Обоснование выбора и описание комплекса технических средств.

Характеристика объекта управления

Описание технологического процесса.

Система оборотного водоснабжения предназначена для многократного использования оборотной воды для обеспечения технологических нужд цехов ОАО «Технопарк».

Оборотная вода, нагретая в теплообменных аппаратах цехов объединения до температуры +24°С самотеком поступает по трубопроводу Д = 800 мм в резервуар нагретой воды вместимостью 500 м³, откуда по трем всасывающим трубопроводам Д = 500 мм поступает к насосам, подающим воду для охлаждения через многофакельные форсунки на трех секционную градирню (71-в).

1. Градирня-прямоугольное сооружение размером 8 х 16 м-имеющая подземную и надземную и надземную часть. Высота градирни совместно с диффузором-13,34м. Подземная часть представляет собой железобетонный резервуар с заглублением 2 м. Надземная часть-четырех ярусная этажерка с полным каркасом, с сеткой колонн – 4 м.

Элементы рам – сборные железобетонные колонки и ригали. На четвертом ярусе выполнено покрытие из ж\б плит.

Водораспределительная система установлена на отметке 7700 мм.Водоуловительные решетки установлены непосредственно на трубах водораспределительной системы.

Охлажденная вода с температурой от +15 до +17°С из поддона градирни по двум водоводам Д = 600 мм, поступает в резервуары охлажденной воды вместимостью 400м³ и 300м³, откуда насосами подается в систему цехов ОАО «Технопарк» по двум трубопроводам Д = 600 мм.

В резервуар охлажденной воды предусмотрена подача подпиточной воды по трубопроводу Д = 500 мм.

Для предотвращения переливов в резервуарах V = 400 м³ и V = 300 м³ и для экономии электроэнергии и улучшения обеспечения оборотной водой обе системы оборотного водоснабжения соединены перемычкой Д = 600 мм.

В зимнее время с октября система оборотного водоснабжения с помощью перемычки Д = 400 мм на эстакаде около корпуса 83 соединяется с системой захоложенной воды.

Интенсификация охлаждения оборотной воды достигается путем подачи воздуха вентилятором в противоток каплям воды, подающим вниз по оросителю.

При контакте теплой воды и воздуха отнятие тепла происходит в основном за счет испарительного охлаждения, а также частично путем непосредственного теплообмена.

Теоретическим пределом охлаждения воды на градирне является температура смоченного термометра, которая принята для наиболее жаркого времени года 15°С. Расчетная температура охлажденной воды принята 15-17°С.

При выключенных вентиляторах в градирне создается естественная тяга за счет разности удельного весов нагретого и холодного воздуха. Кроме того, тяга усиливается за счет диффузорной части вентилятора, а также герметичности обшивки каркаса градирни.

Включением или выключением вентиляторов достигается работа в нормальном технологическом режиме, т.е. в интервале температуры холодной воды 15-17°С. В летний период градирни работают с включенными вентиляторами, а в более холодное время часть вентиляторов отключается.

При температуре воды меньше 15°С все вентиляторы отключаются. В сильные морозы температура оборотной воды не должна быть меньше 11°С.

В связи с тем, что насосы обеспечивающие подачу нагретой воды из резервуара V = 500 м³ на градирню, находятся выше уровня воды в приемном резервуаре, на станции предусмотрена вакуумная установка.

Вакуумная установка представляет собой замкнутую систему, включающую в себя водокольцевой вакуумный насос марки 150 –SZO – 290 и вакуумный котел.

Перед пуском в работу вакуумную линию, необходимо убедится в отсутствии воды в вакуумном котле и в корпусе вакуумного насоса. При ее присутствии необходимо слить, открыв вентиль. Далее открыть вентиль на вакуумном трубопроводе насоса, который предстоит пустить и включить в работу вакуумный насос.

Циркуляционный бак предназначен для постоянного создания водяного кольца в вакуумных насосах, путем циркуляции воды из насоса в бак емкостью 250 л. Он должен быть на 2/3 объема заполнен водой. Для создания циркуляции воды, открыть вентиля 8 и9 на 2, 3 оборота.

