РАЗДЕЛ ВЫПУСКНОЙ КВАЛИФИКАЦИОННОЙ РАБОТЫ «АВТОМАТИЗАЦИЯ И УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ»

Примерный объем раздела в ВКР в листах формата А4 составляет 5-7 листов.

Обоснование необходимости совершенствования существующей системы контроля, регулирования, сигнализации и блокировки

На основании литературного материала и проведенных исследований проводится анализ решений по контролю, автоматизации, сигнализации и блокировке и выбираются приемлемые решения.

Выбор и обоснование параметров контроля и регулирования

Для осуществления оперативного управления возникает необходимость контроля наиболее важных выходных параметров процесса. Контролируемые величины выбирают так, чтобы их число было минимальным, но чтобы при этом обеспечивалось наиболее полное представление о ходе протекания технологического процесса.

На основе анализа технологического процесса выявляют показатель эффективности, в качестве которого выбирают один или несколько входных параметров объекта автоматизации (температура, количество, качество, себестоимость продукта и т.д.).

Выполняется анализ схемы на предмет классификации входных и выходных воздействий на следующие группы:

¾ Возможные возмущающие воздействия.

¾ Возможные управляющие воздействия.

¾ Наиболее целесообразные управляемые переменные.

Осуществляется выбор возможных каналов управления.

Выбрать из ряда параметров процесса те, которые необходимо регулировать и при изменении которых целесообразно вносить регулирующие воздействия, можно только при хорошем знании процесса.

При нескольких регулируемых величинах, характеризующих показатель эффективности, сложных технологических объектов, например ректификационных колонн, для устранения взаимного влияния нескольких контуров регулирования необходимо в качестве регулируемых величин выбирать такие параметры, которые не связаны (или слабо связаны) между собой.

Выбор и обоснование средств контроля и регулирования. Описание схем регулирования

Автоматические устройства контроля (контрольно-измерительные приборы) при правильном выборе обеспечивают быстрые и точные измерения технологических параметров.

При выборе средств контроля в первую очередь принимают во внимание такие факторы, как пожаро - и взрывоопасность, агрессивность и токсичность, а также параметры и физико-химические свойства контролируемых сред и расстояние от местных приборов до пунктов управления и контроля.

Приводятся основные технические характеристики средств измерения и принцип их действия. Обосновывается выбор средств измерения.

Выбор конкретных типов технических средств контроля и автоматизации проводят, исходя из следующих соображений:

¾ для контроля и регулирования одинаковых параметров технологического процесса следует применять однотипные автоматические устройства, что облегчает их приобретение, настройку, эксплуатацию и ремонт;

¾ следует отдавать предпочтение автоматическим устройствам серийного производства;

¾ при большом числе одинаковых параметров контроля рекомендуется применять многоточечные приборы и машины централизованного контроля;

¾ класс точности приборов должен соответствовать технологическим требованиям;

¾ для автоматизации технологических процессов, протекающих в агрессивных средах, следует предусмотреть установку специальных приборов, а в случае применения приборов в нормальном исполнении необходимо предусмотреть их защиту.

Выбирая тот или иной прибор по функциональному признаку, необходимо простоту и дешевизну аппаратуры сочетать с требованиями контроля и регулирования данного параметра. Наиболее важные параметры следует контролировать самопишущими приборами, более сложными и дорогими, чем показывающие приборы.

При выборе датчиков и приборов следует обращать внимание не только на класс точности, но и на диапазон измерения. Следует помнить, что номинальные значения параметра должны находиться в последней трети диапазона измерения датчика или прибора. При невыполнении этого условия относительная погрешность измерения параметра значительно превысит относительную приведенную погрешность датчика или прибора. Таким образом, не следует выбирать диапазон измерения с большим запасом (достаточно иметь верхний предел измерения, не более чем на 25% превышающий номинальное значение параметра).

Если измеряемая среда химически активна по отношению к материалу датчика или прибора (например, пружинного манометра, гидростатического уровнемера, дифманометра для измерения расхода по методу переменного перепада давлений), то его защиту осуществляют с помощью разделительных сосудов или мембранных разделителей. Разделительные устройства должны быть изображены на функциональной схеме автоматизации.

При выборе средств регулирования необходимо стремиться к применению однотипных устройств, обеспечивающих простоту сочетания, взаимозаменяемость, простоту обслуживания.

Диапазон измерения приборов должен быть выбран так, чтобы номинальное значение регулируемого параметра составляло 50…70% от верхнего предела измерения.

По классу точности и чувствительности применяемые средства автоматизации должны соответствовать требованиям данного технологического процесса.

Также в автоматизированных системах управления производственными процессами с использованием микропроцессорной техники необходимо, чтобы аналоговые сигналы с датчиков системы поступали в промышленный контроллер без помех и искажений.

Разработчикам промышленных систем управления приходится иметь дело с различными измеряемыми величинами: напряжением, током, сопротивлением, индуктивностью и т.д. В этих случаях не обойтись без нормирующих преобразователей, в которых аналоговые сигналы с первичных датчиков усиливаются, обрабатываются и преобразовываются так, чтобы повысить помехозащищенность и точность работы системы управления. Также, нормирующие преобразователи должны приводить сигналы различных датчиков к виду, пригодному для правильной индикации параметра или обработки сигнала в промышленном контроллере.

Все технические средства АСУ должны размещаться и иметь конструкцию, чтобы обеспечивать удобство обслуживания и быструю замену вышедших из строя блоков и узлов.

Для выбранных параметров определяют требуемую точность измерения и регулирования, указывают диапазон их возможного изменения.

При автоматизации химико-технологических процессов для изменения расхода жидких сред обычно используют пневматические регулирующие клапаны, включающие исполнительный механизм с пневмоприводом и регулирующий орган.