adnotare
Scopul acestui proiect de curs este de a dobândi abilități practice în analiza procesului tehnologic, selectarea mijloacelor automate de control, calculul circuitelor de măsurare a instrumentelor și mijloacelor de control, precum și predarea studentului a independenței în rezolvarea problemelor inginerești și tehnice de construire a circuitelor automate de control pentru diferiți parametri tehnologici.
Introducere
Automatizarea este utilizarea unui set de instrumente care permit desfășurarea proceselor de producție fără participarea directă a unei persoane, dar sub controlul acesteia. Automatizarea proceselor de producție duce la creșterea producției, la reducerea costurilor și la îmbunătățirea calității produselor, reduce numărul personalului de service, crește fiabilitatea și durabilitatea mașinilor, economisește materiale, îmbunătățește condițiile de lucru și măsurile de siguranță.
Automatizarea eliberează oamenii de nevoia de a controla direct mecanismele. Într-un proces de producție automatizat, rolul unei persoane se reduce la configurarea, reglarea, întreținerea echipamentelor de automatizare și monitorizarea funcționării acestora. Dacă automatizarea facilitează munca fizică umană, atunci automatizarea urmărește să faciliteze și munca mentală. Funcționarea echipamentelor de automatizare necesită personal tehnic înalt calificat.
În ceea ce privește nivelul de automatizare, ingineria energiei termice ocupă una dintre pozițiile de lider printre alte industrii. Centralele termice se caracterizează prin continuitatea proceselor care au loc în ele. În același timp, producția de energie termică și electrică la un moment dat trebuie să corespundă consumului (sarcină). Aproape toate operațiunile de la centralele termice sunt mecanizate, iar procesele tranzitorii din acestea se dezvoltă relativ rapid. Aceasta explică dezvoltarea înaltă a automatizării în energia termică.
Automatizarea parametrilor oferă beneficii semnificative:
1) asigură o reducere a numărului de personal lucrător, i.e. creșterea productivității muncii sale,
2) conduce la o schimbare a naturii muncii personalului de serviciu,
3) crește acuratețea menținerii parametrilor aburului generat,
4) crește siguranța muncii și fiabilitatea echipamentului,
5) crește randamentul generatorului de abur.
Automatizarea generatoarelor de abur include reglarea automată, telecomandă, protecție tehnologică, control termic, interblocări tehnologice și alarme.
Reglarea automată asigură progresul proceselor care au loc continuu în generatorul de abur (alimentare cu apă, ardere, supraîncălzire cu abur etc.)
Telecomanda permite personalului de serviciu să pornească și să oprească unitatea generatoare de abur, precum și să comute și să regleze mecanismele acesteia la distanță, de la consola unde sunt amplasate dispozitivele de control.
Controlul termic asupra funcționării generatorului de abur și echipamentului se realizează cu ajutorul instrumentelor de indicare și înregistrare care funcționează automat. Dispozitivele monitorizează continuu procesele care au loc în instalația generatoare de abur sau sunt conectate la obiectul de măsurare de către personalul de service sau un computer de informare. Dispozitivele de control termic sunt amplasate pe panouri și panouri de control, cât mai convenabile pentru observare și întreținere.
Interblocarele tehnologice efectuează o serie de operații într-o secvență dată la pornirea și oprirea mecanismelor unei instalații generatoare de abur, precum și în cazurile în care protecția tehnologică este declanșată. Sistemele de blocare elimină operațiunile incorecte la întreținerea unei unități generatoare de abur și asigură că echipamentul este oprit în ordinea necesară în caz de urgență.
Dispozitivele de alarmă de proces informează personalul de serviciu despre starea echipamentului (în funcțiune, oprit etc.), avertizează că un parametru se apropie de o valoare periculoasă și raportează apariția unei stări de urgență a generatorului de abur și a echipamentului acestuia. Sunt utilizate alarme sonore și luminoase.
Funcționarea cazanelor trebuie să asigure o producție fiabilă și eficientă de abur cu parametrii necesari și condiții de lucru sigure pentru personal. Pentru a îndeplini aceste cerințe, operarea trebuie efectuată în strictă conformitate cu legile, regulile, normele și liniile directoare, în special, în conformitate cu „Regulile pentru proiectarea și funcționarea în siguranță a cazanelor cu abur” ale Gosgortekhnadzor, „Reguli pentru funcționarea tehnică”. a centralelor și rețelelor electrice”, „Reguli de funcționare tehnică a instalațiilor termice și a rețelelor de încălzire”.
1. Descrierea procesului tehnologic
Un cazan cu abur este un complex de unități concepute pentru a produce abur de apă. Acest complex constă dintr-un număr de dispozitive de schimb de căldură interconectate și utilizate pentru a transfera căldură de la produsele de ardere a combustibilului la apă și abur. Purtătorul inițial de energie, a cărui prezență este necesară pentru formarea aburului din apă, este combustibilul.
Elementele principale ale procesului de lucru desfășurat într-o centrală de cazane sunt:
1) procesul de ardere a combustibilului,
2) procesul de schimb de căldură între produsele de ardere sau combustibilul care arde însuși cu apă,
3) procesul de vaporizare, constând în încălzirea apei, evaporarea acesteia și încălzirea aburului rezultat.
În timpul funcționării, în unitățile cazanului se formează două fluxuri: fluxul fluidului de lucru și fluxul lichidului de răcire format în cuptor.
Ca rezultat al acestei interacțiuni, la ieșirea obiectului se obține abur cu o anumită presiune și temperatură.
Una dintre principalele sarcini care ia naștere în timpul funcționării unui cazan este asigurarea egalității între energia produsă și consumată. La rândul lor, procesele de formare a aburului și transferul de energie în unitatea cazanului sunt legate în mod unic de cantitatea de substanță din fluxurile fluidului de lucru și lichidului de răcire.
Arderea combustibilului este un proces fizic și chimic continuu. Partea chimică a arderii este procesul de oxidare a elementelor sale combustibile cu oxigen, care are loc la o anumită temperatură și este însoțită de eliberarea de căldură. Intensitatea arderii, precum și eficiența și stabilitatea procesului de ardere a combustibilului depind de metoda de furnizare și distribuire a aerului între particulele de combustibil. În mod convențional, procesul de ardere a combustibilului este împărțit în trei etape: aprindere, ardere și post-ardere. Aceste etape apar în general secvenţial în timp şi se suprapun parţial una pe alta.
Calculul procesului de ardere se reduce de obicei la determinarea cantității de aer pe m3 necesară pentru arderea unei unități de masă sau de volum de combustibil, a cantității și compoziției bilanţului termic și la determinarea temperaturii de ardere.
Sensul transferului de căldură este transferul de căldură al energiei termice eliberate în timpul arderii combustibilului către apă, din care este necesar să se obțină abur, sau abur, dacă este necesară creșterea temperaturii acestuia peste temperatura de saturație. Procesul de schimb de căldură în cazan are loc prin pereți conductori de căldură etanși la apă, numiți suprafață de încălzire. Suprafețele de încălzire sunt realizate sub formă de țevi. În interiorul conductelor există o circulație continuă a apei, iar în exterior acestea sunt spălate de gazele de ardere fierbinți sau primesc energie termică prin radiație. Astfel, în unitatea cazanului au loc toate tipurile de transfer de căldură: conductivitate termică, convecție și radiație. În consecință, suprafața de încălzire este împărțită în convectivă și radiație. Cantitatea de căldură transferată printr-o unitate de suprafață de încălzire pe unitatea de timp se numește stres termic al suprafeței de încălzire. Mărimea tensiunii este limitată, în primul rând, de proprietățile materialului suprafeței de încălzire și, în al doilea rând, de intensitatea maximă posibilă a transferului de căldură de la lichidul de răcire fierbinte la suprafață, de la suprafața de încălzire la lichidul de răcire rece.
Intensitatea coeficientului de transfer de căldură este mai mare, cu cât diferența de temperatură a lichidelor de răcire este mai mare, viteza de mișcare a acestora față de suprafața de încălzire și cu atât curățenia suprafeței este mai mare.
Formarea aburului în unitățile cazanului are loc într-o anumită secvență. Formarea aburului începe deja în conductele ecranului. Acest proces are loc la temperaturi și presiuni ridicate. Fenomenul de evaporare este că moleculele individuale ale unui lichid, situate în apropierea suprafeței sale și care posedă viteze mari și, prin urmare, energie cinetică mai mare în comparație cu alte molecule, depășind efectele de forță ale moleculelor învecinate, creând tensiune superficială, zboară în spațiul înconjurător. Odată cu creșterea temperaturii, intensitatea evaporării crește. Procesul invers de vaporizare se numește condensare. Lichidul format în timpul condensului se numește condensat. Este folosit pentru răcirea suprafețelor metalice în supraîncălzitoarele cu abur.
Aburul generat în unitatea cazanului este împărțit în saturat și supraîncălzit. Aburul saturat este, la rândul său, împărțit în uscat și umed. Întrucât centralele termice necesită abur supraîncălzit, pentru supraîncălzirea acestuia este instalat un supraîncălzitor, în care căldura obținută din arderea combustibilului și a gazelor reziduale este folosită pentru supraîncălzirea aburului. Aburul supraîncălzit rezultat la temperatura T=540 C și presiunea P=100 atm. merge pentru nevoi tehnologice.
2. Tehnologie de producere a energiei termice în cazane
Instalațiile de cazane din industrie sunt destinate producerii de abur utilizat în motoarele cu abur și în diverse procese tehnologice, precum și pentru încălzire, ventilație și nevoi casnice.
Introducere
Introducere
Dezvoltarea automatizării în industria chimică este asociată cu intensificarea tot mai mare a proceselor tehnologice și creșterea producției, utilizarea unităților de capacitate unitară mare, complicarea schemelor tehnologice și impunerea unor cerințe crescute asupra produselor rezultate.
Un proces tehnologic este înțeles ca un ansamblu de operațiuni tehnologice efectuate asupra materiilor prime în unul sau mai multe aparate, al căror scop este obținerea unui produs cu proprietăți specificate; Acestea se desfășoară în coloane de distilare, reactoare, extractoare, absorbante, uscătoare și alte aparate. De obicei, pentru a procesa substanțe chimice și pentru a obține produse țintă din aceste dispozitive, sunt asamblate scheme tehnologice complexe.
Procesul tehnologic implementat pe echipamentul tehnologic corespunzător se numește obiect de control tehnologic. TOU este un aparat, unitate, instalație, departament, atelier, producție, întreprindere separată. Diverse influențe externe perturbatoare (modificări în consumul sau compoziția materiei prime, starea și caracteristicile echipamentului de proces etc.) perturbă funcționarea TOU. Prin urmare, pentru a-și menține funcționarea normală, precum și dacă este necesară modificarea condițiilor de funcționare a acestuia, de exemplu, pentru a desfășura un proces tehnologic conform unui anumit program sau pentru a obține un produs țintă de altă calitate sau compoziție , echipamentul tehnic trebuie gestionat. Control- acesta este un impact vizat asupra unui obiect, care asigură funcționarea optimă a acestuia și este evaluat cantitativ prin valoarea criteriului de calitate (indicator). Criteriile pot fi de natură tehnologică sau economică (productivitate a unei instalații de proces, cost de producție etc.). Cu control automat, impactul asupra obiectului este efectuat de un dispozitiv automat special într-o buclă închisă; Această combinație de elemente formează un sistem de control automat. Un caz special de management este reglementarea. Regulamentnumită menținerea valorilor de ieșire ale unui obiect în apropierea valorilor constante sau variabile necesare pentru a asigura modul normal de funcționare a acestuia prin aplicarea acțiunilor de control asupra obiectului. Este numit un dispozitiv automat care asigură menținerea valorilor de ieșire ale unui obiect în apropierea valorilor necesare regulator automat.
substanță chimică de hidrocracare cu control automat 1. Cercetarea proceselor
1.1 Caracteristicile generale ale unității de producție
Instalațiile de hidrocracare, regenerare a catalizatorului și hidrodezaromatizare a motorinei (RK și GDA) sunt concepute pentru a produce: 1.2 Descrierea obiectului de control tehnologic
Obiectul de control tehnologic este coloana de fracţionare 10-DA-201, în care produşii de reacţie lichizi sunt separaţi în fracţii ţintă. Materia primă principală a coloanei 10-DA-201 este lichidă din GSND 10-FA-201 (hidrogenat), încălzit într-un cuptor 10-VA-201 la 370-394°C. Din cuptorul 10-VA-201, materia primă merge în a 6-a tavă a coloanei 10-DA-201. Materiile prime ușoare din separatorul 10-FA-202 după schimbătoarele de căldură 10-EA-201, 10-EA-202, 10-EA-203 și 10-EA-204 cu o temperatură de 205-237 ° C sunt furnizate la Coloane cu tavi de fracționare a 19-a sau a 16-a 10-DA-201 în funcție de producția de motorină de tip vară sau iarnă. Pentru a îndepărta și reduce presiunea parțială a fracțiilor ușoare de hidrocarburi, abur supraîncălzit la presiune medie, cu o temperatură de cel mult 390°C, este furnizat în partea inferioară a coloanei de fracționare 10-DA-201 printr-un separator 10-FA-206. Debitul de abur în coloană este reglat de un regulator de debit 10-FICA-0067 cu o alarmă pentru un debit scăzut de abur de 2,5 t/h în coloana 10-DA-201. Condensul din separatorul 10-FA-206 este evacuat printr-o sifonă de condens în colectorul de condens. Nivelul condensului în separatorul 10-FA-206 este controlat de dispozitivul 10-LISA-0033 cu o alarmă de 71% și blocare la un nivel ridicat de urgență de 79% pentru închiderea robinetului 10-FV-0067 de pe alimentarea cu abur. linia la coloana 10-DA-201. Din partea de sus a coloanei de fracţionare 10-DA-201 vapori de hidrocarburi, hidrogen sulfurat, amoniac şi vapori de apă cu o temperatură de 120-150°C şi o presiune de 1,5-1,95 kgf/cm 2intră în condensatorul răcit cu aer 10-EC-202A eu F. Temperatura din partea superioară a coloanei este controlată folosind un dispozitiv 10-TIСA-0143 cu o alarmă pentru temperaturi scăzute de 120 ° C și temperaturi ridicate de 150 ° C. Presiunea vaporilor din partea superioară a coloanei este controlată cu ajutorul dispozitivelor 10-PISA-0170, 10-PISA-0423A/B cu o alarmă scăzută de 1 kgf/cm 2și presiune înaltă 3 kgf/cm 2.