При пуске вакуумных насосов в системе создается вакуум до -0,5 атм., и из воронки циркуляционного бака выходит воздух из системы, заполняя насос водой.

Как только насос окажется под заливом, производится его пуск в работу.

Показатели эффективности процесса.

Показателем эффективности данного процесса является поддержание температуры оборотной воды на выходе с заданным значение 15-17°С летом и 11°С зимой; поддержание давления 0,4 мПа; расхода оборотной воды на заданном значении (в зависимости от числа подключенных потребителей).

Технические средства автоматизации

Структура системы управления.

Обоснование выбора и описание комплекса технических средств.

При выборе комплекса технических средств автоматизации следует учитывать специфику данного производства, его сложность, группу пожар взрывоопасности, предельное значение регулируемых, контролируемых и сигнализируемых параметров, цену устройства, а также последние разработки в области приборостроения.

   В основу системы управления процессом водоподготовки устанавливается ТСМ-50М и ТРМ201, эти приборы, а также другие, необходимые для управления процессом водоподготовки выполняют следующие функции:

                      Измеритель температуры ТСМ-50М

   Представляет собой термоэлектрический преобразователь или термопреобразователь сопротивления в защитной гильзе, в головной части которого встроен нормирующий преобразователь НПТ-1.

   Датчик предназначен для измерения и преобразования в унифицированный токовый сигнал температуры жидкостей, паров и газов.

                                Преобразователь давления ПД – 1К

                                           Устройство и работа.

    Принцип действия ПД – 1К основан на усилении сигнала от тензорезистивного датчика, осуществляющего преобразование подаваемого на него давления (разрежения) в электрический сигнал постоянного тока.

    Преобразователи ПД -1К. МИ, ПД – 1К. МВ конструктивно состоят из корпуса с входным штуцером и герметичным вводом и электронного блока, установленного внутри корпуса.

    Входной штуцер выполнен из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.

Корпус изготовлен из алюминиевого сплава и имеет цилиндрическую форму. С одной стороны, в корпус заворачивается входной штуцер, а с другой – герметичный ввод для подключения соединительного кабеля.

    Преобразователи остальных моделей конструктивно состоят из алюминиевого корпуса прямоугольной формы с входным штуцером из нержавеющей стали и электронной платы.

    Датчик давления, в зависимости от верхнего предела измерения, устанавливаются либо в входном штуцере и заливаются компаундом, либо устанавливается на печатной плате (для малых давлений). На печатный плате, кроме того, расположены электронные элементы, органы регулирования и контактные стойки для подключения кабеля.

    Степень защиты от проникновения воды и пыли (IP 54) обеспечивается уплотнительными прокладками между корпусами и входным штуцером, корпусом и герметичным вводом (для ПД-1К.М), уплотнительными прокладками между корпусом и крышками, и резиновой втулкой с проходной гайкой для ввода кабеля (для ПД-1К остальных моделей).

     Расходомер-счетчик воды корреляционный ультразвуковой ДРК-М

                                        Устройство и работа.

   Принцип действия расходомеров-счетчиков основан на корреляционной дискриминации времени прохождения случайными, например, турбулентными флуктуациями расстояния между двумя ультразвуковыми преобразователями, состоящими из диаметрально противоположной пары: излучатель – приемник. Это время – время транспортного запаздывания (ВТЗ) – и является мерой расхода контролируемой среды, движущейся по трубопроводу.

   Расходомер-счетчик состоит из генератора ультразвуковой частоты, 2-х ультразвуковых излучателей (ПП1), 2-х ультразвуковых приемников (ПП2), 2-х фазовых детекторов, блока дискриминации ВТЗ и блока формирования выходных сигналов. Комплект из 2-х излучателей и 2-х приемников образует ПП. Остальные элементы расходомера-счетчикарасположены в ЭП. Во время работы излучатели, возбуждаемые генератором, излучают ультразвуковые колебания. Эти колебания, пройдя через поток жидкости, порождают электрические колебания на приемниках. Из-за взаимодействия ультразвуковых колебаний с неоднородностями потока, обусловленными, например, турбулентностью этого потока, электрические колебания на приемнике оказываются модулированными.

