ууаккке. ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ОБЪЕКТА ПЛК. Техника чтения и выполнение схем автоматизации
 Скачать 4.24 Mb.
|
ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ АВТОМАТИЗАЦИИПри упрощенном способе на схемах не показывают первичные измерительные преобразователи и вспомогательную аппаратуру. На схеме отражают только основные функции контроля и управления, как правило, с помощью одного условного графического обозначения (окружности или овала), которое располагают на поле чертежа вблизи места измерения технологического параметра, или нанесения управляющего воздействия, а техническую структуру системы раскрывают в принципиальных схемах или другой технической документации. При развернутом способе построения условных обозначений каждое средство автоматизации на функциональной схеме показывают отдельно с указанием места реализации функций. Узел автоматического регулирования расхода сырьяПри упрощенном способе первичный измерительный преобразователь (диафрагма или сопло) не показан. Место установки первичного преобразователя обозначено пересечением линий технологического трубопровода с линией, связывающей этот преобразователь с условным обозначением прибора, осуществляющего сложные функции. Исполнительный механизм обозначения не имеет. При развернутом способе показаны: первичный измерительный преобразователь (поз. 3-1), установленный по месту; прибор для измерения расхода – безшкальный, с дистанционной передачей, показывающий, установленный по месту (поз. 3-2), например бесшкальный дифманометр; прибор для измерения расхода – регистрирующий, регулирующий (поз. 3-3). Исполнительный механизм имеет обозначение 3-4. Контроль предельно допустимого уровня в резервуаре осуществляет вторичный прибор (поз. 1-2), установленный на щите и имеющий пневматический выходной сигнал. При достижении продуктом в реакторе предельно допустимого уровня сигнал с первичного преобразователя (поз. 1-1), установленного по месту, поступает на вторичный прибор (поз. 1-2), который инициирует срабатывание световой предупредительной сигнализации (на щите включается лампа HL1). Нагрев продукта в резервуаре производится паром. При этом температура продукта на выходе из резервуара контролируется ИП температуры (поз. 2-1), сигнал с которого поступает на измеритель-регулятор температуры (поз. 2-2). Если температура продукта не равна заданной, то измеритель-регулятор температуры сформирует команду управления на исполнительный механизм (поз. 2-3) для уменьшения или увеличения подачи пара. Управление двигателем мешалки М1 производится с помощью кнопок ручного управления SB4 и SB5, установленных на щите. По месту в данном случае установлен магнитный пускатель двигателя мешалки KM1 и кнопки аварийного отключения мешалки SB3. При работающем двигателе мешалки M1 на щите включается сигнальная лампа HL2. Положение ключа управления SA1 определяет режим управления: «A» – автоматический, «D» – дистанционный (ручной). При автоматическом режиме управление исполнительным механизмом подачи пара (поз. 2-3) производится измерителем-регулятором температуры (поз. 2-2), а при дистанционном – оператором, с помощью кнопок управления SB1 и SB2 («Меньше», «Больше»). Пароварочная камераУ вас ВСЁ получится!ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ОБЪЕКТАТехнологический объект управления (ТОУ) – это совокупность технологического оборудования и реализуемого на нем технологического процесса. Совокупность объекта управления (ОУ) и автоматического управляющего устройства (УУ) называется системой автоматического управления (САУ Выбор технических средств автоматизации (ТСА) проводится на основании анализа: технических требований к системе автоматизации; разработанной структуры ФСА; характеристик технологической среды, где будут находиться первичные преобразователи (датчики) и исполнительные устройства (механизмы), и помещений, где будут расположены остальные средства автоматизации (регуляторы, контроллеры, компьютеры и др.); планируемого уровня капитальных затрат на создание системы автоматизации; требований к метрологическим характеристикам системы (точность измерения контролируемых величин, надежность системы управления объектом); технических и стоимостных характеристик как отечественных, так и зарубежных ТСА и других показателей Выбор технических средств автоматизации следует проводить, используя различные источники, в частности: каталоги средств автоматизации отечественных и зарубежных фирм; справочники по приборам и средствам автоматизации; научно-технические журналы; компьютерные базы данных по приборам и средствам автоматизации; веб-сайты Internet отечественных и зарубежных фирм по их продукции для автоматизации технологических объектов; руководства по эксплуатации приборов и средств автоматизации. Методика выбора параметров объекта управления Основная задача при разработке системы управления состоит в подборе технологических параметров, необходимых для контроля (диагностирования), управления (регулирования) и анализа предаварийного состояния ТОУ. Желательно по минимально возможному числу выбранных параметров получить полное представление о состоянии и свойствах ТОУ Выбор контролируемых параметров Контролю подлежат технологические параметры, по значениям которых осуществляется управление технологическим процессом, а также его пуск и останов. К таким параметрам относятся управляемые параметры, а также входные параметры, при изменении которых в объект управления могут поступить возмущающие воздействия. Особое внимание должно уделяться контролю технологических параметров взрывоопасных ТОУ. Для каждого такого объекта управления определяют совокупность значений критических физико-химических величин технологического процесса, а также допустимый диапазон их изменений. Для контроля загазованности (по ПДК) в производственных помещениях, рабочей зоны открытых наружных технологических установок должны предусматриваться в обязательном порядке технические средства газового анализа. Параметры, характеризующие состояние взрывоопасных ТОУ, должны не только контролироваться, но и регистрироваться Выбор управляемых (регулируемых) технологических параметров и управляющих воздействий На этом ответственном этапе выбирают параметры, подлежащие управлению (регулированию), и