Când se atinge o presiune ridicată de urgență de 3,5 kgf/cm în partea de sus a coloanei 10-DA-201 2de la două dispozitive din trei 10-PISA-0170, 10-PISA-0423A/B se declanșează blocarea pentru oprirea cuptorului 10-VA-201: obloanele 10-XV-0023, 10-XV-0024, supapa 10-FV-0145 pe conducta de alimentare cu gaz combustibil și robinetul de închidere 10-XV-0007 de pe conducta de alimentare cu gaz de regenerare a cuptorului sunt închise, obloanele 10- XV-0025, 10- sunt deschise XV-0006 în atmosferă; regulatorul de debit 10-FICA-0142A de pe linia de alimentare cu aer a cuptorului este resetat automat de la reglarea automată la reglarea manuală, iar supapa 10-FV-0067 de pe linia de alimentare cu abur către coloana de fracţionare 10-DA-201 este închisă. Temperatura cubului, a zonei de alimentare, a zonelor de extracție a combustibilului diesel și a kerosenului și a vârfului coloanei 10-DA-201 este controlată cu ajutorul dispozitivelor 10-TI-0149, 10-TI-0148, 10-TI-0147, 10- TI-0146, 10-TI -0145, 10-TI-0144. Diferența de presiune dintre tăvi de la 1 la 21 și de la 21 la 32 în înălțimea coloanei 10-DA-201 este monitorizată cu ajutorul dispozitivelor 10-PDIA-0176, 10-PDIA-0173 cu alarmă pentru o diferență mare de 0,3 kgf/ cm 2.
Vaporii care părăsesc partea superioară a coloanei intră în condensatoarele răcite cu aer 10-EC-202A eu F. Amestec de vapori-gaz răcit și parțial condensat de la condensatoarele răcite cu aer 10-EC-202A eu F cu o temperatură de 48-52°C, care este controlată de dispozitivul 10-TI-0181, intră în inelul răcitoarelor de apă 10-EA-205A/B, unde este răcită cu apă circulantă și cu o temperatură de 30-45°C, care se controlează cu ajutorul dispozitivelor 10-TIА-0183А/В, intră în separatorul 10-FA-203. Din separatorul 10-FA-203 hidrocarbură gazoasă cu o temperatură de 30-45°C și o presiune de 1,2-1,45 kgf/cm 2intră în scruberul de joasă presiune 10-DA-207 pentru purificarea hidrogenului sulfurat. Benzina instabilă care s-a condensat și s-a separat de apa din separatorul 10-FA-203 prin supapa de închidere 10-HV-0119 intră în aspirația pompei 10-GA-204A/S. Partea principală a benzinei instabile cu o temperatură de 35-45 ° C este returnată ca irigare în coloana 10-DA-201 de pe placa a 32-a de către pompa 10-GA-204A/S prin regulatorul de debit 10-FICA-0066 cu alarma la o valoare mica de 32 t/h coloane 10-DA-201. Cantitatea echilibrată de benzină instabilă este pompată prin regulatorul de debit 10-FIC-0095 cu corecție conform nivelului 10-LICSA-0037C din separatorul 10-FA-203 în debutanizatorul 10-DA-204. Coloana de fracționare 10-DA-201 are două tăvi oarbe 17 și 25 pentru selectarea fracțiilor de motorină și kerosen. De la a 25-a placă oarbă a coloanei 10-DA-201, fracțiunea de kerosen cu o temperatură de 170-195°C este introdusă prin regulatorul de debit 10-FIC-0072 în stripper 10-DA-203 la a 6-a placă superioară pt. striparea hidrocarburilor ușoare. Temperatura fracției de kerosen înainte de striparea 10-DA-203 este controlată cu ajutorul dispozitivului 10-TI-0152. Vapori de hidrocarburi ușoare din partea superioară a stripării 10-DA-203 cu o presiune de 1,97 kgf/cm 2și o temperatură de 165-210°C, care este controlată cu ajutorul dispozitivului 10-TI-0158, sunt returnate la 10-DA-201 sub placa a 30-a din 10-DA-201. Cubul de stripare 10-DA-203 este împărțit printr-o partiție care asigură un nivel constant al fracțiunii de kerosen în spațiul inter-tub al refierbătorului termosifon 10-EA-207. Fracția de kerosen de pe placa inferioară intră în partea inferioară a stripperului de pe partea laterală a orificiului de curgere în refierbătorul 10-EA-207. Amestecul de abur-condens de 10-EA-207 cu o temperatură de 203-220°C este returnat în partea inferioară a stripperului. Temperatura fluxurilor de fracțiuni de kerosen înainte și după 10-EA-207 este controlată cu ajutorul dispozitivelor 10-TI-0154, 10-TI-0155. Claritatea separării fracțiunilor de kerosen și benzină instabilă este asigurată prin menținerea unei temperaturi stabilite între a 2-a și a 3-a plăci de stripare 10-DA-203, reglată prin presiunea din dispozitivul 10-PI-0428. Fracția de motorină din placa a 17-a oarbă a coloanei 10-DA-201 cu o temperatură de 244-295°C, care este monitorizată cu ajutorul dispozitivului 10-TI-0151, este împărțită în două fluxuri: fluxul de circulație motorină și fluxul furnizate la decapare 10-DA-202. Debitul de irigare circulant de către pompa 10-GA-206A/S este alimentat în spațiul tubular al schimbătorului de căldură 10-EA-202, unde, degajând căldură materiei prime ușoare a coloanei de fracționare care intră prin spațiul intertubular, se răcește și, la o temperatură de 170-225°C, se alimentează ca irigare circulantă la placa a 21-a din coloana 10-DA-201. Debitul de irigare cu circulație în coloana 10-DA-201 în cantitate de 110-130 t/h este reglat de regulatorul de debit 10-FIC-0057, a cărui supapă 10-FV-0057 este instalată la ieșire. de irigare cu circulatie din 10-EA-202. Temperatura de irigare cu circulație în coloana 10-DA-201 la ieșirea 10-EA-202 este reglată de regulatorul de temperatură 10-TIC-0125, a cărui supapă 10-TV-0125 este instalată pe bypass-ul schimbătorul de căldură 10-EA-202. Prezența lichidului la aspirația pompelor 10-GA-206A/S este monitorizată de un comutator de nivel 10-LS-0068 cu un bloc pentru oprirea pompei 10-GA-206A/S din cauza lipsei de lichid. Debitul principal al fracției de motorină îndepărtat din coloana 10-DA-201 cu un debit constant de la 10-FIC-0076 prin supapa 10-FV-0076 este furnizat pentru striparea hidrocarburilor ușoare pe placa a șasea superioară în stripping 10-DA- 202. Vapori de fracție ușoară din partea superioară a stripării 10-DA-202 cu presiune de până la 2,04 kgf/cm 2și o temperatură de 246-252°C, care este monitorizată cu ajutorul dispozitivului 10-TI-0160, iar unitățile GDA de la 10-DA-501 sunt returnate sub placa oarbă a 25-a în 10-DA-201. Cubul de stripare 10-DA-202 este împărțit printr-o partiție care asigură un nivel constant al fracției de motorină și crearea unei forțe motrice în spațiul inter-tub al refierbtorului 10-EA-206. Amestecul de abur-condens de 10-EA-206 cu o temperatură de 250-293°C este returnat în partea inferioară a stripperului. Din cubul 10-DA-201 există o linie gravitațională pentru eliberarea de urgență a coloanei prin supapa de închidere 10-HV-0157 în rezervorul de descărcare de urgență 10-FA-412. Nivelul din partea inferioară a coloanei 10-DA-201 este reglat de regulatorul de nivel 10-LICА-0032, supapele 10-FV-0109, 10-FV-0112 sunt instalate pe liniile de ieșire a motorinelor calde și reci. din instalatia dupa schimbatoarele de caldura 10-EA-214A/B si 10-EC-203. Alegerea controlului nivelului în cubul coloanei 10-DA-201 de la dispozitivele 10-LICSA-0032A și 10-LICSA-0032B se realizează cu ajutorul selectorului 10-HS-0309, cu semnalizare la un nivel scăzut de 25% și un nivel ridicat de nivel de 80%. Când se atinge un nivel scăzut de urgență de 7% de la dispozitivele 10-LICSA-0032A/B, se declanșează un bloc pentru oprirea pompei 10-GA-202A/S, iar când se atinge un nivel ridicat de urgență de 93%, un bloc pentru a închide vana 10-FV-0067 de pe linia de alimentare este declanșată pereche în coloana 10-DA-201. Motorina comercială din partea inferioară a coloanei 10-DA-201 cu o temperatură de 342-370°C este alimentată printr-o supapă de închidere 10-HV-0075 de către o pompă 10-GA-202A/S către refierbătoarele 10-EA -206, 10-EA-207, 10-EA -506, de unde debitul combinat de motorină cu o temperatură de 328-358°C intră în două fluxuri paralele în inelul schimbătoarelor de căldură 10-EA-217C/V/ A și 10-EA-217F/E/D, unde încălzește materia primă de hidrocracare. 2. Identificarea obiectului de control
Pentru a sintetiza un ACP, este necesar să se cunoască modelul matematic al obiectului de control. Modelul matematic al obiectului de control a fost obținut prin metoda experimentului activ. Constă în luarea caracteristicilor tranzitorii și determinarea coeficienților funcției de transfer din acestea. Răspunsul tranzitoriu este soluția ecuației diferențiale a sistemului cu o acțiune de intrare în pas și condiții inițiale zero. Această caracteristică, ca ecuație diferențială, caracterizează proprietățile dinamice ale unui sistem liniar (staționaritatea proprietăților obiectului, liniaritatea obiectului de control, concentrarea parametrilor obiectului). 2.1 Identificare prin canal de referință
Răspunsul tranzitoriu de-a lungul canalului de referință a fost eliminat după schimbarea poziției supapei 10FV0076 de la 40,4% la 42% deschidere. Răspunsul obiectului la perturbare a fost măsurat de un senzor la poziția 10TI0147 și înregistrat pe sistemul SCADA. Pentru identificarea obiectului se va folosi metoda Shimoyu a zonei integrale. Pentru a crește acuratețea acestei metode, curba de accelerație va fi netezită folosind metoda mediei mobile. Timp de întârziere: τз=25 min. 2.2 Identificarea unui obiect prin canal de perturbare
O schimbare bruscă a debitului de irigare în coloana 10DA201, măsurată de dispozitivul la poziția 10FI0066, a fost aleasă ca un impact treptat asupra obiectului prin canalul de perturbare. Un astfel de impact poate fi considerat treptat cu suficientă precizie. Similar cu identificarea unui obiect folosind un canal de referință, pentru a îmbunătăți acuratețea este necesar să netezi răspunsul tranzitoriu. Calculul coeficientului de transmisie al obiectului: Timp de întârziere: Identificarea obiectelor a fost efectuată în programul LinReg. Ca rezultat, modelul obiect arată astfel: 3. Sinteza sistemului de reglementare
3.1 Sinteza unui sistem de control al temperaturii cu o singură buclă pe tava a 17-a a coloanei de fracționare 10DA201
Temperatura din coloană este controlată prin modificarea debitului de descărcare de motorină de pe placa a 17-a. În acest sistem, debitul de irigare în coloană va fi o perturbare externă. Un sistem cu un regulator PI a fost considerat un sistem de control al nivelului cu un singur circuit. Calculul setărilor optime ale regulatorului PI a fost efectuat folosind metoda Rotach V.Ya. folosind programul LinReg. Setări controler PI: Ti=13,6.res=0,046 3.2 Sinteza unui sistem de control al temperaturii cu un singur circuit pe placa a 17-a a coloanei de fracționare 10DA201 cu compensare pentru perturbarea prin canalul de irigare
Una dintre perturbațiile care afectează funcționarea coloanei este modificarea debitului de irigare furnizat sub cele 31 de tăvi ale coloanei. Această perturbare este măsurabilă, ceea ce face posibilă crearea unui sistem care să compenseze această perturbare. Diagrama bloc a unui astfel de sistem va lua forma prezentată în Fig. 8. Pentru a asigura condiția invarianței absolute a mărimii controlate în raport cu perturbarea, condiția trebuie îndeplinită După înlocuirea valorilor reale ale funcțiilor de transfer Wυ (s), Wµ (s) și Wp (s) obținem Această funcție nu poate fi implementată din cauza prezenței cablului e20s. Este imposibil să se obțină o invarianță absolută într-un astfel de sistem, așa că problema ar trebui rezolvată cu invarianță până la ε. Să determinăm vectorul acestei funcții la cea mai periculoasă frecvență de rezonanță: WK (jwres) =-2,9+3,2i Vectorul CFC la frecvența de rezonanță se încadrează în al 2-lea cadran al planului complex, deci are sens să se utilizeze o legătură de diferențiere reală de ordinul doi ca dispozitiv pentru introducerea influenței unei perturbări, deoarece CFC-ul său este, de asemenea, parțial în cadranul 2. În general, legătura de diferențiere de ordinul doi are forma Neglijând plumbul în funcția de transfer a elementului compensator ideal, obținem funcția de transfer a compensatorului După analizarea funcției în Matlab, putem concluziona că coeficientul primei puteri în numărător este nesemnificativ. Neglijând și coeficienții de gradul al treilea (din moment ce nu au un efect semnificativ asupra proprietăților funcției de transfer), reducem funcția de transfer la forma unei verigi diferențiatoare de ordinul doi. Fig.9 Reglarea coeficienților compensatorului. Ca urmare, a fost obținută funcția de transfer a compensatorului 4. Simularea unui sistem de control automat în aplicația Simulink a pachetului MatLab
4.1 Modelarea unui ATS ideal
Fig. 11 Testarea sarcinii ACS și ACS cu un singur circuit cu compensare a perturbațiilor. Fig. 12 Testarea perturbației unui ACS cu un singur circuit și a unui ACS cu compensare a perturbațiilor. 4.2 Comparație între funcționarea unui ACS cu un singur circuit și a unui ACS cu compensare a perturbațiilor
Parametru ACS cu un singur circuit ACS cu un singur circuit cu compensare a perturbației Prin referință După perturbație Prin referință Prin perturbație Surtension maximă 1.313,11.313,1 Timp de reglare, min 16924016995 Grad de atenuare 0,870,870,870,99 4.3 Simularea unui ATS real
Funcționarea unui sistem real diferă de cel ideal prin unele neliniarități, cum ar fi insensibilitatea senzorilor, cursa limitată și jocul motorului. Pentru modelarea acestora se folosesc următoarele elemente: Zona moartă - blocul generează o ieșire zero în zona specificată, numită zonă moartă (domeniu de măsurare*clasa de precizie*0,05=0,06; domeniul de măsurare*clasa de precizie*0,05= - 0,06); Jocul - modelează jocul prezent în actuator ( Δy *0,05=0,5);
Saturat - element limitator neliniar modelează limitarea cursei actuatorului (70; - 30); Fig. 13 Modelul unui ACS real cu un singur circuit și al unui ACS real cu compensare a perturbațiilor. 4.4 compararea caracteristicilor ATS ideal și real
Fig. 14 Elaborarea sarcinii cu un sistem ideal și real. Fig. 15 Testarea perturbațiilor ACS cu un singur circuit real și ideal Fig. 16 Testarea perturbării ACS ideală și reală cu compensarea perturbației. Parametru Efectuarea perturbației ACS cu un singur circuit fără compensare a perturbației Ideal real ideal real ideal real Depășire maximă 13.112.831313131 Timp de reglare, min 16937024047995327 Gradul de atenuare 0.870.920.890.910.990 Sistemele ideale și cele reale practic nu diferă în ceea ce privește emisia maximă și gradul de atenuare, dar sistemul real are o performanță semnificativ mai scăzută. S-a constatat experimental că influența principală asupra performanței este reacția inversă a actuatorului. Prin urmare, atunci când alegeți echipamente de automatizare, trebuie acordată o atenție deosebită alegerii actuatorului. 5. Calculul organismului de reglementare și selectarea echipamentelor de automatizare
5.1 Calcul organismului de reglementare
