АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Повышение эффективности производства невозможно без автоматизации производственных процессов.

Для регулирования и контроля каждого технологического процесса должны быть выбраны и использованы именно те технические средства, которые в данном конкретном случае могут дать максимальный технико-экономический эффект, быть надежными в эксплуатации, простыми и доступными в обслуживании.

Большое разнообразие технологических процессов перерабатывающих производств предопределяет и большую номенклатуру измерительных устройств и средств автоматизации, применяемых на всех ее уровнях.

При выполнении раздела нужно согласовать объем автоматизации в зависимости от темы курсовой работы и выполнить следующие виды проектных работ:

- разработать функциональную схему автоматизации технологического процесса в соответствии с заданием на проектирование;

- составить заказную спецификацию на прибор и средства автоматического контроля и регулирования в соответствии с разработанной функциональной схемой автоматизации;

- составить пояснительную записку раздела с описанием функциональной схемы автоматизации.

Функциональные схемы автоматизации

Функциональная схема автоматизации представляет собой условное графическое изображение операций управления (алгоритм управления), выполняющихся полностью или частично без участия человека, т.е. автоматически, обеспечивающих заданный установившийся технологический режим и безопасность работы объектов управления при нарушении внутренних и внешних условий, а также управление объектами по заданной программе по времени.

Функциональные схемы автоматизации выполняют как для отдельных объектов управления, так и для автоматизируемых линий, участков, цехов и целых производственных объектов предприятий.

В функциональных схемах автоматизации должны быть отражены принцип организации управления, способ управления, необходимая аппаратура и ее размещение, управляемые объекты и их основные технологические параметры.

Функциональная схема автоматизации технологического объекта или технологического процесса содержит: упрощенное изображение объекта, группы объектов или полностью технологического процесса, подлежащего автоматизации; все объекты показывают с принадлежащими им коммуникациями, на которых должны быть изображены основные рабочие органы (заслонки, шиберы, краны, клапаны и т.д.), трубопроводы жидкости, пара, газа при их однолинейном исполнении изображают условными обозначениями; обозначение мест установки датчиков автоматических устройств для отбора управляющих воздействий; обозначение мест установки регулирующих и запорных рабочих органов автоматических устройств; обозначение технических средств автоматического и операторного управления, принятых для управления отдельными объектами и процессами в целом, с указанием их расположения по месту (на объектах и коммуникациях) и на щитах и пультах управления; функциональные цепи-линии связи как между отдельными элементами автоматического устройства, так и между комплексами автоматических устройств, объединенных общей целью управления; указания, на вид и величину определяющих технологических параметров, по который осуществляется управление, и допускаемые отклонения от номинальных значений, при превышении которых не допускается дальнейшая работа объекта.

Форма выполнения функциональной схемы автоматизации предусматривает размещение схемы технологического объекта или процесса в верхней части чертежа; при этом объекты управления изображаются упрощенно, однако желательно, чтобы сходство их с действительными было по возможности сохранено. Все технологические объекты должны быть соединены соответствующими коммуникациями подвода продукта, пара, воды, хладоносителя и хладагента, сжатого воздуха, а также отвода конденсата. На всех коммуникациях в соответствующих точках указывают места установки запорных органов ручного управления.

Приемные устройства (датчики) должны быть обозначены непосредственно на технологическом объекте или на соответствующих коммуникациях. Исполнительные механизмы и рабочие органы автоматических устройств: регулирующие клапаны, электромагнитные клапаны, краны, шиберы, заслонки и т.п. - также указываются в соответствующих местах трубопровода. В нижней части чертежа функциональной схемы автоматизации для указания места установки технических средств автоматики и их типов наносят прямоугольники по числу запроектированных оперативных щитов и пультов управления. Для размещения приборов, устанавливаемых непосредственно на объектах управления или их коммуникациях, предусматривается отдельный прямоугольник. В левой стороне каждого прямоугольника располагают надпись, характеризующую назначение его: «Приборы по месту», «Приборы на щите», «Приборы на пульте управления».