параметры, изменяя которые можно вносить управляющие (регулирующие) воздействия в ТОУ. При этом принимается во внимание целевое назначение технологического процесса и его взаимосвязи с другими технологическими процессами. Выбирают критерий управления, его заданное значение и параметры, изменением которых целесообразно на него воздействовать. Основой выбора являются статические и динамические характеристики процесса. Статические характеристики позволяют определить степень влияния входных параметров на выходные, а динамические характеристики помогают уточнить правильность выбора управляющих воздействий. Канал управления выбирают так, чтобы управляющее воздействие (например, изменение расхода, температуры) сопровождалось 35 максимальным и быстрым изменением управляемой величины (например, выхода целевого продукта), иначе говоря, чтобы коэффициент усиления ТОУ по каналу управления был максимален. Выбор сигнализируемых технологических параметров Состояние и свойства ТОУ анализируют на предмет его пожарои взрывоопасности, токсичности, агрессивности перерабатываемых веществ, возможности аварий и затем приступают к выбору параметров сигнализации. Предаварийной (а при необходимости и предупредительной) сигнализации подлежат параметры, предельные значения которых могут привести: к взрыву и пожару (например, превышение допустимой концентрации взрывоопасных веществ в технологических аппаратах, производственных помещениях, рабочей зоне открытых технологических наружных установок); к несчастным случаям (например, превышение допустимой концентрации токсичных веществ в помещении); к выходу из строя технологического оборудования к нарушению технологического режима к выпуску некондиционной продукции и браку Анализ возмущающих воздействий После выбора критерия управления и управляющих воздействий начинается анализ ТОУ с точки зрения выявления возмущающих воздействий и способов их устранения до поступления в ТОУ. При этом особое внимание обращается на стабилизацию входных параметров, поскольку их изменения являются наиболее сильными возмущающими воздействиями. На практике все внешние возмущающие воздействия не удается устранить до их поступления в ТОУ, невозможно предусмотреть и устранить внутренние возмущающие воздействия. Необходимо также учитывать, что многие входные и управляемые параметры данного технологического процесса определяются технологическим режимом предыдущего и последующего процессов. Не устраненные возмущающие воздействия приводят к изменению технологических параметров, характеризующих технологический режим и влияющих на величину критериев управления. Следовательно, появляется необходимость регулирования технологических параметров и нового обращения к статическим и динамическим характеристикам. В итоге приходят к созданию комбинированной системы управления, способной осуществить регулирование как по заданному критерию управления, так и по номинальным технологическим (режимным) и входным параметрамТОУ. Разработка технического задания Техническое задание представляет собой совокупность технических требований к разрабатываемой системе автоматизации. Эти требования формируются на основе данных о свойствах объекта и возможных системах и средствах его автоматизации. Стадия технического задания включает следующие этапы: определение цели и критериев качества функционирования ТП как объекта управления; определение структуры технологического объекта управления, входных воздействий (возмущающих и управляющих), выходных координат и взаимосвязей между ними. Основная задача при разработке системы управления состоит в подборе технологических параметров, необходимых для контроля (диагностирования), управления (регулирования) и анализа предаварийного состояния ТОУ. Желательно по минимально возможному числу выбранных параметров получить полное представление о состоянии и свойствах ТОУ. Технические требования могут быть направлены на реализацию функций системы с целью повышения качества управления (быстродействия, точности), улучшения техникоэкономических показателей работы объекта (повышение производительности и безопасности, снижение расхода электроэнергии и материалов, высвобождение обслуживающего персонала и т. п.), а также на модернизацию технических средств автоматизации (повышение надежности системы, создание комфортных условий для оперативногоперсонала и др.). состав технических требований определяет структуру, функции и эффективность проектируемой системы автоматизации. Технические требования к проектируемой системе автоматизации рекомендуется разделить на следующие группы: функциональные требования, которые включают в себя перечень локальных систем автоматизации (регулирования, контроля, сигнализации, защиты и блокировки), основные показатели и характеристики этих систем; конструктивные требования, определяемые условиями эксплуатации технических средств, требованиями к их компоновке на щитах, пультах, в шкафах и т. д.; требования эффективности работы системы: надежность и долговечность, срок окупаемости капитальных затрат и т. д. Конструктивные требования к системам автоматизации включают в себя: требования к исполнению технических средств, исходя из условий их эксплуатации на объекте (обычное или взрывои (или) пожаробезопасное исполнение, предельные значения температур, вибраций, влажности, запыленности и других параметров среды); требования к размещению технических средств, исходя из удобства эксплуатации и оперативности управления (на технологическом оборудовании, на местных щитах, на диспетчерских пунктах и т. д.). Требования эффективности работы системы включают в себя показатели ее надежности (безотказности) и окупаемости затрат на автоматизацию. Рекомендуется в качестве таких показателей обоснованно задать: среднее время безотказной работы системы –Тср; срок окупаемости капитальных затрат на автоматизацию –Ток. При определении показателя Тср учитывают межремонтные сроки технологического оборудования, опасность и экологические потери, возникающие при отказах системы. Допустимые значения показателя Ток зависят от вида объекта и отрасли промышленности, от сложности и стоимости системы управления. Для локальных АСУТП ориентировочно заданные значения показателей эффективности могут быть приняты: Тср ≥ 1000 ч, Ток ≤ 3 года. |