P1=P2=2kgf/cm2 Fmax=115000kg/oră = 160 m3/oră Din=0,3m Determinarea căderii totale de presiune în rețea: Să calculăm valoarea criteriului Reynolds la debit maxim: Condiții pentru netezimea hidraulică a conductelor: condiția este îndeplinită, prin urmare conducta nu este netedă hidraulic. Determinăm coeficientul de frecare λ=0,0185 pe baza valorii criteriului Re și a raportului dintre diametrul interior al conductei și înălțimea proeminențelor de rugozitate a conductei conform nomogramei. Aflați lungimea totală a secțiunilor drepte ale conductei: Determinarea vitezei medii în conductă la debit maxim: Să calculăm pierderea de presiune în secțiuni drepte ale conductei: Să determinăm coeficientul total de rezistență locală a conductei: Să calculăm pierderea de presiune în rezistența locală a conductei: Pierderea totală de presiune în conductă: Căderea de presiune în corpul de comandă la debit maxim: Să găsim capacitatea maximă a organismului de reglementare: Tabelul capacității condiționate a autorităților de reglementare Selectăm un organism de reglementare cu un debit condiționat și un diametru nominal. Să verificăm efectul vâscozității asupra debitului regulatorului, pentru a face acest lucru, vom recalcula valoarea criteriului Reynolds în funcție de diametrul diametrului nominal al regulatorului: Selectăm acest organism de reglementare fără a determina factorul de corecție pentru vâscozitatea lichidului. Să determinăm valoarea ajustată a debitului maxim: Să determinăm valorile relative ale cheltuielilor: Determinarea intervalului de mișcare pentru n=0 cu caracteristică liniară Determinăm gama de mișcări pentru: a) Cu caracteristică liniară: b) Cu caracteristică procentuală egală: 0,23< S < 0,57 Determinăm valorile maxime și minime ale coeficientului de transmisie pentru domeniul de sarcină de funcționare: a) Pentru caracteristica de debit liniară: b) Pentru un randament procentual egal: Valoarea raportului dintre valorile minime și maxime ale coeficientului de transmisie cu o caracteristică de debit liniară este mai mare decât cu un procent egal. Prin urmare, alegem o caracteristică de curgere liniară. Dezechilibrul static al obturatorului: Presiune maximă posibilă pe supapă; Diferența în zona superioară a corpului inferior; Forța de presiune medie asupra tijei: Diametrul tijei; Presiune maximă în spatele supapei 5.2 Selectarea echipamentelor tehnice de automatizare
Supapă de control de dimensiuni mici, fabricată de LG Avtomatika. Servomotorul pneumatic este furnizat complet cu supapa. Presiune nominală Ru, MPa1,6 Alezaj nominal, mm200 Caracteristici de curgere liniar Domeniul de temperatură al mediului controlat - 40. +500 Interval de temperatură ambientală -50…+70 Pozițiile inițiale ale pistonului supapei NZ - normal închis Material carcasă 12Х18Н10ТMaterial pereche de accelerație 12Х18Н10ТClasa de scurgere pentru supape de reglare conform GOST 23866-87 (conform clasei de scurgere 94Н4-94 VOST) Bariera izolatoare contor antiscântei 631 izobar Eroare de barieră de bază la transmiterea unui semnal analogic: 0,05% Limitarea curentului de intrare de putere: 200mA Limitarea curentului de intrare pe partea senzorului: 23,30 mA Tensiune de alimentare, V: 20,30 Marcaj de protecție împotriva exploziei: ExiaIIC Timp de răspuns, ms: 50 MTBF, ore: 50000 Convertor termic cu semnal de ieșire unificat THAU Metran 271 Semnal de ieșire: 4,20 mA Interval de temperatură: - 40…800 O CU Limită de eroare de bază: 0,25% Dependența semnalului de temperatură: liniară Rezistenta la vibratii: V1 Marcaj de protecție împotriva exploziilor: ExiaIICT5 Tensiune de alimentare, V: 14,34 Debitmetru Rosemount 8800D Vortex Semnal de ieșire: 4,20 mA cu semnal digital bazat pe protocolul HART, puls de frecvență 0,10 kHz, FF digital Interval de temperatură mediu: - 40…427 O CU Limita de măsurare a debitului volumic m 3/h: 27…885 Limită de eroare de bază: 0,65% Grad de protectie impotriva prafului si apei: IP65 Rezistenta la vibratii: V1 Marcaj de protecție împotriva exploziilor: ExiaIICT6 Tensiune maximă de alimentare de intrare: 30V Curent maxim de intrare: 300mA 6. Calculul metrologic al canalelor de măsurare
Schema bloc a canalelor de măsurare a temperaturii și a debitului este următoarea: Fig. 17 Schema bloc a canalelor de măsurare. Eroarea acestui sistem de măsurare constă în erorile introduse de elementul sensibil al senzorului de temperatură, convertizorul de normalizare, bariera de protecție împotriva scânteilor, linia de comunicație și placa de intrare a complexului de microprocesoare. În acest moment, producătorii de cabluri și interfețe de transfer de date au redus practic eroarea introdusă de linia de comunicație la zero, prin urmare, nu este luată în considerare în calcule. La rândul lor, erorile convertorului de normalizare, elementul sensibil, precum și placa de intrare/ieșire a complexului de microprocesoare sunt determinate de producător, apoi limita de eroare admisă a canalului de măsurare va fi determinată ca: γ dt=0,25% - eroare convertor termic; γ Afaceri=0,05% - eroare introdusa de bariera de protectie la scantei; γ P.M=0% - eroare introdusa de linia de comunicatie; γ IV γ dt=0,65% - eroare convertor termic; γ Afaceri=0,05% - eroare introdusa de bariera de protectie la scantei; γ P.M=0% - eroare introdusa de linia de comunicatie; γ IV=0,1% - Eroare placa I/O. Această eroare va asigura precizia de măsurare a canalului necesară. 7. Calculul fiabilității sistemului de control automat
Fiabilitatea unui sistem de control este înțeleasă ca fiind capacitatea sistemului de a îndeplini cerințele impuse acestuia într-un timp dat în limitele specificate de caracteristicile sale tehnice. Este imposibil să se elimine complet defecțiunea echipamentului, prin urmare, fiabilitatea sistemului de control nu poate fi de 100%. Să calculăm probabilitatea defecțiunilor bruște ale canalului de măsurare dacă se știe că: pentru controlerele ExperionC300 timpul mediu dintre defecțiuni tmier n =
150.000 ore; pentru convertor termic THAU Metran 271 MTBF tmier n=20000 ore; pentru debitmetrul Rosemount 8800D MTBF tmier n=50000 ore; pentru bariere de protecție împotriva scânteilor Metran 631 MTBF tmier n=50000 ore; pentru firele de conectare, probabilitatea de defecțiune în 2000 de ore este de 0,004. Să presupunem în mod convențional că legea distribuției defecțiunilor este exponențială, atunci probabilitatea funcționării fără defecțiuni este determinată de formula: , unde λ
=1/tmier n. Probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a controlerului ExperionC300: Probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a convertorului termic THAU Metran 271: Probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a barierei de protecție împotriva scânteilor Metran 631: Probabilitatea debitmetrului Rosemount 8800D: Probabilitatea de funcționare fără defecțiuni a liniilor de comunicație:
Capitolul 7. OPERAREA SISTEMELOR DE AUTOMATIZARE
7.1. SARCINI SI STRUCTURA SERVICIULUI DE OPERARE SISTEME DE AUTOMATIZARE LA INTREPRINDERE
Sarcina principală în funcționarea instrumentelor și a echipamentelor de automatizare este de a asigura funcționarea fiabilă și corectă a unităților individuale și a întregului complex al acestor dispozitive. Problema este rezolvată prin monitorizare continuă, crearea condițiilor normale de funcționare și eliminarea la timp a tuturor defectelor apărute, pentru care întreprinderea organizează un serviciu de operare a sistemelor de automatizare.
Pornirea, funcționarea normală, oprirea și repararea - acestea sunt principalele etape ale ciclului operațional atât ale echipamentelor de proces, cât și ale instrumentelor și echipamentelor de automatizare care deservesc acest echipament. La fiecare dintre etapele enumerate, serviciul de operare efectuează lucrări pentru a asigura funcționarea fiabilă și corectă a sistemului de automatizare.
În anii '70, au fost în vigoare Regulamentul privind serviciul de instrumentare și automatizare la întreprinderile din industria alimentară, elaborat de NPO Pishcheprom-Avtomatika. În legătură cu introducerea în țara noastră a serviciului metrologic al URSS, care este format din servicii metrologice de stat și departamentale, la fiecare întreprindere se organizează un serviciu de metrologic departamental. Prin urmare, această prevedere a fost înlocuită cu un nou Regulament tip privind serviciul metrologic al unei întreprinderi din industria alimentară, în conformitate cu care la fiecare întreprindere alimentară se organizează un serviciu metrologic.
Structura serviciului metrologic (SM) al unei întreprinderi alimentare determină unitățile incluse în componența sa, repartizarea funcțiilor între unități, subordonarea și interrelația acestora. Structura MS este dezvoltată ținând cont de structura și caracteristicile funcționării întreprinderii (subordonarea acesteia, categoria, numărul și relațiile de producție, sezonalitatea muncii lor, numărul de schimburi în ateliere), echipamentele și caracteristicile funcționării acestora. serviciul (sfera de activitate, compoziția cantitativă și calitativă a echipamentelor de măsurare și automatizare, disponibilitatea materialului și a bazei tehnice, starea și amplasarea spațiilor de service, disponibilitatea și calificarea personalului, posibilitatea de cooperare în reparații etc.), precum și perspectivele de dezvoltare a serviciului
Pentru următorii 3-5 ani.
La întreprinderile din categoriile 1-3, MS este organizată sub formă de laborator, la întreprinderile din categoriile 4-6 - sub formă de laborator sau grup. Categoria unei întreprinderi depinde de volumul producției și de complexitatea obținerii produselor. Serviciul metrologic este condus de metrologul sef al intreprinderii, care raporteaza sefului
Inginer de întreprindere.
Construcția MS se bazează pe următorul lanț structural:
Legătură (grup) - brigadă. Laboratorul la întreprinderile din categoriile 1-3 cuprinde șase unități: suport metrologic al producției; întreținere sisteme de automatizare, echipamente de măsurare și automatizare (MIA); reparatie SIA; dezvoltarea și implementarea sistemelor de automatizare a producției; verificarea instrumentelor de măsură; contabilitate, stocare si emitere SIA. Primele trei legături fac parte și din laboratorul (grupul), care este organizat la întreprinderile din categoriile a 3-a până la a 6-a.
Unitățile de întreținere și reparații SIA constau, de obicei, din echipe speciale și cu destinație generală. Nivelul de specializare al personalului dintr-un grup sau echipă de servicii ar trebui să asigure posibilitatea de interschimbabilitate în două sau trei zone de servicii. În funcție de nomenclatura, cantitatea și complexitatea echipamentelor informatice automatizate, legătura de reparații se organizează din echipe care au în sarcina acestora repararea unuia sau mai multor tipuri de echipamente automate: pirometrice și termotehnice; presiune, vid și debit; electronice și pneumatice;
Mase și mecanică de precizie; cantitatea și compoziția substanțelor care conțin mercur; radiații radioactive și ionizante; electrice și electromecanice; actuatoare și
Dispozitive mecanice.
La conducerea (baza) intreprinderii unei uzine, asociatii industriale sau agroindustriale se poate organiza un MS (laborator) central care, alaturi de sase unitati ale serviciului metrologic al unei intreprinderi din categoriile 1-3, poate si conțin unități de coordonare și planificare, instalare și reglare, furnizare și configurare etc. În acest caz, se creează unități de servicii tehnice la întreprinderile (producțiile) rămase ale asociației. Metrologii care conduc SM al acestor întreprinderi raportează metrologului șef al asociației (instalație, întreprindere de bază).
Dacă există un număr mic de SIA la întreprindere, de comun acord cu organizația de bază la întreprinderile din categoriile a 4-a-6, este permisă organizarea unui grup de sprijin și întreținere metrologică ca parte a serviciului șefului mecanic sau putere. inginer, care în acest caz îndeplinește atribuțiile de metrolog șef al întreprinderii. Grupul MS este condus de liderul grupului - inginer senior. Conducerea grupului care efectuează întreținere și reparații este permisă de un maistru superior sau maistru. Specialiștii care lucrează în aceste posturi realizează managementul administrativ și tehnic al echipelor. Metrologul șef adjunct este de obicei șeful uneia dintre cele mai importante unități.
Numărul și componența MS se determină prin calcul, ținând cont de numărul și nomenclatura forțelor, tipurile și volumele de muncă efectuate, categoria întreprinderii, condițiile de funcționare ale sistemului de automatizare și MS, condițiile de funcționare ale producția (schimbarea și sezonalitatea), nivelul de organizare a muncii și structura stabilită a SM. Numărul de participare la vot al personalului de service
Unde T I este timpul petrecut pentru efectuarea unui i-lea specific tip de muncă; A I, - numărul mediu de schimburi într-un an calendaristic pentru personalul de service care efectuează primul tip de muncă (pentru lucrări cu un singur schimb precum reparații, verificare etc., A I, = 1); k I , este un coeficient care ține cont de condițiile de funcționare ale echipamentelor automate de testare și de frecvența de lucru; (SD - coeficient ținând cont de diverse completări și restricții; F N - timpul nominal de lucru pe parcursul anului (F N = 2050...2100 ore); onorariu - coeficientul personalului de salarizare al serviciului (k C = 0,8...0,9).
La determinarea numărului de salariați pe categorii de locuri de muncă, calculele se fac separat pentru fiecare categorie.
Un grup și o brigadă sunt de obicei organizate cu cel puțin cinci persoane și includ muncitori cu următoarele profesii: reparator; mecanic; mecanic de serviciu; reglator sisteme de automatizare și putere; instalator de sisteme electromecanice, de inginerie radio și sisteme informatice automatizate; asistent de laborator; asistent de laborator pentru încercări și măsurători electromecanice; tester de instrumente de masura;
Tester de mașini și dispozitive electrice etc. În cazul în care întreprinderea dispune de un sistem de control automatizat, serviciul metrologic este inclus ca legături independente în acest serviciu. O astfel de divizie a întreprinderii este de obicei condusă de inginer-șef adjunct al întreprinderii sau șeful serviciului, care îndeplinește simultan sarcinile metrologului șef.
Din punct de vedere structural, serviciul de sistem automatizat de control este format din acele unități care fac parte din serviciul metrologic al întreprinderii și din laboratorul de sistem automatizat de control. Principalele funcții ale acestuia din urmă sunt legate de funcționarea centrului de calcul (CC) și a dispozitivelor sale externe (structura serviciului ACS este discutată în detaliu în paragraful 3.1).
