситуаций и категории взрывоопасности объекта. Функции автоматических систем защиты (АСЗ) заключаются в перераспределении материальных и энергетических потоков, включения и отключения аппаратов и вспомогательного оборудования с целью предотвращения взрыва, аварии, несчастного случая, выпуска большого количества брака. При этом с помощью данных защитных действий объект должен быть переведен в безопасное состояние, вплоть до его остановки.

При применении для целей автоматизации нестандартных технических средств в пояснительной записке приводится раздел «Указания о разработке нестандартного оборудования». В разделе приводят обоснование применения такого оборудования, указывают перечень исходных требований на его разработку, а в приложении к пояснительной записке приводят эти исходные требования.

В разделе «Описание функциональной схемы автоматизации» приводят краткие сведения по функционированию окончательно принятых в рабочей документации систем управления с необходимыми указаниями по организационной структуре и комплексу технических средств. Данный раздел пояснительной записки выполняется после разработки схемы автоматизации и заказной спецификации и включает описание отдельных контуров управления, входящих в систему. Описание контуров выполняется в той последовательности, как они изображены на схеме автоматизации, и является кратким пояснением принципа работы каждого контура. Описание контура управления должно быть построено по принципу последовательного прохождения сигнала от первичного преобразователя до исполнительного механизма. При этом для каждого прибора по ходу сигнала указывается его наименование и марка (из спецификации), вид входного и выходного сигнала, а также функции, которые прибор выполняет в данном контуре. В скобках указывается его позиционное обозначение по схеме автоматизации. Указание вида входных и выходных сигналов приборов имеет принципиальное значение для проверки правильности выбора средств автоматизации. Далее приведено описание контура регулирования температуры реагента на выходе теплообменника для схемы автоматизации, изображенной на рис.6:

Регулирование температуры реагента на выходе теплообменника. Т_зд=150С.

В качестве первичного преобразователя для измерения температуры реагента используется термопреобразователь сопротивления ТСП-1293 (поз. 1-1), сигнал с которого в виде электрического сопротивления, пропорционального измеренной температуре поступает на нормирующий преобразователь НП-02-21-10П (поз. 1-2). С помощью преобразователя электрический неунифицированный сигнал преобразуется в унифицированный сигнал постоянного тока в диапазоне 4-20 мА, который подается на самопишущий прибор Диск-250 (поз. 1-3) для показания и регистрации текущего значения температуры. Унифицированный сигнал, пропорциональный текущему значению температуры, также подается на первый вход блока аналогового регулирования Р27.3 (поз. 1-4). На второй вход регулятора поступает заданное значение данной температуры в виде сигнала постоянного тока 4-20 мА, формируемое вручную с помощью ручного задатчика РЗД-22 (поз. 1-5). Сигнал регулирующего воздействия в виде импульсов 24 В поступает на блок ручного управления БРУ-32 (поз. 1-6). Последний выполняет функции перехода с автоматического на ручной режим, а также посредством кнопок «больше», «меньше» - функции дистанционного управления исполнительным механизмом. Импульсное регулирующее воздействие далее подается на реверсивный магнитный пускатель ПБР-2м (поз. 1-7), который коммутирует силовые цепи управления электродвигателем исполнительного механизма типа МЭО (поз. 1-8) в соответствии со знаком и длительностью регулирующих импульсов. При вращении выходного вала исполнительного механизма, связанный с ним регулирующий клапан увеличивает или уменьшает проходное сечение трубопровода подачи греющего пара, изменяя тем самым расход теплоносителя.

В разделе «Заключение» приводятся краткие результаты выполненной работы.

В раздел «Литература» заносятся используемые в процессе выполнения курсового проекта дополнительные источники информации.

Пояснительная записка выполняется на листах формата А4. К ней выполняется титульный лист и содержание. Образец оформления титульного листа приведен в Приложении 2. В содержании перечисляют все разделы пояснительной записки и приложения к ней.