Раздел 1. Характеристика объекта автоматизации

Раздел 2. Техническое задание

Раздел 3. Разработка функциональной схемы системы автоматизации

3.1. Функциональная схема автоматизации объекта на базе программируемых контроллеров и персональных компьютеров

3.2. Спецификация средств автоматизации

Раздел 4. Логическое управление объектом

 

Список литературы, рекомендуемый студентам к использованию при разработке схем и программного обеспечения системы автоматизации, выборе технических средств, для ее реализации приведен в конце настоящих методических указаний.

Далее рассматриваются принципы и примеры выполнения разделов 1-4.

РАЗДЕЛ 1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ

В этом разделе представляются исходные данные, необходимые для выполнения последующих разделов проекта. К ним относятся:

· технологическая схема объекта (процесса), подлежащего автоматизации;

· технологическая карта (режимы, последовательность и длительность операций процесса);

· характеристики материальных потоков: расход, температура, давление и т. д.;

· технические характеристики технологического оборудования (паспортные данные);

· технические средства существующей на объекте системы автоматизации;

· характеристика окружающей среды: температура, влажность, запыленность, взрыво- и пожароопасность, наличие вибраций и т. д.

Для неавтоматизированных объектов особое внимание следует уделить исполнительным устройствам (механизмам), режимам их работы и схемам управления, а также содержанию операций контроля, управления и регулирования на объекте, выполняемых оперативным персоналом.

Раздел 1 выполняется на основе материалов, собранных во время производственной и преддипломной практик, включая также результаты элементарных исследований, проведенных студентом на практике по заданию руководителя проекта.

РАЗДЕЛ 2. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

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 в следующие этапы:

· определение цели и критериев качества функционирования ХТП 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 как известных, так и новых функций системы с целью повышения качества управления (быстродействия, точности), улучшения технико-экономических 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 оперативного персонала и др.).

Следует помнить, что состав технических требований определяет структуру, функции и эффективность проектируемой системы автоматизации. Поэтому к их формированию следует относиться с большой ответственностью.

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.

В пояснительной записке требования могут быть изложены в виде таблиц, либо пунктами текста.

Функциональные требования рекомендуется оформлять в виде табл. 1, в которой показан пример заполнения.

В Приложении 1 представлена методика выбора регулируемых параметров объектов управления, возмущающих воздействий, параметров контроля, сигнализации для проектируемых систем.

Раздел 3. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ схемы СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

Функциональная схема автоматизации (ФСА) является важнейшим техническим документом, определяющим функциональную структуру, состав и расположение технических средств проектируемой системы автоматизации.

 

 

Таблица 1

Технические данные для проектирования установки контрольно-измерительных приборов,

автоматических регуляторов, сигнализаций, блокировок и дистанционного управления

 

№

Место установки и наименование контролируемого, регулируемого или блокируемого параметра или дистанционного управления

Количество одинаковых точек

Контроль (регистрация, показание, сигнализация, управление)

Место установки прибора (ЦПУ, по месту)

Химический состав, вязкость и плотность контролируемой среды

Нормальные или предельные значения

Расход (или уровень), м^3/ч

Диаметр и материал трубопровода

Примечание

Температура, °С

Давление, кгс/м^2

макс.

сред.

мин.

Трубопровод воздуха а) перепад давления перед камерой смешения PRSAL–605

1) регистрация

ЦПУ

воздух

–39÷40

50÷400

219´6 ст. 20

новый отбор

2) сигнализация понижения давления (световая, звуковая)

min 100

для блокировки добавлено НА 601/4,5 и новые установки

3) блокировка: а) закрытие автоматическое (отсекатель НА-601/1,2 и открытие НА 601/3); б) открытие отсекателя на азоте НА 601/4; в) закрытие НА 601/5 (наличие воздуха при минимальном давлении); г) отключение блокировки кнопкой «деблокировано»

min 40

б) расход FRC-603

1) регистрация

ЦПУ

–39÷40

0,1

219´6 ст. 20

проверить существующую диафрагму, условия ее установки

2) автоматическое регулирование соотношения расходов реакционного водорода и воздуха изменением подачи воздуха (регулирующий клапан)

ФСА выполняется на основе технических требований к системе, представленных в табл. 1, и оформляется в соответствии с действующими стандартами.

При разработке ФСА решаются вопросы выбора современных технических средств автоматизации (датчиков, исполнительных устройств, программируемых логических контроллеров (ПЛК), управляющих компьютеров) для реализации заданных функций системы и вопросы их размещения на технологическом оборудовании, щитах, пультах, шкафах и т. д. при решении этих задач следует использовать результаты обзора технических средств автоматизации. Путем анализа стоимостных, метрологических и эксплуатационных характеристик технических средств, делают окончательный выбор и оформляют спецификацию технических средств системы автоматизации.

Примеры построения условных обозначений приборов и средств автоматизации приведены в Приложениии 3.