7.2. SUPORT METROLOGIC
Suportul metrologic este un complex de fundamente științifice și tehnice și măsuri organizatorice care asigură unitatea și acuratețea necesară măsurătorilor. Fundamentele științifice și tehnice ale Ministerului Apărării includ metrologia ca știință a măsurătorilor, metode și mijloace de asigurare a uniformității măsurătorilor și a preciziei necesare, iar standardele Sistemului de Stat de Asigurare a Uniformității Măsurătorilor (GSI) ca un set de reguli, reglementări, cerințe și norme interconectate stabilite prin standarde care determină organizarea și metodologia muncii privind evaluarea și furnizarea
Precizia măsurătorilor.
GSI include două tipuri de documente de reglementare: standarde de bază, inclusiv GOST „Unități de mărimi fizice”, și standarde din alte patru grupuri - standarde de stat, metode și mijloace pentru verificarea măsurilor și instrumentelor de măsurare, standarde de precizie și tehnici de măsurare (MVI). ). Acestea includ și programe de testare standard.
Baza organizatorică a Regiunii Moscova este serviciul metrologic al URSS, care, în conformitate cu GOST 1.25-76, este format din servicii metrologice de stat și departamentale. Serviciul Metrologic de Stat (SMS), condus de Standardul de Stat al URSS, include următoarele divizii:
Centrul principal al HMS (Institutul de Cercetare Științifică a Serviciului Metrologic al Întreaga Uniune - VNIIMS), care realizează managementul științific și metodologic al serviciului metrologic al țării și al serviciului de date standard de stat;
Principalele centre și centre de standarde de stat (institute de cercetare din Moscova, Harkov, Sverdlovsk etc. și ramurile acestora), care desfășoară activități de cercetare și alte activități pentru îmbunătățirea suportului metrologic în
Țara; organele teritoriale ale Gosstandart în republicile unionale,
Condus de departamentele republicane ale Standardului de Stat al URSS și inclusiv centrele republicane de metrologie și standardizare;
Laboratoare republicane, interregionale, regionale și interraionale pentru supravegherea de stat (LGN) a standardelor și măsurării
Echipamente, precum și departamentele acestora.
Alături de cele enumerate, Serviciul de Migrație de Stat include și Serviciul de Date Standard de Stat de Referință, condus de Centrul Principal de Date de Referință, Serviciul de Date de Referință Standard de Stat, condus de Centrul Principal de Date Standard de Referință, Serviciul de Stat Ora și Frecvența URSS, Asociația All-Union „Etalon”, care reunește fabricile, care produc și
Repararea instrumentelor de măsură exemplare.
Activitățile principale ale Serviciului de Stat pentru Migrație sunt crearea și îmbunătățirea continuă a sistemului de stat de standarde unității; asigurarea perfectionarii continue a instrumentelor de masura folosite in tara; transferul dimensiunilor unităților de mărime fizice către toate instrumentele de măsură utilizate în economia națională;
Supravegherea statului asupra stării și aplicarea corectă a instrumentelor de măsurare la întreprinderi și organizații; standardizarea tehnicilor de măsurare.
Serviciul metrologic departamental, condus de metrologul șef al ministerului sau departamentului, este format dintr-o divizie a ministerului sau departamentului care gestionează serviciul; șeful organizației serviciului, care gestionează metodic, științific, tehnic și organizat activitatea organizațiilor de bază ale serviciului metrologic (SM) și MS ale întreprinderilor; organizații de bază ale statelor membre departamentale, care oferă îndrumări științifice, tehnice, organizatorice și metodologice privind suportul metrologic (SM) de producție a grupelor de produse sau a tipurilor de activități care le sunt atribuite, precum și asupra statelor membre ale întreprinderilor sau organizațiilor atașate; servicii metrologice ale întreprinderilor sau organizațiilor.
Suportul metrologic pentru producție are ca scop obținerea de informații de înaltă calitate și fiabile prin măsurare. Deficiențele în ingineria producției conduc la concluzii eronate și cresc semnificativ defectele; Creșterea nivelului producției de MO face posibilă îmbunătățirea calității și a indicatorilor economici ai produselor fabricate.
Sarcinile principale ale nivelului MO al serviciului metrologic al unei întreprinderi alimentare sunt: coordonarea și implementarea managementului metodologic al muncii care vizează asigurarea unității și acurateței necesare a măsurătorilor în toate departamentele întreprinderii;
Analiza sistematică a stării măsurătorilor, elaborarea și implementarea măsurilor de îmbunătățire a MO a întreprinderii, inclusiv propuneri în scopul SIA și tehnici de măsurare pentru gestionarea proceselor tehnologice, monitorizarea materiilor prime și testarea produselor; introducerea documentației normative și tehnice (NTD) care reglementează standardele de precizie a măsurătorilor, caracteristicile metrologice ale instrumentelor de măsurare automate, tehnicile de măsurare, metodele și mijloacele de verificare și alte cerințe pentru suport metrologic pentru pregătirea producției; elaborarea specificațiilor tehnice pentru proiectarea și fabricarea instrumentelor automate de măsurare nestandardizate, echipamentelor auxiliare, standurilor, dispozitivelor pentru efectuarea măsurătorilor, încercărilor și controlului necesare; organizarea și participarea la examinarea metrologică a documentației de reglementare, tehnică, proiectare, proiectare și tehnologică, inclusiv a celor elaborate la întreprindere; participarea la analiza cauzelor încălcării regimurilor tehnologice, produse defecte, consum neproductiv de materii prime, materiale și alte pierderi asociate stării tehnologiei informaționale automatizate; formarea avansată a angajaților SM ai întreprinderii și formarea SM a întreprinderii.
Legătura MO comunică, de asemenea, cu organele Comitetului de Stat pentru Standarde al URSS atunci când efectuează supravegherea de stat asupra MO de pregătire a producției și testare a produselor, starea, utilizarea, repararea și verificarea sistemelor informatice automatizate la întreprindere, și alte activități ale MS a întreprinderii. Organismelor teritoriale ale Supravegherii de Stat a URSS și organizației de bază a serviciului metrologic (BOMS) a industriei, legătura MO oferă informații despre stadiul planurilor pentru introducerea de noi „metode și SIA, care, după dezvoltarea și acord cu organizația de bază, sunt aprobate de conducerea întreprinderii Standardele și alte documentații științifice și tehnice ale întreprinderii sunt, de asemenea, convenite cu BOMS programele complexe ale Ministerului Apărării din industrie și elaborează propuneri de proiecte de planuri anuale și pe termen lung pentru Ministerul Apărării din industrie.
Planificarea activităților MS, realizată de legătura MO, este reglementată de instrucțiunile metodologice ale VNIIMS și se realizează ținând cont de capacitatea de producție a întreprinderii, gama de produse și capacitățile tehnice. Aceste planuri includ lucrări menite să asigure planuri standardizare de stat și industrie și sprijin metrologic pentru activitățile diviziilor întreprinderii; dezvoltarea sau revizuirea standardelor de întreprindere (STP), scheme de verificare, tehnici de măsurare, precum și sarcini pentru implementarea STO, GOST și OST.
Examinarea metrologică este, după cum reiese din lista de sarcini de mai sus a Ministerului Apărării, parte a complexului general de lucrări de sprijin metrologic al producției. Expertiza metrologică (ME) include analiza și evaluarea soluțiilor tehnice pentru selectarea parametrilor de măsurat, stabilirea standardelor de precizie și furnizarea de metode și instrumente de măsurare.
Secțiunile de documente care reflectă cerințele pentru standardele de precizie stabilite sau care conțin informații despre instrumentele și metodele de măsurare sunt supuse examinării metrologice. În timpul examinării metrologice a documentației tehnice, care rezolvă problema alegerii instrumentelor de măsurare - reglementări tehnologice, hărți ale proceselor tehnologice cu operații de control, diagrame funcționale și schematice ale dispozitivelor cu instrumente de măsurare, corectitudinea alegerii unui instrument sau dispozitiv de măsurare este evaluat.
În timpul examinării metrologice a documentației tehnice, care definește parametrii, proprietățile sau caracteristicile mașinilor, materialelor sau proceselor, se identifică mai întâi care elemente, parametri sau proprietăți sunt supuse controlului atunci când al lor fabricație sau exploatare, iar apoi, prin căutarea prin variantele metodelor standard, se determină testabilitatea obiectului. Dacă se dovedește că din cauza câmpurilor de toleranță nejustificat de înguste ale parametrilor controlați este imposibil să se asigure controlul folosind instrumente standard, este necesar în primul rând să se analizeze posibilitatea extinderii câmpurilor de toleranță.
De o importanță deosebită este ME a procesului de producție, în cadrul căruia se stabilește conformitatea procesului tehnologic cu cerințele de proiectare, tehnologice și alte documentații normative și tehnice pentru suport metrologic. Unul dintre principalele documente pe care trebuie să le îndeplinească ME la o întreprindere este reglementările tehnologice pentru producția de produse.
7.3. LUCRĂRI DE VERIFICARE
Verificarea instrumentelor de măsurare, ca și alte activități de control metrologic, este sarcina unității de verificare MS a unei întreprinderi alimentare. Verificarea este menită să asigure uniformitatea și fiabilitatea măsurătorilor în țară și contribuie la îmbunătățirea continuă a instrumentelor de măsură.
Instrumentele de măsurare, ca orice alt echipament de automatizare, sunt supuse uzurii și îmbătrânirii în timp, chiar dacă toate cerințele pentru funcționarea și depozitarea lor sunt respectate cu strictețe. Uzura și îmbătrânirea sunt principalele motive pentru modificarea treptată a caracteristicilor metrologice ale instrumentelor de măsurare, prin urmare este necesar să le verificăm sistematic, astfel încât abaterile în citiri să nu depășească limitele admise.
Verificarea instrumentelor de măsură(SI) este determinarea de către un corp metrologic a erorilor și stabilirea caracterului adecvat pentru utilizare. În timpul procesului de verificare, dimensiunea unităților de mărimi fizice este transferată de la standard la SI de lucru. În cazul general, transferul mărimii unităților înseamnă găsirea caracteristicilor metrologice ale unui SI verificat sau certificat folosind un SI mai precis. Schemele pentru o astfel de transmisie includ standarde, model și instrumente de măsurare de lucru (Fig. 7.1).
Standard primar - Acesta este standardul de cea mai înaltă precizie care se poate realiza în prezent, aprobat oficial ca standard primar de stat. Nu poate fi decât unul într-o țară. Standardele de lucru (numărul lor nu este limitat) sunt menite să transmită dimensiunile cantităților fizice către IS-uri exemplare de primă clasă și către SI-uri de lucru cele mai precise. Pentru a scuti standardul primar de munca de transfer a dimensiunilor unităților de cantități fizice și pentru a reduce uzura acestuia, este creat un standard de copiere, care este un standard secundar și are scopul de a transfera dimensiunile cantităților fizice la standardul de lucru. Modelele SI sunt, de asemenea, menite să transmită dimensiunile mărimilor fizice și sunt împărțite în cifre (pot fi maximum cinci), iar numărul cifrei înseamnă numărul de pași în transmiterea mărimii unei unități la un anumit model SI . Reducerea numărului de cifre reduce eroarea în transmiterea mărimii unităților, dar reduce și productivitatea verificării. SI de lucru sunt utilizate numai
Orez. 7.1. Schema de transfer a dimensiunilor unităților de la instrumentele de măsurare standard la cele de lucru
Pentru măsurători care nu sunt legate de transferul dimensiunilor unităților de mărimi fizice și, după cum se poate vedea din Fig. 7.1 sunt, de asemenea, împărțite în cinci clase.
Pentru a determina eroarea fiabilă a unui SI de lucru, este suficient ca eroarea instrumentului de referință să fie de 10 ori mai mică decât eroarea SI de lucru. Din cauza dificultăților de implementare a unui astfel de raport, sunt de obicei utilizate ca excepție rapoarte de 1:3, 1:4, 1:5, este permis un raport de 1:2.
Principalul document sursă pentru organizarea verificării instrumentelor de măsură specifice de lucru este schema de verificare. Schemele de verificare pot fi integrale ale Uniunii și locale. Schemele de verificare pentru întreaga Uniune sunt elaborate de institutele metrologice și aprobate de Standardul de Stat al URSS. Ele stau la baza dezvoltării schemelor locale de verificare, standardelor de stat și metodologiilor pentru metodele și mijloacele de verificare a instrumentelor de măsurare standard și de lucru. Schemele locale de verificare sunt dezvoltate, dacă este necesar, și implementate de unitatea de verificare a SM. Acestea sunt coordonate cu organele teritoriale ale Gosstandart, care efectuează verificarea instrumentelor de măsură standard originale incluse în schema locală de verificare. Acesta din urmă acoperă instrumentele de măsură exemplare și de lucru ale unei cantități fizice date care sunt în funcțiune la întreprindere sau puse în circulație de industrie, precum și metodele de verificare a acestora. Desenul schemei de verificare, realizat în conformitate cu GOST 8.061-73, indică numele instrumentului de măsurare, intervalele de valori ale mărimilor fizice, denumirile și estimările erorilor și numele metodei de verificare.
Cele mai comune metode de verificare sunt:
Comparația directă, care constă în compararea mărturiei instrumentelor de măsurare verificate și standard;
Comparație - în comparație SI cu unul standard folosind un dispozitiv de măsurare de comparație (comparator);
Conform măsurilor exemplificative - în măsurarea valorii unei mărimi fizice care este reprodusă printr-o măsură exemplificativă sau în același timp comparată cu valoarea unei măsuri exemplificative.
În funcție de momentul efectuării, se efectuează verificări primare, periodice, extraordinare și de control. Verificarea primară se efectuează atunci când instrumentele de măsurare sunt scoase din producție sau reparații, verificarea periodică se efectuează în timpul funcționării la intervale de verificare stabilite. Verificarea extraordinară se efectuează indiferent de momentul verificării periodice în cazurile în care este necesară verificarea funcționalității instrumentelor de măsurare sau înainte de punerea în funcțiune a instrumentelor de măsurare importate. Necesitatea unor verificări extraordinare apare și la monitorizarea rezultatelor verificărilor periodice sau la efectuarea lucrărilor de ajustare a intervalelor de verificare, în cazul deteriorării mărcii de verificare, a sigiliului și a pierderii documentelor care confirmă verificarea.
Verificarea extraordinară se efectuează și în timpul punerii în funcțiune a instrumentelor de măsură după depozitare, timp în care nu a existat verificare periodică, sau în timpul instalării al lor ca componente după expirarea a jumătate din perioada de garanție pentru acestea specificată de furnizor în documentația de însoțire. Verificarea prin inspecție însoțește auditul metrologic al instrumentelor de măsură ale întreprinderilor care repară, operează, depozitează și comercializează aceste instrumente.