   В блоке дискриминации ВТЗ в результате корреляционной обработки определяется время транспортного запаздывания, и его код поступает на выход этого блока. По коду ВТЗ в блоке формирования выходных сигналов образуются сигналы постоянного тока и импульсный сигнал.

   ПП1 и ПП2 конструктивно выполнены одинаково и состоят из штуцера, привариваемого к трубе, донышка и корпуса. В донышке располагается пьезоэлемент, служащий для генерации или приема ультразвука. На пьезоэлементы излучателей подается электрическое переменное (частотой 1 МГц и амплитудой порядка 5 В) напряжение. С пьезоэлемента в приемнике снимается сигнал, который усиливается в кабельном усилителе, расположенном в корпусе приемника.

   ЭП служит для обработки информации, получаемой с ПП. На лицевой панели этого преобразователя установлен электромеханический счетчик объема жидкости, сетевой тумблер и предохранители. На задней панели расположены разъемы XS1 и XS2 для подключения показывающих приборов, разъемы XS3 – XS5 для подключения ПП, сетевой разъем ХР1 и зажим «земля».

Элементы электрической схемы ЭП располагаются на трассировочной плате А1 и съемных платах А2 – А8 производится от лицевой панели. Номера элементов проставлены на платах А1 – А8.

                  Измеритель гидростатического давления УГЦ-1

        Устройство и принцип работы первичного преобразователя

     Измеритель гидростатического давления УГЦ-1 предназначен для автоматического контроля и сигнализации уровня вязких, маловязких сред в емкостях и резервуарах с избыточным давлением. Комплект состоит из первичного преобразователя (колокол, линия связи, преобразователь давления) и измерительного прибора типа ПКЦ.

     Принцип работы: первичный преобразователь колокольного типа устанавливается вертикально в резервуарах без избыточного давления и состоит из пустотного металлического колокола, преобразователя давления, герметичной воздушной линии связи и фланца. Принцип действия первичного преобразователя основан на измерении давления воздуха в колоколе,

Равного гидростатическому давлению столба жидкости в резервуаре. Основное условие работоспособности преобразователя – герметичного воздушного пространства, заключенного между жидкостью и преобразователем давления.

  Принцип действия преобразователя основан на измерении давления воздуха в колоколе, равного гидростатическому давлению столба жидкости в резервуаре. Основное условие работоспособности преобразователя – герметичность воздушного пространства, заключенного между жидкостью и преобразователем давления.

Степень защиты от проникновения воды и пыли (IP 54) преобразователя давления обеспечивается:

- резиновыми уплотнительными прокладками между крышками и корпусом;

- резиновыми втулками, установленными в отверстие для ввода соединительных проводов (кабеля), прижимающимися к корпусу проходной гайкой.

В зависимости от исполнения линии связи уровнемер выпускается двух модификаций – УГЦ-1.1 и УГЦ-1.2.

Первичный преобразователь УГЦ-1.2имеет полый колокол в форме цилиндрического стакана из стали 12Х18Н10Т. Ниже среза колокола с зазором не менее 10 мм крепится цилиндрический балластный груз. Крышка колокола заканчивается штуцером, в котором на пайке оловянным припоем крепится красномедная трубка диаметром 8х1 мм. На расстоянии от нижнего среза колокола, превышающем на 100 мм предел измерения, установлен фланец из нержавеющей стали, сверху на фланце сваркой крепится стойкой крепится стойка из нержавеющей трубки диаметром 10х2мм. Стойка заканчивается штуцером, на котором крепится корпус преобразователя давления.

Преобразователь давления.

