Технико-экономическое обоснование системы автоматизации

6.1.4 Технико-экономическое обоснование системы автоматизации

В сложных технологических объектах с большим количеством контролируемых параметров невозможно обеспечить безопасную работу при управлении объектом вручную. Человека в этом процессе заменяет система автоматизации, которая ведет контроль, анализ и регулирование параметров. В случае возникновения аварийных ситуаций система автоматизации оповещает об этом световой и звуковой сигнализацией обслуживающий персонал и автоматически предотвращает выход параметра за критическое. Использование автоматики уменьшает время настройки параметра и улучшает качество регулирования.

При автоматическом регулировании повышается качество измерения и настройки технологических параметров, это приводит к повышению качества продукции (чем ближе к заданным будут значения параметров, тем меньше брака готовой продукции).

Для реализации узлов регулирования используются технические средства системы «Каскад 2», выпускаемые московским заводом тепловой автоматики, который обеспечивается Пи-законом регулирования.

Блоки оперативного управления системы «Каскад2»:

1) Устройство задающее потенциометрическое ЗУ-11. Предназначено для оперативного изменения значения регулируемой величины с пульта управления. Представляет собой переменный резистор со шкалой. Применяется в том случае, если не требуется распределения сигнала задания нескольким потребителям.

2) Блок управления релейного регулятора БУ-21. Блок позволяет реализовывать следующие функции:

-   переключение цепей управления исполнительным механизмом постоянной скорости;

-   ручное дистанционное управление исполнительным механизмом;

-   световую сигнализацию срабатывания релейного регулирующего блока двумя индукторными блоками.

3) Регулирующий блок Р-27 входит в состав «Каскад2». Блок при совместной работе с реверсивным исполнительным механизмом постоянной скорости реализует закон ПИД-регулирования с передаточной функцией:

 (7.1)

где k_п – постоянная передачи, с/%;

Т_им – постоянная времени исполнительного механизма, с;

Т_из – постоянная времени изодрома, с;

Т_пвр – постоянная времени предварения, с;

Т_дфр – постоянная времени демпфирования, с.

Дополнительно на регуляторе имеются следующие органы установки:

Dнч – зона нечувствительности;

Dt_имп – длительность импульсов.

Требуемый коэффициент передачи регулятора k_р %, устанавливается путем изменения коэффициента передачи k_п блока Р27.

 (7.2)

Регулятор состоит из трех модулей: измерительного модуля ИОО1.1; регулирующего модуля Р027.1. Входные аналоговые сигналы поступают на измерительный модуль. Назначение модуля – формирование сигнала согласования И_S. Регулирующий модуль Р027.1 формирует последовательность импульсов включения исполнительного механизма, обеспечивающую закон ПИД-регулирования.

6.2.1 Разработка функциональной схемы автоматизации

Схема автоматизации печи приведена на чертеже (лист 5).

В соответствии с технологическим заданием выбрана система теплового контроля и автоматического регулирования, которая выполняет следующие функции: технологический контроль; автоматическое регулирование; технологическую сигнализацию; технологическую защиту. Она разработана в соответствии с ГСП (государственная система промышленных приборов) и предусматривает контроль и регулирование следующих параметров: температуры, давления, расхода.

Технологический контроль включает в себя измерение следующих параметров:

а) давление природного газа и воздуха на горение с помощью электроконтактных манометров ЭКМу (поз. 10, 9);

б) температура в печи – термопарой ТХА (поз. 1а) в комплекте с нормирующим преобразователем Ш-78 (поз. 1б) и самопищущим миллиамперметром РП-160 (поз. 1в).

Принцип действия термопары основан на зависимости термо-ЭДС от температуры.

В) расходы газа, воздуха - методом переменного перепада давления (камерная диафрагма с сильфонным дифманометром и самопищущим миллиамперметром РП-160);

г) Температура дымовых газов и воздуха, идущего на сушило – термопарой ТХА и пирометрическим милливольтметром Ш4501.

Регулирование температуры в печи осуществляется следующим образом: токовый сигнал по температуре от нормирующего преобразователя Ш-78 (поз.1б) подается в регулирующий блок РУ5-02М (поз.1г), предназначенный для регулирования расхода газа по заданной программе и являющейся программным задатчиком; далее на регулятор Р-27 (поз.1д), блок управления БУ-21 (поз.1ж), через усилитель мощности У-23 (поз.1е), который включает исполнительный механизм МЭОБ (поз.1з) для перемещения регулирующего клапана; изменяющего расход газа на горелки.

Регулирование расходов воздуха на охлаждение и сушку осуществляется на базе электронного агрегатного комплекса устройств автоматического регулирования «Каскад 2». Замеренный расход сравнивается с требуемым, который задается через задатчик. Сигнал рассогласовывается между заданным и измеренным расходом воздуха, усиливается в усилителе и передается исполнительному механизму, переворачивающему заслонку поворотного шибера на трубопроводе подачи воздуха.

Аналогично регулируется соотношение газ-воздух.

Разработанная технологическая сигнализация и защита позволяет обеспечить обслуживающий персонал информацией о возникновении аварийных ситуаций и предотвратить их. Сигнализация бывает предупредительной и аварийной.

Технологическая сигнализация и автоматическая защита предусматривает срабатывание в следующих случаях:

-   при повышении или понижении давления газа;

-   при повышении или понижении давления воздуха.

Предложенная система должна обеспечить защиту и блокировку в указанных случаях. При срабатывании сигнализации появляется световой или звуковой сигнал. Защита должна обеспечить отключение подачи газа и воздуха.

Понижение или повышение давления газа или воздуха контролируется электроконтактным манометром ЭКМ 1у (поз.9 и 10). Одновременно с сигнализацией срабатывает технологическая защита, осуществляющая отсечку газа к горелкам с помощью электромагнитных клапанов (поз.11в)

Заказная спецификация