În funcție de scopul instrumentelor de măsurare verificate, verificarea poate fi statală sau departamentală. Dintre instrumentele de măsurare utilizate la întreprinderile din industria alimentară, următoarele instrumente de măsură sunt supuse verificării obligatorii de stat:
Folosit ca instrumente standard inițiale de măsurare (MI) în serviciile de metrologice departamentale; deținute de întreprinderi și utilizate ca instrumente standard de măsură de către serviciul metrologic de stat; produse de întreprinderile de reparații de echipamente după reparații efectuate pentru alte întreprinderi; destinat utilizării ca instrumente de lucru pentru măsurători legate de contabilitatea bunurilor materiale, decontări reciproce și comerț, protecția sănătății lucrătorilor, asigurarea securității muncii și inofensivității în conformitate cu lista aprobată de Standardul de stat al URSS. Restul instrumentelor de măsurare de lucru utilizate la întreprinderile din industria alimentară sunt supuse verificării departamentale.
În conformitate cu lista de nomenclatură aprobată de standardul de stat al URSS, în special, debitmetre pentru lichide, abur și gaz cu dispozitive secundare, contoare industriale de gaz, apă și căldură, contoare pentru petrol, produse petroliere, alcool și alte lichide industriale și produsele alimentare sunt supuse verificării de stat obligatorii, dozatoarele pentru produse alimentare lichide, instrumentele și dispozitivele de măsurare a masei, măsurile de lungime a liniilor, contoarele industriale de energie electrică curentă trifazată, refractometrele, zaharimetrele, fotoelectrocolorimetrele și densimetrele utilizate pentru decontările cu consumatorii.
Verificarea de stat a instrumentelor se efectuează de către metrologi-verificatori ai serviciului metrologic de stat. În prezența localurilor necesare, toate documentele de reglementare, modelele de instrumente de măsurare care au trecut verificarea de stat, precum și metrologii-verificatori, organismele de standardizare de stat URSS eliberează certificate de înregistrare către serviciile metrologice departamentale pentru dreptul de a efectua verificări, care pot fi combinate cu certificate pentru dreptul de a fabrica si repara instrumente de masura . Metrologii de verificare urmează o pregătire specială și susțin examene la serviciul metrologic de stat.
Dacă unitatea de verificare MS a unei întreprinderi alimentare nu are dreptul de a efectua verificarea departamentală a anumitor instrumente de măsurare, atunci acestea din urmă sunt verificate în organele de bază ale industriei MS departamentale sau în organele serviciului metrologic de stat. Verificarea instrumentelor de măsură ale întreprinderilor se realizează de către organismele de standardizare de stat URSS în laboratoare staționare sau mobile, precum și direct la întreprinderi de către verificatori de stat detașați.
Echipamentele de măsurare și automatizare supuse verificării se verifică conform graficelor de verificare de stat sau departamentale întocmite de unitatea de verificare MS a întreprinderii, convenite cu autoritatea de supraveghere a administrației publice locale și aprobate de inginerul șef al întreprinderii. În mod obișnuit, se întocmesc grafice de verificare pentru instrumente și echipamente de automatizare pe tip de măsurare.
Frecvența verificării instrumentelor de măsurare este stabilită în conformitate cu instrucțiunile metodologice ale Standardului de stat al URSS pentru determinarea intervalului de inter-verificare a instrumentelor de măsurare de lucru, ținând cont de stabilitatea reală a citirilor, condițiile de funcționare și gradul de sarcină de lucru de măsurare. instrumente. Frecvența verificării instrumentelor de măsurare deținute de întreprindere și supuse verificării departamentale trebuie convenită cu organizația de bază. Instrumentele de măsurare la întreprinderile din industria alimentară sunt supuse verificării departamentale, de regulă, o dată pe an. Excepție fac potențiometrele și punțile, ampermetrele și voltmetrele, miliampermetrele, milivoltmetrele, wattmetrele și contoarele de fază, care sunt verificate la fiecare 6 luni.
Pentru instrumentele de măsură aflate în depozit, intervalele de verificare se determină egale cu dublul intervalelor de verificare ale instrumentelor de măsură similare aflate în funcțiune. Se face o excepție pentru instrumentele de măsurare primite pentru depozitare după eliberarea lor, pentru care intervalul de calibrare nu trebuie să depășească perioada de garanție a producătorului, și pentru instrumentele de măsură care sunt depozitate în condiții care să asigure al lor funcționalitatea și care sunt verificate numai înainte de utilizare.
Instrumentele de măsurare sunt verificate în conformitate cu standardele de stat pentru metode și mijloace de verificare sau conform instrucțiunilor Standardului de stat URSS și instrucțiunilor metodologice ale institutelor sale metrologice. În lipsa documentelor de reglementare specificate, dezvoltatorii instrumentelor de măsurare relevante trebuie să elaboreze linii directoare sau instrucțiuni pentru al lor verificare, care sunt aprobate de către șeful serviciului de metrologie departamental al întreprinderii care utilizează aceste instrumente de măsurare, sau șeful unei organizații de metrologică departamentală superioară.
În timpul procesului de verificare se păstrează un protocol în care se înregistrează rezultatele și concluzia privind adecvarea instrumentelor de măsură pentru utilizare. Se sigilează un dispozitiv adecvat sau se pune pe el o ștampilă de verificare. Adecvarea dispozitivului pentru funcționare în intervalul de verificare poate fi certificată și printr-un certificat sau alt document tehnic. O notă privind verificarea dispozitivelor care indică data și rezultatele acesteia se face în pașaportul dispozitivului sau în alt document care înlocuiește pașaportul. Pașapoartele pentru instrumentele de măsură sunt eliberate de grupul de contabilitate MS al întreprinderii la solicitarea departamentului de întreținere tehnică al întreprinderii. Pașaportul conține caracteristici tehnice detaliate ale dispozitivului, informații despre verificare, funcționare și reparare.
Unele întreprinderi din industria alimentară utilizează instrumente de măsurare a producției neseriale, importate sau instrumente de măsurare produse în serie cu modificări, în urma cărora caracteristicile lor metrologice nu îndeplinesc cerințele documentației de reglementare și tehnică. Pentru astfel de instrumente de măsurare, grupul de verificare MS al întreprinderii efectuează certificare metrologică, în cadrul căreia se stabilește nomenclatorul caracteristicilor metrologice ce urmează a fi determinate;
Valori numerice ale caracteristicilor metrologice; procedura de intretinere metrologica a instrumentelor in timpul functionarii acestora (certificare sau verificare). Pe baza rezultatelor certificării metrologice se întocmește un protocol în două exemplare, care sunt semnate de conducătorul grupului și interpreți. Dacă rezultatul certificării metrologice este pozitiv, se eliberează un certificat (certificat) pentru fiecare instrument de măsurare.
Grupul de verificare MS al unei întreprinderi alimentare, împreună cu funcțiile enumerate, îndeplinește și o serie de altele:
asigură păstrarea și compararea în modul prescris a standardelor de lucru și a probelor standard ale compoziției și proprietăților substanțelor și materialelor; menține instrumentele de măsură exemplare în stare corespunzătoare și asigură al lor exploatare;
controlează starea și utilizarea instrumentelor automate de măsurare, instrumentelor de testare a produselor, disponibilitatea și aplicarea corectă a tehnicilor de măsurare și respectarea regulilor metrologice în toate departamentele întreprinderii;
efectuează acceptarea și certificarea informațiilor și instrumentelor informaționale nestandardizate care intră în întreprindere;
exercită controlul asupra suportului metrologic al tuturor activităților de producție ale diviziilor întreprinderii, implementării planurilor de măsuri organizatorice și tehnice pentru sprijinirea metrologică a activităților acestora și introducerea în producție a unor noi sisteme informatice automatizate.
7.4. ÎNTREȚINERE
DISPOZITIVE ȘI MIJLOACE DE AUTOMATIZARE
Principalele sarcini de întreținere sunt monitorizarea continuă a funcționării instrumentelor și echipamentelor de automatizare și crearea condițiilor care să asigure funcționalitatea acestora, performanța și resursele necesare în timpul funcționării. Pentru îndeplinirea acestor sarcini, în cadrul serviciului metrologic se creează o unitate (grup) de întreținere tehnică a sistemelor de automatizare și a sistemelor informatice automatizate, formată din echipe în schimburi.
Echipa de ture MS a unei întreprinderi alimentare include mecanici de serviciu și un maistru (un maistru sau un muncitor cu înaltă calificare din categoriile V-VI). Personalul de tură MS face parte din tura de atelier tehnologic și, prin urmare, are dublă subordonare. Administrativ și tehnic este subordonat metrologului șef, iar operațional conducătorului de tură (inginer de serviciu) al atelierului tehnologic. Subordonarea operațională înseamnă că personalul de tură efectuează lucrări conform instrucțiunilor sau cu cunoștințele conducătorului de tură.
Lucrările de întreținere la sistemele de automatizare includ întocmirea programelor de întreținere și implementarea acestora, precum și întreținerea neprogramată, asociată în primul rând cu reparații prompte sau înlocuirea grupurilor motopropulsoare defectate; implementarea controlului operațional asupra stării și funcționării sistemelor de automatizare și a sistemelor informatice automatizate, asigurarea al lor starea tehnică corespunzătoare, inclusiv reparațiile curente ale echipamentelor automate de testare și ale traseelor de conducte, demontarea și instalarea echipamentelor automate de testare pentru reparare și verificare; controlul asupra funcționării corecte și utilizării raționale a sistemelor de automatizare și respectarea regulilor de funcționare în vigoare.
Monitorizarea operațională a stării și funcționării sistemelor de automatizare constă în monitorizarea sistematică tură cu tură sau zilnică a funcționării sistemelor informatice automatizate instalate atât la punctele de control, cât și în spațiile de producție, în scopul identificării defecțiunilor apărute și prevenirii dezvoltării acestora. Aceste lucrări sunt efectuate prin observarea vizuală a stării SIA. În timpul unor astfel de inspecții, sunt identificate și eliminate încălcări ale etanșărilor conductelor și fitingurilor de conectare, instrumentele sunt inspectate și curățate, diagrama dispozitivului de înregistrare este verificată pentru instalarea corectă din punct de vedere al timpului și al valorii variabilei controlate, după cum precum și prezența înregistrărilor necesare pe diagramă (pozițiile instrumentelor și datele de înregistrare), diagrama este înlocuită, reumpleți pixurile înregistratoare cu cerneală, verificați funcționarea întrerupătoarelor, prezența puterii și a lubrifierii și monitorizați funcționarea regulatoarelor automate. .
La schimbarea diagramelor și rolelor de înregistratoare pentru dispozitivele care au un integrator, ora înlocuirii acestora și citirile integratorului sunt indicate pe diagramă sau rolă și, în primul rând, se modifică diagramele și rolele dispozitivelor, conform prevederilor citiri ale căror plăți se fac pentru materiile prime sau energia utilizată. Monitorizarea funcționării regulatoarelor automate se realizează prin compararea naturii modificării variabilei reglementate cu citirile și înregistrările instrumentelor care monitorizează cantitățile asociate variabilei reglementate.
Întreținerea (MA) a sistemelor de automatizare și a sistemelor informatice automatizate, efectuată în conformitate cu programul de întreținere, care este aprobat de inginerul șef al întreprinderii, include următoarele operațiuni:
Inspecție externă, curățare de praf și reziduuri de produse tehnologice, verificarea funcționalității liniilor de comunicație și a integrității sigiliilor;
Verificarea performantelor la punctele de control, identificarea si eliminarea defectelor minore aparute in timpul functionarii;
Înlocuirea schemelor, curățarea înregistratoarelor și reumplerea lor cu cerneală, lubrifierea mecanismelor de mișcare, adăugarea sau schimbarea fluidelor speciale, eliminarea scurgerilor acestora;
Verificarea functionarii sistemului de automatizare in cazul depistarii unor neconcordante in timpul procesului si citirile instrumentelor de masura;
Spălarea camerelor de măsurare, umplerea manometrelor diferențiale cu mercur, corectarea etanșărilor și elementelor de fixare, verificarea dispozitivelor de presiune și debit selectate etc.;
Uscarea elementelor SIA și curățarea contactelor;
verificarea frigiderelor, filtrelor, pompelor cu jet de apă, surselor de alimentare, indicarea și înregistrarea unităților de instrumente de măsură pentru compoziția și proprietățile substanțelor;
curățarea, lubrifierea și verificarea releelor, senzorilor și actuatoarelor regulatoarelor;
verificarea densității liniilor de impuls și de legătură, înlocuirea elementelor și ansamblurilor individuale defecte;
verificarea prezenței puterii în circuitele de comandă și semnalizare, testarea alarmelor sonore și luminoase;
verificarea funcționării circuitelor și a corectitudinii sarcinilor pentru funcționarea acestora;
inspectia panourilor de automatizare, dispozitivelor de interblocare, echipamentelor de alarma si protectie.
Frecvența de întreținere este în medie o dată la fiecare
I-2 luni Pentru contoare de lichid și gaz, manometre de presiune diferențială de conducte, vacuum hidraulic, regulatoare de presiune și debit cu dispozitiv de măsurare cu membrană, actuatoare hidraulice, punct de referință pentru dispozitive electronice de control, instrumente electrice de măsură și echipamente de relee, frecvența de întreținere poate fi mărită la 6 luni, iar pentru reductoare de aer, panouri pneumatice de telecomandă, supape de control cu diafragmă pneumatică sau acţionare cu motor electric, actuatoare electrice, regulatoare de presiune cu acţiune directă pentru gaz sau păcură, unităţi de control pneumatice, debitmetre cu inducţie, termocupluri şi termometre de rezistenţă - până la 3 luni. Convertizoarele de pH-metre și dispozitivele de măsurare a masei sunt supuse întreținerii o dată la 10 zile. În încăperile în care temperatura depășește 30 °C pentru o perioadă lungă de timp, frecvența lucrărilor programate este redusă de 2 ori, în încăperile cu praf (praful de proces pătrunde în echipament) - de 3 ori, în încăperi cu un mediu activ chimic (relativ la izolație și alte părți ale echipamentului) - de 4 ori.
În conformitate cu programele de întreținere preventivă planificată (PPR), personalul de schimb înlocuiește și dispozitivele trimise pentru reparație. Procedura de desfășurare a muncii planificate în timpul unui schimb este reglementată de fișele postului personalului din schimbul MS.
Legătura de întreținere, împreună cu întreținerea tehnică și controlul operațional, este implicată în examinarea cauzelor accidentelor datorate defecțiunilor sistemelor de automatizare și a sistemelor informatice automatizate și în elaborarea măsurilor de al lor eliminare; organizează și antrenează personalul de producție în regulile de funcționare tehnică a sistemelor de automatizare și a sistemelor informatice automatizate; controlează calitatea lucrărilor de instalare și punere în funcțiune și al lor respectarea documentației tehnice la efectuarea acestor lucrări de către organizații specializate; participă la testarea și acceptarea în exploatare a sistemelor de automatizare nou instalate și ajustate de la organizațiile de instalare și punere în funcțiune; efectuează lucrări de ajustare înainte de lansarea producției sezoniere și la introducerea de noi și îmbunătățirea sistemelor de automatizare și alimentare existente; îmbunătățește organizarea întreținerii sistemelor de automatizare.
