Описание схемы автоматизации

Содержание пояснительной записки должно отражать и обосно­вывать те решения по автоматизации, которые были приняты при составлении данной схемы автоматизации. В ней в сжатой форме надо объяснить, какие задачи по автоматизации данного технологиче­ского объекта были поставлены и каким образом решены. Подроб­ное описание того, как проходит сигнал от точки измерения через функ­циональные блоки до места приложения управляющего воздействия (регулирующего органа), нужно сделать для одного контура контроля и одного контура регулирования. При этом не надо давать описания конструкции при­боров и регуляторов, а только указывать, какие функции они выпол­няют. Для лучшей ориентации упомянутым в тексте приборам, ре­гуляторам и вспомогательным средствам автоматизации указываются номера позиций по спецификации.

Например, приведем описание контура регулирования температуры (контур 1) схемы автоматизации ЗВА (рис. 5). Температура в верхней части ЗВА измеряется термометром сопротивления платиновым ТСПУ Метран 276 (поз. 1а). Унифицированный токовый сигнал поступает на аналоговый ввод МПК ТКМ-700, где вырабатывается управляющее воздействие согласно ПИ-закону регулирования. Сигнал о текущей температуре также поступает на видеотерминал ПЭВМ. Управляющее воздействие снимается с дискретного вывода МПК и поступает на пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2М (поз. 1б). Затем сигнал поступает на клапан регулирующий с электроприводом МЭПК (поз. 1в). Клапан установлен на линии подачи пара к ЗВА, регулируя подачу пара согласно управляющему воздействию, мы тем самым стабилизируем температуру в верхней части ЗВА на заданном уровне 100 °С.

Приведем описание контура контроля давления на паропроводе к ЗВА (контур 3). Давление на паропроводе измеряется малогабаритным датчиком избыточного давления Метран-55ДИ (поз. 3а). Унифицированный токовый сигнал о давлении поступает на аналоговый ввод МПК ТКМ-700 и видеотерминал ПЭВМ, где анализируется инженером-технологом. При выходе параметра за регламентный диапазон 0,55 ÷ 0,65 МПа предусмотрена сигнализация на видеотерминале ПЭВМ.

Если для автоматизации технологического процесса используется микропроцессорный контроллер, например, многофункциональный контроллер "МФК", тогда в записке надо указать основные характеристики данного контроллера, его информационную мощность и посредством каких датчиков, преобразователей и исполнительных устройств контроллер связан с объектом управления.

 

2. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ (АСУТп)

Необходимо отметить, чтолокальные системы контроля, регулирования и управления применяются лишь на объектах с невысоким уровнем механизации и надежности технологического оборудования, либо на малых предприятиях, где задачи управления несложны, а количество контролируемых и регулируемых параметров ограничено. Современные крупные химические производства немыслимы без сложных человеко-машинных систем управления, в которых обработка информации и формирование оптимальных управляющих воздействий осуществляется человеком с помощью вычислительной машины или микропроцессорных систем. Такие системы называются АСУТП. АСУТП обеспечивает автоматическое управление в реальном масштабе времени технологическими комплексами по заданным технологическим и технико-экономическим критериям, которые определяют качествен­ные и количественные характеристики вырабатываемого продукта.

Возможны различные принципы построения АСУТП. Наиболь­шее распространение в промышленной практике нашли три принципа построения АСУТП: централизованные АСУТП с прямым цифровым управлением; централизованные АСУТП с супервизорным режимом работы и децентрализованные распределенные АСУТП.

Развитие АСУТП на современном этапе связано с широким ис­пользованием для управления микропроцессоров и микро-ЭВМ, стои­мость которых с каждым годом становится все более низкой по сравне­нию с общими затратами на создание систем управления. До появле­ния микропроцессоров эволюция систем управления технологическими процессами сопровождалась увеличением степени централизации. Од­нако возможности централизованных систем теперь уже оказываются ограниченными и не отвечают современным требованиям по надеж­ности, гибкости, стоимости систем связи и программного обеспечения.