В прямоугольнике «Приборы по месту» помешают все нещитовые приборы, которые вследствие своей конструкции или в связи со специальными требованиями должны располагаться непосредственно на объектах или их коммуникациях: манометры, вакуумметры, дифманометры, емкостные, электронные и поплавковые сигнализаторы уровня и т.п. Датчики и исполнительные механизмы со своими рабочими органами встраиваемыми непосредственно в технологические объекты или коммуникации, в прямоугольник «Приборы по месту» не вносят.

В прямоугольнике «Приборы на щите» или «Приборы на пульте» указывают все приборы автоматического и операторного управления: приборы контроля, регистрации и сигнализации; регулирующие и управляющие устройства; сигнальные лампы и средства звуковой сигнализации; технические средства операторного управления: ключи, переключатели, кнопки управления, магнитные пускатели силовых электродвигателей, если они функционально связаны с Устройствами автоматического управления.

Все технические средства автоматического и операторного управления на схеме изображают условными обозначениями в соответствии с ГОСТ 21.404-85.

Связь элементов комплектов автоматических устройств, предназначенных для выполнения определенной задачи управления (регулирование, сигнализация, визуальный контроль и т.п.), осуществляется функциональной цепью, представляющей собой канал, по которому происходит передача информационного сигнала от начального элемента комплекта автоматических устройства (датчика) к последующему элементу (измерительному и управляющему устройству). На функциональных схемах эту цепь изображают в виде линий, соединяющих все элементы устройства.

Все элементы комплекта автоматического устройства должны иметь свой номер, который затем проставляют в спецификации на контрольно-измерительные приборы и автоматику (КИП и А). Обычно применяют следующую систему нумерации элементов автоматических устройств: каждому комплекту' автоматического устройства присваивают порядковый цифровой номер; каждой автономной составной части комплекта (термометр сопротивления, логометр, балансное реле, исполнительный механизм с рабочим органом и т.п.) присваивают второй цифровой порядковый индекс. Таким образом, полный номер каждого элемента должен состоять из двух частей, например, 5-1, 5-2, 5-3 и т.п. Первая цифра говорит о принадлежности к комплекту, а вторая - о порядковом номере в этом комплекте; присваивается последовательно элементам по порядку прохождения сигнала от начального до последнего элемента комплекта.

Для нумерации позиций средств автоматизации при большом количестве единиц технологического оборудования обычно выделяют номера от 100 и выше.

Функциональную схему выполняют на листе формата А1 в соответствии с ГОСТ 2.104-01 ЕСКД.

Заказная спецификация на приборы и средства автоматизации

При выборе приборов и средств автоматизации, предлагаемых для реализации алгоритма управления и технологического контроля, предложенного при разработке функциональной схемы, студент должен руководствоваться требованиями Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП).

Необходимо учитывать условия эксплуатации приборов - температуру, влажность, вибрации, запыленность помещений, водозащищенность приборов, агрессивность измеряемых сред, категоричность помещений и процессов с точки зрения пожароопасности и взрывоопасности и т.д.

При выборе элементов САР необходимо принимать во внимание пределы измерения технологических параметров, по которым выбирать шкалы приборов или их пределы измерения, коррозионную активность пищевых продуктов и необходимость мойки оборудования в процессе его эксплуатации.

Пояснительная записка

Пояснительная записка должна включать в себя обоснование объема автоматизации, уровня автоматизации и описание разработанной функциональной схемы автоматизации технологического процесса.

Описание функциональной схемы автоматизации выполняют по ходу технологического процесса, с указанием контролируемого и регулируемого технологического параметра, места установки датчиков, регуляторов, исполнительных механизмов и позиций по функциональной схеме.

Пояснительная записка составляется в соответствии с 2.105-95 ЕСКД