În timpul schimbului se ține un jurnal operațional al personalului de serviciu, care înregistrează toate cazurile de defecțiune a instrumentelor și echipamentelor de automatizare, indiferent de motive. al lor apariții, măsuri luate pentru eliminarea defecțiunilor, comutarea operațională, înlocuirea instrumentelor și echipamentelor de automatizare, inspecții tehnice și alte lucrări efectuate de cei de serviciu. Livrarea și acceptarea turelor sunt documentate cu semnăturile ofițerilor superiori de serviciu în jurnalul operațional. Persoana care predă tura trebuie să atragă atenția celui care primește tura asupra „gâturilor” sistemului de automatizare.
Personalul de schimb trebuie să aibă anumite abilități și cunoștințe de producție. Prin urmare, cei de serviciu urmează mai întâi instruirea în materie de siguranță și un test de cunoștințe privind sistemul de automatizare al unității tehnologice care lor pentru a fi deservite. Însoțitorii trebuie să aibă o bună cunoaștere a diagramei tehnologice a complexului industrial deservit, a procesului de gestionare a acestuia, a planului de amplasare a echipamentelor de proces și a conductelor, a scopului fiecărui element al sistemului de automatizare, a locației elementelor primare de primire. și organismele/instrumentele de reglementare existente, interrelațiile dintre acestea, locația și direcția rutelor.
Pentru a efectua întreaga gamă de lucrări preventive, zonele de operare sunt dotate cu instrumente portabile de laborator (potențiometre, poduri, rezervoare de rezistență, manometre de control, voltmetre, termometre cu mercur, megohmmetre, indicatoare de tensiune), scule (set de instrumente sanitare, burghiu electric). , fiare de lipit, lampă portabilă) și materiale (cerneală și hârtie grafică, fire și bandă izolatoare, elemente de fixare, celule galvanice uscate, material de curățare, uleiuri lubrifiante, benzină, kerosen, alcool).
Pentru a efectua întreținerea, mecanicii de serviciu primesc suplimentar dispozitive și instrumente speciale pentru verificarea componentelor și părților individuale ale dispozitivelor automate de control și reglare. În plus, zona de operare trebuie să aibă instrumente de rezervă și echipamente de automatizare care să le înlocuiască pe cele trimise la reparații în conformitate cu graficele de întreținere și pe cele care se defectează ca urmare a defecțiunilor neprogramate. Grupul pentru înregistrarea, stocarea și emiterea SIA interacționează îndeaproape cu această divizie a MS, care creează un fond de schimb și închiriere pentru SIA, ține evidențele tehnice ale acestora etc.
SISTEME ȘI ECHIPAMENTE DE CALCUL
Întreținerea calculatorului include un set de măsuri organizatorice și tehnice efectuate pentru a asigura parametrii de fiabilitate necesari. Poate fi individual și centralizat. În primul caz, personalul de tură care deservește computerul este încadrat ținând cont de considerentele prezentate în clauza 7.1. Cu întreținerea centralizată, întreținerea se realizează de către centre speciale în baza unor contracte încheiate cu întreprinderi.
La întreținerea sistemelor și a echipamentelor informatice, se face, de asemenea, o distincție între munca programată și cea neprogramată. Lucrările planificate se desfășoară în conformitate cu programul de întreținere preventivă planificată (PPR), care determină frecvența, reglementările și tipul lucrărilor. De exemplu, pentru mașina EC-1030, se recomandă următoarele reglementări și frecvența de întreținere (în ore): inspecție zilnică 1, două săptămâni 4, lunar 8 și semestrial 72.
Întreținerea zilnică include de obicei inspectarea dispozitivelor, efectuarea unui test rapid de verificare al lor performanța, precum și curățarea, lubrifierea, reglarea și alte lucrări prevăzute în instrucțiunile de utilizare pentru dispozitivele externe. La fiecare două săptămâni, sunt efectuate teste de diagnosticare, precum și toate tipurile de întreținere preventivă de două săptămâni prevăzute în instrucțiunile pentru dispozitivele externe. Funcționarea echipamentelor tehnice ale mașinii, incluse în software-ul acesteia, este verificată lunar la valorile tensiunii nominale și modificările preventive ale acestora cu ± 5 %. Elementele standard inutilizabile sunt înlocuite cu altele care pot fi reparate. Aceeași activitate se efectuează în timpul profilaxiei de șase luni. În timpul întreținerii lunare și semestriale, se efectuează și lucrările preventive corespunzătoare prevăzute în instrucțiunile de utilizare pentru dispozitivele externe.
Numai specialiștii care au promovat examene pe dispozitive informatice, documentația circuitului și descrierile tehnice, au studiat instrucțiunile de utilizare și au primit certificat de autorizare au voie să efectueze lucrări de întreținere a calculatorului. al lor Operațiune. Pentru a efectua întreaga gamă de întreținere preventivă, personalul de întreținere este dotat cu instrumente de diagnosticare a defecțiunilor, scule de schimb, instrumente, piese etc. (piese de schimb), echipamente de service pentru verificarea dispozitivelor externe, unități funcționale înlocuibile și surse de alimentare. Echipamentul de service include standuri pentru testarea surselor de alimentare, elemente standard logice și speciale și celule ale dispozitivelor externe.
Principalele documente operaționale ale unui computer sunt formularul, instrucțiunile de operare pentru computer și dispozitive, manualele de operare pentru teste de diagnostic și funcționare, cărți de referință de diagnostic și jurnalul de funcționare a computerului.
7.5. LUCRĂRI DE REPARAȚII
DISPOZITIVE ȘI MIJLOACE AUTOMATIZARE
Lucrările de reparații se efectuează în scopul eliminării defectelor care au cauzat modificări ale caracteristicilor tehnice ale dispozitivelor și echipamentelor de automatizare. Pentru instrumentele de măsură, acestea sunt, în primul rând, caracteristicile metrologice, precum și aspectul dispozitivului (starea dispozitivului de citire, carcasa și elementele sale, dispozitivele de conectare și auxiliare). Cerințele pentru caracteristicile tehnice ale dispozitivelor și echipamentelor de automatizare sunt reglementate de documentația de reglementare și tehnică.
Reparația instrumentelor și a echipamentelor de automatizare la o întreprindere alimentară este efectuată de un grup de reparații al serviciului metrologic. În cazul în care nu există departamente din această grupă care să efectueze reparații ale unor instrumente de măsurare, repararea acestora din urmă se efectuează în organizații speciale de reparare a instrumentelor care au certificat de înregistrare de la Autoritatea de Stat pentru Standarde a URSS pentru dreptul de a repara instrumentele de măsurare.
Există reparații planificate, care se execută conform graficelor PPR, și neprogramate. Necesitatea efectuării primei se datorează schimbării constante a caracteristicilor instrumentelor și echipamentelor de automatizare ca urmare a uzurii și îmbătrânirii. Uzura este asociată în primul rând cu modificări ale stării de frecare a suprafețelor și dimensiunilor produselor, contaminarea unităților cinematice la îmbinări, procese electrochimice care au loc sub influența curentului electric etc. Cu toate acestea, chiar și atunci când nu sunt în funcțiune, instrumentele și echipamentele de automatizare sunt supuse la îmbătrânire asociată cu efecte fizice ireversibile.
Viteza de uzură și procesele de îmbătrânire depinde în primul rând de condițiile de funcționare ale dispozitivelor și echipamentelor de automatizare: temperatura și umiditatea mediului ambiant, praf, prezența vaporilor și gazelor agresive, acțiunea câmpurilor magnetice și electrice, vibrații și diferite radiații. În condiții constante de funcționare, influența tuturor acestor factori poate fi evaluată din punctul de vedere al determinării intervalelor de revizie planificate care asigură funcționarea dispozitivelor și echipamentelor de automatizare supuse îndeplinirii normale a funcțiilor specificate.
Defecțiunea prematură a instrumentelor și a echipamentelor de automatizare are loc ca urmare a supraîncărcării dispozitivului din cauza activării necorespunzătoare sau a manipulării neglijente. Astfel de defecțiuni sunt detectate fie direct ca urmare a lucrărilor, fie în timpul verificării periodice a instrumentelor de măsurare. În acest caz, sunt necesare reparații neprogramate.
Reparațiile planificate ale instrumentelor și echipamentelor de automatizare sunt cel mai adesea efectuate în perioada de reparare a echipamentelor de proces după sfârșitul sezonului de procesare a alimentelor. Este recomandabil să efectuați reparații neprogramate prin înlocuirea dispozitivelor reparate și a echipamentelor de automatizare cu dispozitive de rezervă.
Instrumentele și echipamentele de automatizare trimise spre reparație trebuie să fie însoțite de pașapoarte, certificate sau alte documente tehnice care confirmă verificarea (dacă există) și etichete defecte care indică tipul de reparație (programată sau neprogramată). Pentru reparațiile neprogramate, eticheta indică natura defecțiunii care a cauzat reparația.
În funcție de natura defecțiunii dispozitivului și de amploarea deteriorării, se face o distincție între reparațiile curente și cele majore. Prima este de obicei efectuată la locul de instalare a dispozitivului de către personalul de reparații, dar poate fi efectuată și într-un atelier de reparații. Reparația curentă este tipul minim de reparație din punct de vedere al volumului de muncă efectuată, care asigură funcționarea normală a echipamentelor de măsurare și automatizare (M&A). Alături de lucrările de întreținere SIA, reparațiile curente includ următoarele lucrări:
Demontarea și montarea parțială a sistemelor de măsurare cu înlocuirea pieselor individuale neutilizabile (inele, șuruburi, săgeți);
Demontarea și reglarea parțială a sistemelor mobile, corectarea sau înlocuirea pieselor deteriorate (arcuri, tuburi, șuruburi, elemente de fixare), curățarea și ungerea componentelor;
Înlocuirea elementelor SIA care și-au epuizat durata de viață, eliminarea defecțiunilor minore;
Verificarea calitatii izolatiei si a starii circuitelor de masura si alimentare a echipamentelor automate de masura;
Corectarea etanșărilor, eliminarea jocului în mecanismele individuale, ambalarea etanșărilor de ulei, înlocuirea sticlei și a cântarilor;
Depanarea îmbinărilor pieselor mobile.
La întreprinderile alimentare, majoritatea echipamentelor automate sunt supuse întreținerii de rutină o dată la 6 luni, iar instrumentele de măsurare a temperaturii și analizoarele de gaz - o dată la 4 luni. Inspecția completează reparația curentă.
Revizuirea SIA se efectuează în atelierul de reparații MS sau într-o organizație specializată. Afectează dispozitivele care au uzură semnificativă a pieselor, precum și deteriorare și, prin urmare, necesită restabilirea duratei de viață completă sau aproape completă prin înlocuirea sau repararea oricăror piese sau ansambluri.
În timpul unei revizii majore, pe lângă efectuarea unei părți a lucrărilor incluse în reparația curentă, pot fi efectuate și următoarele lucrări:
Instalarea și reglarea cântarelor sau cadranelor noi;
Repararea caroseriei cu îndreptarea suprafețelor de montaj;
Demontarea și remontarea completă a piesei de măsurare și a componentelor individuale, spălarea, repararea sau înlocuirea pieselor (lagăre axiale, arcuri, suspensii, greutăți etc.), repararea componentelor sau înlocuirea lor completă;
Demontarea și montarea mecanismelor de înregistrare SI, revizuirea, curățarea și înlocuirea acestora;
Verificarea circuitului de masura al instrumentului de masura (MI), reglarea si reglarea citirilor la punctele de control, pregatirea SI pentru livrarea verificatorului.
Revizuirea instrumentelor de măsurare la o întreprindere alimentară se efectuează de obicei o dată la 12 luni. Grupul de reparații MS mai emite cereri către diviziile întreprinderii pentru fabricarea și achiziționarea de piese, materiale și piese de schimb pentru repararea SIA.
CABLAJ ȘI ECHIPAMENTE
Repararea cablajelor și a echipamentelor include demontarea, repararea și instalarea unor dispozitive selectate și unități de instalare a elementelor de recepție primare încorporate în echipamentele de proces, cablaje și linii de cabluri, panouri, console etc. La o întreprindere alimentară, aceste lucrări sunt efectuate de un tehnic. grup de service, iar în MS centrală - grup de instalare și reglare în perioada de oprire și reparare a echipamentelor de proces.
Oprirea echipamentelor tehnologice poate fi de urgență sau planificată. Primul este de obicei pe termen scurt. Prin urmare, în această perioadă se execută lucrări urgente prioritare care nu pot fi efectuate în timpul funcționării normale a instalației. În acest caz, acele componente ale sistemelor de automatizare sunt supuse inspecției și verificării, a căror funcționalitate a fost pusă la îndoială în timpul întreținerii de rutină a dispozitivelor și echipamentelor de automatizare. Rezultatele lucrărilor de instalare și reparații de urgență sunt înregistrate în jurnalul de funcționare al personalului de serviciu.
În timpul unei opriri planificate a unei unități de proces, în conformitate cu instrucțiunile și instrucțiunile curente, supervizorul de tură oprește secvențial instrumentele și echipamentele de automatizare, care sunt notate în jurnalul operațional. Lucrările de instalare și reparații încep numai după oprirea completă a unității de proces și deconectarea instrumentelor și a echipamentelor de automatizare. În primul rând, sunt demontate acele dispozitive și echipamente de automatizare, cabluri și conducte, care, datorită poziționării lor în apropierea echipamentelor de proces și a conductelor, pot fi deteriorate în timpul reparațiilor.
Lucrările de instalare și reparații se efectuează pe baza unei liste cu defecte, care indică ordinea și calendarul lucrărilor și programul general pentru lucrările de reparație. La intocmirea unei liste cu defecte se iau in considerare comentariile personalului de exploatare.
În timpul unei opriri planificate, lucrările de instalare și reparare sunt efectuate în următoarea secvență. În primul rând, efectuează lucrări care nu pot fi efectuate pe echipamentele de proces de operare, care sunt asociate cu o încălcare a etanșeității echipamentelor de proces și a conductelor. Acestea includ reparații ale dispozitivelor de prelevare, regulatoare, dispozitive de restricție, conducte conectate la dispozitive de prelevare fără supape de închidere etc. În al doilea rând, se efectuează lucrări, a căror implementare pe echipamentele existente este asociată cu dificultăți sau pericole semnificative, cum ar fi: , de exemplu , repararea traseelor de legătură amplasate în locuri greu accesibile cu temperaturi ambientale ridicate. În al treilea rând, lucrările de reparații sunt efectuate la sistemele de automatizare pentru care nu există rezervă operațională și apoi toate celelalte lucrări de instalare și reparații. Rezultatele lucrărilor de instalare și reparații planificate sunt înregistrate într-un raport de defecțiuni sau în jurnale speciale.
VERIFICAȚI ÎNTREBĂRI pentru capitolul 1
1. Numiți tipurile de documentație tehnică.
2. Ce secțiuni principale ale proiectului cunoașteți?
3. În ce moduri poate funcționa sistemul automat de control al procesului?