Принцип действия преобразователя давления основан на усилении сигнала от тензорезистивного датчика, преобразующего давление в электрический сигнал. Преобразователь конструктивно размещен в корпусе прямоугольной формы с двумя крышками. Внутри корпуса находится печатная плата и датчик давления. Сбоку в корпусе имеется отверстие с гнездом и упорной гайкой для ввода кабеля, соединяющего первичный преобразователь с измерительным прибором.

Давление в колоколе, образованное под воздействием столба жидкости, воздействует на тензорезистивный датчик давления. Электрический сигнал от датчика усиливается и преобразуется в токовый выходной сигнал. Коэффициент усиления регулируется подстроечнным резистором.

Вследствие начального раз баланса выходного сигнала датчика давления при нулевом входном давлении, в преобразователе предусмотрена балансировка нулевого выходного сигнала при помощи балансировочного усилителя.

Устройство и принцип работы измерительного прибора ПКЦ-1Э

В качестве измерительного прибора уровнемера используется прибор контроля цифровой типа ПКЦ-1Э.

Измерительный прибор функционально состоит из следующих элементов: входного устройства; нормирующего усилителя; выходного устройства; аналого-цифрового преобразователя; цифрового индикатора; устройства задания уровней срабатывания сигнализации; блока питания.

Прибор работает следующим образом:

Входной электрический сигнал постоянного тока подается на прецизионный резистор номиналом от 10 до 75 Ом в зависимости от диапазона измерения.

Снимаемый с этого резистора аналоговый сигнал через нормирующий усилитель поступает на АЦП, в котором он преобразователь в цифровой вид и передается на цифровой индикатор.

Коэффициент пропорциональности (коэффициент усиления) регулируется подстроенным резистором. Выходной ток регулируется подстроенными резисторами.

Блок питания служит для получения стабилизированных напряжений +5 В,-5 В для питания всех блоков прибора и имеет выход +24 В для питания первичного преобразователя.

       Устройство контроля восьмиканальное УКТ38-Щ4

Устройство контроля восьмиканальное с аварийной сигнализацией УКТ38 Щ4, класс точности 0,5%. Устройство контролирует измеряемую среду в нескольких зонах одновременно. Восемь входов для измерения среды с помощью датчиков с УВ сигналом. Предусмотрена сигнализация «авария объекта» о выходе любой из контролируемых величин за заданные пределы, также сигнализация «авария датчика» при обрыве или коротком замыкании датчика. Два выходных реле для включения аварийной сигнализации или аварийного отключения установки. Индикация измеренных величин и заданных для них у ставок на двух встроенных индикаторах. Программирование кнопками на лицевой панели прибора. Сохранение заданных параметров при отключении питания. Регистрация контролируемых параметров на ЭВМ через адаптер сети ОВЕН АС2 по интерфейсу RS-232.

                   Регулятор-сигнализатор уровня ЭРСУ 3-1

                            Устройство и принцип работы.

Принцип работы регулятора-сигнализатора основан на преобразовании изменения электрического сопротивления между электродом датчика и стенкой сосуда в электрический релейный сигнал.

Погружение электрода датчика в контролируемую электропроводную среду вызывает уменьшение сопротивление, а осушение – увеличение сопротивления.

Подключение устройств аварийной сигнализации производится при нижнем аварийном уровне к размыкающим контактам реле аварийного датчика

При повреждении в цепи аварийного датчика или при исчезновении питания регулятора-сигнализатора срабатывает аварийная сигнализация, которая должна подключатся к другому источнику питания.

При верхнем аварийном уровне подключение устройств аварийной сигнализации производится к замыкающим контактам реле аварийного датчика.

Датчики регулятора-сигнализатора состоят из двух основных частей: корпуса и электрода, погружаемого в контролируемую среду. Электрод электрически изолирован от корпуса с помощью полиэтиленового или фторопластового уплотнения. Провод к центральному электроду подводится через резиновый колпачок.

                       Датчик-реле уровня РОС 301

      Назначение датчика-реле уровня РОС 301.

Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП) предназначены для контроля трех уровней электропроводных жидкостей по трем независимым каналам в одном или в различных резервуарах в стационарных и корабельных условиях вне взрывоопасных зон.