Переход от централизованных систем управления к децентрали­зованным вызван также возрастанием мощности отдельных технологи­ческих агрегатов, их усложнением, повышением требований по быстродействию и точности работы. Централизация систем управле­ния экономически оправдана при сравнительно небольшой информа­ционной мощности (число каналов контроля и регулирования) технологического объекта управления и его территориальной сосредоточенности. При большом числе каналов контроля, регулирования и управления, большой длине линий связи в АСУТП децентрализация структуры системы управления становится принципиальным методом повышения живучести АСУТП, снижения стоимости и эксплуатационных расходов.

Технической основой современных распределенных систем управления, обусловившей возможность реализации таких систем, яв­ляются микропроцессоры и микропроцессорные системы.

Отечественной промышленностью выпускается большой набор конкурентоспособных микропроцессорных контроллеров. В частности, ниже приведены данные о микропроцессорных контроллерах, выпускаемых ЗАО «ТЕКОН» (г. Москва) различной мощности.

«теконик» — этоновый универсальный контроллер, система интеллектуальных клеммных модулей. Он предназначен для построения распределенных автоматических и автоматизированных систем измерения, контроля, регулирования, диагностики и управления производственными процессами, технологическими линиями и агрегатами. Состоит из свободно программируемого процессорного модуля, до 64 модулей ввода-вывода, панели оператора и дополнительного оборудования, поставляемого изготовителем в соответствии с заказанной конфигурацией. Пользователь может самостоятельно наращивать или изменять конфигурацию системы. Модули ввода-вывода работают под управлением РС-совместимого процессорного модуля. Процессорный модуль имеет следующие характеристики: процессор DX4-100, Flash — 8Мб, динамическое ОЗУ — 8Мб, энергонезависимое ОЗУ -128/512 Кб, WatchDog, питание - 24В, потребление - 25Вт. Таким образом, «ТЕКОНИК» удобен для построения распределенных систем промышленной автоматизации с числом каналов от 8 до 1000.

«ТКМ 700» — многофункциональный контроллер, РС-совместимый, предназначен для сбора и обработки информации, реализации функций контроля, программно-логического управления и регулирования. Модульная конструкция «ТКМ-700» позволяет создавать оптимальную конфигурацию контроллера, выбирая различные типы объединительных панелей и модулей ввода-вывода для конкретного объекта автоматизации.

Информационная мощность:

· Intel XScale 266/533 МГц (CP-7015),

· Flash-память 16/32 Мб, оперативная память 32/64 Мб,

· 32-разрядный RISC-процессор 54 МГц (CP-7002),

· дискретные входы — до 3584,

· дискретные выходы — до 3584,

· аналоговые входы — до 448,

· аналоговые выходы — до 448.

«ТКМ 700» имеет развитые интерфейсы, включая сеть Ethernet, возможность резервирования.

«МФК» — многофункциональный контроллер, РС-совместимый, предназначен для реализации функций контроля, программно-логического управления, многоконтурного регулирования, выполнения сложных алгоритмов управления.

Информационная мощность:

· процессоры Pentium 300 МГц, 586/133 МГц,

· Flash -память 16 Мб, оперативная память16 Мб,

· дискретные входы — до 768,

· дискретные выходы — до 640,

· аналоговые входы — до 256,

· аналоговые выходы — до 128.

Контроллер интегрируется в промышленные локальные сети уровней LAN и Fieldbus (Bitbus, CAN, Ethernet, Arcnet и др.) и имеет возможность резервирования.

«ТКМ-52» — высокопроизводительный конфигурируемый моноблочный контроллер. Это проектно-компонуемое изделие, состав которого определяется при заказе. Контроллер состоит из базовой части и модулей ввода-вывода (от 1 до 4).

Информационная мощность:

· процессор 586-100/133 МГц,

· Flash -память 16 Мб, оперативная память16 Мб,

· дискретные входы — до 192,

· дискретные выходы — до 160,

· аналоговые входы — до 64,

· аналоговые выходы — до 32.

Если выбором является АСУТП аппарата или группы аппаратов, работающих по периодической схеме, то можно, в дополнение к вышеперечисленным (см. раздел 1) пунктам, привести алгоритм работы рассматриваемого оборудования, в котором отражены стадии ведения процесса.