4. Cum sunt proiectate sistemele locale de automatizare?
5. Cum se realizează proiectarea sistemelor de control automate?
La capitolul 2
1. Ce sunt diagramele bloc?
2. Ce probleme sunt rezolvate la proiectarea diagramelor bloc de management și control?
3. Ce este o schemă de automatizare?
4. Numiți sarcinile de proiectare a circuitelor de automatizare.
5. Cum se efectuează selecția instrumentelor de măsură?
6. Cum se efectuează selecția dispozitivelor de control?
7. Care este ordinea de executare a schemelor de automatizare?
8. Ce este o diagramă de circuit?
9. Care sunt cerințele pentru schemele de circuite?
10. Ce fel de management se numește centralizat?
11. Care este algoritmul de funcționare al circuitului?
12. Numiți metodele de elaborare a unei diagrame structurale.
13. Ce cerințe trebuie luate în considerare atunci când treceți la o schemă de circuit?
14. Cum ar trebui reprezentate elementele pe schemele circuitelor electrice?
15. Numiți caracteristicile dezvoltării pneumatice fundamentale scheme
16. Numiți sarcinile de proiectare a sistemelor de alimentare cu energie.
17. Cum se realizează implementarea schemelor circuitelor de alimentare cu energie electrică?
18. Cum se selectează tipul și designul tablourilor și consolelor?
19. Numiți metodele de realizare a diagramelor de conectare pentru cablarea panoului intern.
20. Care sunt provocările la proiectarea cablajelor electrice? conducte?
La capitolul 3
1. Denumiți tipurile de suport ACS.
2. Ce structuri de sisteme automate de control al proceselor cunoașteți?
3. Numiți funcțiile personalului operațional al sistemului automat de control al procesului.
4. Ce este inclus în documentația proiectului pentru sprijin organizațional?
5. Ce subsisteme sunt incluse în suportul tehnic?
6. Ce documente sunt incluse în documentația de proiectare pentru suportul tehnic al sistemelor automate de control al proceselor?
7. Care este structura software-ului?
8. Denumiți sistemele de operare.
9. Ce se aplică suportului de informare?
10. Ce este suportul metrologic?
11. Ce trăsături caracterizează complexele tehnologice?
La capitolul 4
1. Ce tipuri de software sunt tipice pentru sistemele de proiectare asistată de computer?
2. Ce a determinat necesitatea creării CAD?
3. Numiți nivelurile CAD.
4. Numiți sarcinile de suport metodologic pentru CAD.
5. Ce tipuri principale de tehnologie informatică cunoașteți?
6. Ce este o stație de lucru automatizată?
7. Numiți operatorii specifici limbajului BASIC,
8. Cum se modifică informațiile?
9. Numiți principiile conservării în matematică și software.
10. Cum sunt implementate operațiunile grafice pe un microcomputer?
11. Schițați metodologia de utilizare a primitivelor la introducerea informațiilor grafice.
12. Care este amenajarea echipamentelor pentru plăci și console?
13. Care sunt obiectivele plasamentului?
La capitolul 5
1. Cum sunt organizate lucrările de instalare și punere în funcțiune?
2. Cum sunt montate dispozitivele de eșantionare și traductoarele de măsurare primare?
3. Cum sunt instalate instrumentele, regulatoarele și actuatoarele?
4. Numiți etapele instalării sistemelor locale de automatizare.
La capitolul 6
1. Care este organizarea muncii în timpul instalării și implementării sistemelor automate de control?
2. Numiți etapele de lucru la instalarea unui sistem de control automatizat.
3. Ce este inclus în proiectul de instalare?
4. Numiți etapele înființării echipamentelor tehnice.
5. Numiți tipurile de depanare.
6. Ce metode cunoașteți pentru detectarea și localizarea erorilor în pachetele software?
7. Ce este testarea și ce este? tipuri de ea?
8. În ce constă configurarea complexă și depanarea sistemului?
La capitolul 7
1. Numiți sarcinile dispozitivelor de operare și echipamentelor de automatizare.
2. Ce include suport metrologic pentru serviciul de operare a sistemelor de automatizare?
3. Ce este verificarea instrumentelor de măsurare?
4. Care este scopul standardului primar?
5. Care sunt sarcinile de întreținere ale serviciului de operare a sistemelor de automatizare?
6. Indicați scopul și mijloacele lucrărilor de reparație.
adnotare
Scopul acestui proiect de curs este de a dobândi abilități practice în analiza procesului tehnologic, selectarea mijloacelor automate de control, calculul circuitelor de măsurare a instrumentelor și mijloacelor de control, precum și predarea studentului a independenței în rezolvarea problemelor inginerești și tehnice de construire a circuitelor automate de control pentru diferiți parametri tehnologici.
Introducere
Automatizarea este utilizarea unui set de instrumente care permit desfășurarea proceselor de producție fără participarea directă a unei persoane, dar sub controlul acesteia. Automatizarea proceselor de producție duce la creșterea producției, la reducerea costurilor și la îmbunătățirea calității produselor, reduce numărul personalului de service, crește fiabilitatea și durabilitatea mașinilor, economisește materiale, îmbunătățește condițiile de lucru și măsurile de siguranță.
automatizarea si monitorizarea actiunii acestora. Dacă automatizarea facilitează munca fizică umană, atunci automatizarea urmărește să faciliteze și munca mentală. Funcționarea echipamentelor de automatizare necesită personal tehnic înalt calificat.
În acest caz, producția de energie termică și electrică la un moment dat trebuie să corespundă consumului (sarcină). Aproape toate operațiunile de la centralele termice sunt mecanizate, iar procesele tranzitorii din acestea se dezvoltă relativ rapid. Aceasta explică dezvoltarea înaltă a automatizării în energia termică.
Automatizarea parametrilor oferă beneficii semnificative:
1) asigură o reducere a numărului de personal muncitor, adică o creștere a productivității muncii acestora,
3) crește acuratețea menținerii parametrilor aburului generat,
Automatizarea generatoarelor de abur include reglarea automată, telecomandă, protecție tehnologică, control termic, interblocări tehnologice și alarme.
Reglarea automată asigură progresul proceselor care au loc continuu în generatorul de abur (alimentare cu apă, ardere, supraîncălzire cu abur etc.)
Telecomanda permite personalului de serviciu să pornească și să oprească unitatea generatoare de abur, precum și să comute și să regleze mecanismele acesteia la distanță, de la consola unde sunt amplasate dispozitivele de control.
care curg într-o instalație de generator de abur sau sunt conectate la obiectul de măsurat de către personalul de service sau un computer de informare. Dispozitivele de control termic sunt amplasate pe panouri și panouri de control, cât mai convenabile pentru observare și întreținere.
eliminați operațiunile incorecte la întreținerea unei instalații de generator de abur, asigurați oprirea echipamentului în ordinea necesară în cazul unui accident.
starea de urgență a generatorului de abur și a echipamentelor acestuia. Sunt utilizate alarme sonore și luminoase.
Funcționarea cazanelor trebuie să asigure o producție fiabilă și eficientă de abur cu parametrii necesari și condiții de lucru sigure pentru personal. Pentru a îndeplini aceste cerințe, operarea trebuie efectuată în strictă conformitate cu legile, regulile, normele și liniile directoare, în special, în conformitate cu „Regulile pentru proiectarea și funcționarea în siguranță a cazanelor cu abur” ale Gosgortekhnadzor, „Reguli pentru funcționarea tehnică”. a centralelor și rețelelor electrice”, „Reguli de funcționare tehnică a instalațiilor termice și a rețelelor de încălzire”.
Un cazan cu abur este un complex de unități concepute pentru a produce abur de apă. Acest complex constă dintr-un număr de dispozitive de schimb de căldură interconectate și utilizate pentru a transfera căldură de la produsele de ardere a combustibilului la apă și abur. Purtătorul inițial de energie, a cărui prezență este necesară pentru formarea aburului din apă, este combustibilul.
Elementele principale ale procesului de lucru desfășurat într-o centrală de cazane sunt:
1) procesul de ardere a combustibilului,
2) procesul de schimb de căldură între produsele de ardere sau combustibilul care arde însuși cu apă,
3) procesul de vaporizare, constând în încălzirea apei, evaporarea acesteia și încălzirea aburului rezultat.
În timpul funcționării, în unitățile cazanului se formează două fluxuri: fluxul fluidului de lucru și fluxul lichidului de răcire format în cuptor.
Ca rezultat al acestei interacțiuni, la ieșirea obiectului se obține abur cu o anumită presiune și temperatură.
Una dintre principalele sarcini care ia naștere în timpul funcționării unui cazan este asigurarea egalității între energia produsă și consumată. La rândul lor, procesele de formare a aburului și transferul de energie în unitatea cazanului sunt legate în mod unic de cantitatea de substanță din fluxurile fluidului de lucru și lichidului de răcire.
Arderea combustibilului este un proces fizic și chimic continuu. Partea chimică a arderii este procesul de oxidare a elementelor sale combustibile cu oxigen. trecând la o anumită temperatură și însoțită de degajare de căldură. Intensitatea arderii, precum și eficiența și stabilitatea procesului de ardere a combustibilului depind de metoda de furnizare și distribuire a aerului între particulele de combustibil. În mod convențional, procesul de ardere a combustibilului este împărțit în trei etape: aprindere, ardere și post-ardere. Aceste etape apar în general secvenţial în timp şi se suprapun parţial una pe alta.
Calculul procesului de ardere se reduce de obicei la determinarea cantității de aer pe m3 necesară pentru arderea unei unități de masă sau de volum de combustibil, a cantității și compoziției bilanţului termic și la determinarea temperaturii de ardere.
Sensul transferului de căldură este transferul de căldură al energiei termice eliberate în timpul arderii combustibilului către apă, din care este necesar să se obțină abur, sau abur, dacă este necesară creșterea temperaturii acestuia peste temperatura de saturație. Procesul de schimb de căldură în cazan are loc prin pereți conductori de căldură etanși la apă, numiți suprafață de încălzire. Suprafețele de încălzire sunt realizate sub formă de țevi. În interiorul conductelor există o circulație continuă a apei, iar în exterior acestea sunt spălate de gazele de ardere fierbinți sau primesc energie termică prin radiație. Astfel, în unitatea cazanului au loc toate tipurile de transfer de căldură: conductivitate termică, convecție și radiație. În consecință, suprafața de încălzire este împărțită în convectivă și radiație. Cantitatea de căldură transferată printr-o unitate de suprafață de încălzire pe unitatea de timp se numește stres termic al suprafeței de încălzire. Mărimea tensiunii este limitată, în primul rând, de proprietățile materialului suprafeței de încălzire și, în al doilea rând, de intensitatea maximă posibilă a transferului de căldură de la lichidul de răcire fierbinte la suprafață, de la suprafața de încălzire la lichidul de răcire rece.
Intensitatea coeficientului de transfer de căldură este mai mare, cu cât diferența de temperatură a lichidelor de răcire este mai mare, viteza de mișcare a acestora față de suprafața de încălzire și cu atât curățenia suprafeței este mai mare.
constă în faptul că moleculele individuale ale unui lichid situat la suprafața sa și care posedă viteze mari și, prin urmare, o energie cinetică mai mare în comparație cu alte molecule, depășind efectele de forță ale moleculelor învecinate, creând tensiune superficială, zboară în spațiul înconjurător. Odată cu creșterea temperaturii, intensitatea evaporării crește. Procesul invers de vaporizare se numește condensare. Lichidul format în timpul condensului se numește condensat. Este folosit pentru răcirea suprafețelor metalice în supraîncălzitoarele cu abur.
Aburul generat în unitatea cazanului este împărțit în saturat și supraîncălzit. Aburul saturat este, la rândul său, împărțit în uscat și umed. Întrucât centralele termice necesită abur supraîncălzit, pentru supraîncălzirea acestuia este instalat un supraîncălzitor, în care căldura obținută din arderea combustibilului și a gazelor reziduale este folosită pentru supraîncălzirea aburului. Aburul supraîncălzit rezultat la temperatura T=540 C și presiunea P=100 atm. merge pentru nevoi tehnologice.
Principiul de funcționare al unei centrale termice este de a transfera căldura generată în timpul arderii combustibilului în apă și abur. În conformitate cu aceasta, elementele principale ale instalațiilor cazanului sunt unitatea cazanului și dispozitivul de ardere. Dispozitivul de ardere servește combustibilul în cel mai economic mod și transformă energia chimică a combustibilului în căldură. Cazanele cu abur produc abur saturat. Cu toate acestea, în timpul transportului pe distanțe lungi și utilizării pentru nevoi tehnologice, precum și la centralele termice, aburul trebuie supraîncălzit, deoarece în stare saturată, la răcire, începe imediat să se condenseze. Cazanul include: un focar, un supraîncălzitor, un economizor de apă, un încălzitor de aer, căptușeală, un cadru cu scări și platforme, precum și fitinguri și fitinguri. Echipamentele auxiliare includ: dispozitive de tragere și alimentare, echipamente de tratare a apei, alimentare cu combustibil, precum și sisteme de instrumentare și automatizare. Instalația cazanului mai include:
1. Rezervoare pentru colectarea condensului.
2. Stații de tratare chimică a apei.
3. Deaeratoare pentru îndepărtarea aerului din apa purificată chimic.
4. Pompe de alimentare pentru alimentarea cu apă de alimentare.
5. Instalaţii pentru reducerea presiunii gazului.
6. Ventilatoare pentru alimentarea cu aer la arzatoare.
Aspiratoare de fum pentru eliminarea gazelor de ardere din cuptoare. Să luăm în considerare procesul de producere a aburului cu parametri dați într-o boiler care funcționează cu combustibil gazos. Gazul din punctul de distribuție a gazului intră în cuptorul cazanului, unde arde, eliberând o cantitate adecvată de căldură. Aerul necesar arderii combustibilului este forțat de un ventilator în încălzitorul de aer situat în ultimul conduct de gaz al cazanului. Pentru a îmbunătăți procesul de ardere a combustibilului și a crește eficiența cazanului, aerul poate fi preîncălzit cu gazele de ardere și cu un încălzitor de aer înainte de a fi alimentat la focar. Încălzitorul de aer, care percepe căldura gazelor de evacuare și o transferă în aer, în primul rând, reduce pierderile de căldură cu gazele de evacuare și, în al doilea rând, îmbunătățește condițiile de ardere a combustibilului prin furnizarea de aer încălzit cuptorului cazanului. Aceasta crește temperatura de ardere și eficiența instalației. O parte din căldura din focar este transferată pe suprafața de evaporare a cazanului - ecranul care acoperă pereții focarului. Gazele de ardere, după ce au cedat o parte din căldură suprafețelor de încălzire prin radiație situate în camera de ardere, intră în suprafața de încălzire convectivă, sunt răcite și îndepărtate prin coș în atmosferă printr-un evacuator de fum. Apa care circulă continuu în sită formează un amestec de abur-apă, care este descărcat în tamburul cazanului. În tambur, aburul este separat de apă - se obține așa-numitul abur saturat, care intră pe linia principală de abur. Gazele de ardere care ies din cuptor spala economizorul bateriei, in care se incalzeste apa de alimentare. Încălzirea apei într-un economizor este recomandabilă din punct de vedere al economiei de combustibil. Un cazan cu abur este un dispozitiv care funcționează în condiții dificile - la temperaturi ridicate în cuptor și presiune semnificativă a aburului. Încălcarea modului normal de funcționare al instalației cazanului poate provoca un accident. Prin urmare, fiecare instalație de cazan este echipată cu un număr de dispozitive care emit o comandă de oprire a alimentării cu combustibil a arzătoarelor cazanului în următoarele condiții:
1. Când presiunea din cazan crește peste limita admisă;
2. Când nivelul apei din cazan scade;
3. Când presiunea din conducta de alimentare cu combustibil la arzătoarele cazanului scade sau crește;
4. Cand presiunea aerului din arzatoare scade;
Pentru controlul echipamentului și monitorizarea funcționării acestuia, camera cazanelor este dotată cu instrumente și dispozitive de automatizare.
1. Reducerea presiunii gazelor provenite din fracturarea hidraulică;
2. Reducerea vidului din cuptorul cazanului;
3. Cresterea presiunii aburului in tamburul cazanului;
5. Stingerea torței în cuptor.
3. Selectarea mijloacelor de măsurare a parametrilor tehnologici și a caracteristicilor comparative ale acestora
3. 1 Selectarea și justificarea parametrilor de control
Alegerea parametrilor controlați asigură obținerea celor mai complete informații de măsurare despre procesul tehnologic și funcționarea echipamentului. Temperatura și presiunea sunt supuse controlului.
4. Selectarea parametrilor de monitorizare și control
Sistemul de control trebuie să asigure atingerea obiectivului de control datorită preciziei specificate a reglementărilor tehnologice în orice condiții de producție, respectând în același timp funcționarea fiabilă și fără probleme a echipamentului, cerințele privind pericolul de explozie și incendiu.
Scopul managementului consumului de energie este de a: reducerea costurilor specifice cu energie electrică pentru producție; utilizarea rațională a energiei electrice de către serviciile tehnologice ale departamentelor; planificarea corectă a consumului de energie electrică; controlul consumului și al consumului specific de energie electrică pe unitatea de ieșire în timp real.
Sarcina principală în dezvoltarea unui sistem de control este selectarea parametrilor implicați în control, adică acei parametri care trebuie monitorizați, reglați și prin analizarea modificării valorilor a căror stare de urgență este posibilă. a obiectului de control tehnologic (TOU).
Parametrii supuși controlului sunt cei ale căror valori sunt utilizate pentru efectuarea controlului operațional al procesului tehnologic (TP), precum și a pornirii și opririi unităților tehnologice.
4.1 Măsurarea presiunii
contoare de presiune și vacuum; contoare de presiune (pentru măsurarea presiunilor în exces mici (până la 5000 Pa); contoare de tiraj (pentru măsurarea vidurilor mici (până la sute de Pa)); manometre de tracțiune; manometre diferenţiale (pentru măsurarea diferenţelor de presiune); barometre (pentru măsurarea presiunii atmosferice). După principiul de funcționare, se disting următoarele instrumente de măsurare a presiunii: lichid, arc, piston, electric și radioactiv.
Pentru măsurarea presiunii gazului și aerului până la 500 mm apă. Artă. (500 kgf/m2) utilizați un manometru de lichid în formă de U din sticlă. Manometrul este un tub de sticlă în formă de U atașat la un panou din lemn (metal) care are o scară marcată în milimetri. Cele mai comune manometre au scale de 0-100, 0-250 și 0-640 mm. Valoarea presiunii este egală cu suma înălțimilor nivelurilor de lichid coborâte sub zero și ridicate peste zero.
În practică, se folosesc uneori manometre cu o scară dublă, în care valoarea diviziunii este înjumătățită și numerele de la zero în sus și în jos merg cu un interval de 20: 0-20-40-60 etc., în acest caz, există Nu este nevoie să indicați înălțimile nivelurilor de lichid, este suficient să măsurați citirile manometrului la nivelul unei coturi a tubului de sticlă. Măsurarea presiunilor mici sau a vidurilor de până la 25 mm de apă. Artă. (250 Pa) manometre cu o singură conductă sau în formă de U conduc la erori mari la citirea rezultatelor măsurătorilor. Pentru a crește scara citirilor unui manometru cu un singur tub, tubul este înclinat. Contoarele de presiune TNZh funcționează pe acest principiu, care sunt umplute cu alcool cu o densitate de r = 0,85 g/cm3. în ele, lichidul este forțat să iasă dintr-un vas de sticlă într-un tub înclinat de-a lungul căruia există o scară gradată în mm de apă. Artă. La măsurarea vidului, pulsul este conectat la un fiting care este conectat la un tub înclinat, iar când se măsoară presiunea, este conectat la un fiting care este conectat la un vas de sticlă. Manometre cu arc. Pentru a măsura presiunea de la 0,6 la 1600 kgf/cm2, se folosesc manometre cu arc. Elementul de lucru al manometrului este un tub curbat de secțiune transversală elipsoidală sau ovală, care este deformat sub influența presiunii. Un capăt al tubului este sigilat, iar celălalt este conectat la un fiting care este conectat la mediul care se măsoară. Capătul închis al tubului este legat printr-o tijă de sectorul angrenajului și roata dințată centrală, pe a căreia este montată o săgeată.
Manometrul este conectat la cazan printr-un tub sifon în care se condensează aburul sau se răcește apa și se transmite presiunea prin apa răcită, ceea ce previne deteriorarea mecanismului din cauza acțiunii termice a aburului sau a apei fierbinți și manometrul. este, de asemenea, protejat de loviturile de apă.
În acest proces, este recomandabil să folosiți un senzor de presiune Metran-55. Senzorul selectat este ideal pentru măsurarea debitului de lichid, gaz, abur. Acest senzor are limitele de măsurare necesare - min. 0-0. 06 MPa până la max. 0-100 MPa. Oferă precizia necesară de 0,25%. De asemenea, este foarte important ca acest senzor să aibă un design rezistent la explozie, semnalul de ieșire este unificat - 4 -20 mA, ceea ce este convenabil atunci când conectați un dispozitiv secundar, deoarece nu necesită instalarea suplimentară a unui convertor de semnal de ieșire. Senzorul are următoarele avantaje: rază de reconfigurare 10:1, autodiagnosticare continuă, filtru de interferență radio încorporat. Electronica cu microprocesor, capacitatea de a configura simplu și convenabil parametrii cu 2 butoane.
Presiunea măsurată este furnizată în cavitatea de lucru a senzorului și acționează direct asupra membranei de măsurare a traductorului de extensometru, provocând deviația acestuia.
Elementul sensibil este o placă de safir cu un singur cristal, cu tensiometre cu folie de silicon. Conectat la placa metalică a traductorului de extensometru. Tensometrele sunt conectate într-un circuit în punte. Deformarea membranei de măsurare duce la o modificare proporțională a rezistenței extensometrului și la dezechilibrul circuitului punții. Semnalul electric de la ieșirea circuitului puntea senzorului intră în unitatea electronică, unde este convertit într-un semnal de curent unificat.
Senzorul are două moduri de funcționare:
Modul de măsurare a presiunii; - mod de setare și monitorizare a parametrilor de măsurare.
În modul de măsurare a presiunii, senzorii asigură monitorizarea constantă a funcționării lor și, în cazul unei defecțiuni, generează un mesaj sub forma unei scăderi a semnalului de ieșire sub limită.
4.2 Măsurarea temperaturii
Unul dintre parametrii care trebuie nu numai monitorizați, ci și semnalați ca valoare maximă admisă este temperatura.
termometre de rezistență și pirometre cu radiații.
În încăperile cazanelor se folosesc instrumente de măsurare a temperaturii, al căror principiu de funcționare se bazează pe proprietățile prezentate de substanțe la încălzire: Modificarea volumului - termometre cu expansiune; Schimbarea presiunii – termometre manometrice; Apariția termoEMF - pirometre termoelectrice;
Modificări ale rezistenței electrice - termometre de rezistență.
extensiile sunt utilizate pentru măsurătorile locale de temperatură cuprinse între -190 și +6000C. Principalele avantaje ale acestor termometre sunt simplitatea, costul redus și acuratețea. Aceste instrumente sunt adesea folosite ca instrumente de referință. Dezavantaje - imposibilitatea reparației, lipsa înregistrării automate și capacitatea de a transmite citiri la distanță. Limitele de măsurare ale termometrelor bimetalice și dilatometrice sunt de la – 150 la +700 0С, eroare 1-2%. Cel mai adesea sunt utilizați ca senzori pentru sistemele automate de control.
Termometre manometrice. Folosit pentru măsurarea temperaturii de la distanță. Principiul funcționării lor se bazează pe modificarea presiunii lichidelor, gazelor sau aburului într-un volum închis în funcție de temperatură.
Tipul de substanță de lucru determină tipul de termometru manometric:
Gaz – cu gaz inert (azot etc.)
Avantajul lor este simplitatea proiectării și întreținerii, posibilitatea de măsurare la distanță și înregistrarea automată a citirilor. Alte avantaje includ siguranța lor la explozie și insensibilitatea la câmpurile magnetice și electrice externe. Dezavantajele sunt precizia scăzută, inerția semnificativă și distanța relativ scurtă pentru transmiterea de la distanță a citirilor.
Pirometru termoelectric. Este folosit pentru măsurarea temperaturilor de până la 16000C, precum și pentru transmiterea citirilor către un scut termic și constă dintr-un termocuplu, fire de conectare și un dispozitiv de măsurare.
Un termocuplu este o conexiune a doi conductori (termoelectrozi) din diferite metale (platină, cupru) sau aliaje (chromel, copel, platină-rodiu), izolați unul de celălalt prin margele sau tuburi de porțelan. Unele capete ale termoelectrodilor sunt lipite împreună, formând o joncțiune fierbinte, în timp ce celelalte rămân libere.
Pentru ușurință în utilizare, termocuplul este plasat într-un tub de oțel, cupru sau cuarț.
Când joncțiunea fierbinte este încălzită, se generează o forță termoelectromotoare, a cărei magnitudine depinde de temperatura joncțiunii fierbinți și de materialul și materialul termoelectrodilor.
rezistența electrică a conductoarelor sau semiconductorilor atunci când temperatura se modifică. Convertizoare termice de rezistență: platină (RTC) sunt utilizate pentru măsurători pe termen lung în intervalul de la 0 la +650 0C; cupru (TCM) pentru măsurarea temperaturilor în intervalul de la –200 la +200 0C. Punțile electronice automate echilibrate cu o clasă de precizie de la 0,25 la 0,5 sunt utilizate ca dispozitive secundare. Termometrele de rezistență cu semiconductori (termistoare) sunt fabricate din oxizi ai diferitelor metale cu aditivi. Cele mai utilizate sunt semiconductoarele de cobalt-mangan (CMT) și cupru-mangan (MMT), utilizate pentru măsurarea temperaturilor în intervalul de la – 90 la +300 0C. Spre deosebire de conductori, rezistența termistorilor scade exponențial odată cu creșterea temperaturii, făcându-i foarte sensibili. Cu toate acestea, este aproape imposibil să se producă termistori cu caracteristici strict identice, deci sunt calibrați individual. Convertizoarele termice cu rezistență, completate cu punți electronice automate echilibrate, vă permit să măsurați și să înregistrați temperatura cu o precizie ridicată, precum și să transmiteți informații pe distanțe lungi Cele mai utilizate convertoare primare de măsurare a unor astfel de termometre sunt în prezent: platină-rodiu - platină ( TPP) convertoare cu limite de măsurare de la – 20 la + 1300 0С; convertoare chromel-copel (TCA) cu limite de măsurare de la – 50 la + 600 0С și convertoare cromel-alumel (TCA) cu limite de măsurare de la – 50 la + 1000 0С. Pentru măsurători pe termen scurt, limita superioară de temperatură pentru convertorul TXK poate fi mărită cu 200 0C, iar pentru convertoarele TPP și TXA cu 300 0C. Pentru a măsura temperatura pe conducte și pe cazane, am decis să aleg convertoare termoelectrice de tip TXA - alegerea acestor convertoare particulare se datorează faptului că în domeniul de măsurare de la –50 la +600 0C are o sensibilitate mai mare decât convertor TXA. Principalele caracteristici ale convertorului termoelectric tip THK - 251 fabricat de CJSC PG "Metran":
· Scop: pentru măsurarea temperaturilor mediilor gazoase și lichide;
· Gama de temperaturi măsurate: de la – 40 la +600 0С;
· Lungimea piesei de montare a convertorului este de 320 mm;
· Material husă de protecție; oțel inoxidabil, gradul 12Х18Н10Т, iar diametrul său este de 10 mm;
· Durata medie de viata de minim 2 ani;
· Element senzor: cablu termocuplu KTMS-HK TU16-505. 757-75;
4.3 Măsurarea nivelului
Nivelul este înălțimea de umplere a unui aparat tehnologic cu un mediu de lucru - lichid sau solid granular. Nivelul mediului de lucru este un parametru tehnologic, informații despre care sunt necesare pentru a controla modul de funcționare al aparatului tehnologic și, în unele cazuri, pentru a controla procesul de producție.
Măsurând nivelul, puteți obține informații despre masa de lichid din rezervor. Nivelul se măsoară în unități de lungime. Instrumentele de măsurare se numesc indicatori de nivel.
Există indicatori de nivel concepute pentru a măsura nivelul mediului de lucru; măsurarea masei de lichid într-un aparat tehnologic; semnalizarea valorilor limită ale nivelului mediului de lucru - comutatoare de nivel.
Pe baza domeniului de măsurare, indicatori de nivel sunt împărțiți în intervale largi și înguste. Indicatoarele de nivel cu gamă largă (cu limite de măsurare de 0,5 - 20 m) sunt proiectate pentru operațiunile de contabilitate a stocurilor, iar gabaritele de nivel cu rază îngustă (limite de măsurare de (0÷ ±100) mm sau (0÷ ±450) mm) sunt de obicei utilizate în sisteme automate de control.
În prezent, măsurarea nivelului în multe industrii este efectuată prin manometre de diferite principii de funcționare, dintre care sunt răspândite plutitoare, geamanduri, hidrostatice, electrice, ultrasonice și radioizotopi. Se folosesc și instrumente de măsurare vizuală.
Paharele indicatoare sau de nivel sunt realizate sub forma uneia sau mai multor camere cu pahare plate conectate la aparat. Principiul de funcționare se bazează pe proprietatea vaselor comunicante. Folosit pentru măsurarea la nivel local. Lungimea sticlei nu depășește 1500 mm. Avantajele includ simplitatea, precizia ridicată: dezavantaje - fragilitate, incapacitatea de a transmite citiri la distanță.
Atunci când se calculează indicatori de nivel cu flotor, sunt selectați parametrii de proiectare ai flotorului care asigură starea de echilibru a sistemului „flot-contragreutate” numai la o anumită adâncime de imersie a flotorului. Dacă neglijăm gravitația cablului și frecarea în role, starea de echilibru a sistemului plutitor-contragreutate este descrisă de ecuația
unde Gr, Gp – forțele gravitaționale ale contragreutății și ale plutitorului; S - zona de plutire; h1 – adâncimea de scufundare a plutitorului; pl este densitatea lichidului.
O creștere a nivelului lichidului modifică adâncimea de scufundare a plutitorului și o forță suplimentară de plutire acționează asupra acestuia.
Avantajul acestor contoare de nivel este simplitatea lor, precizia de măsurare destul de mare, capacitatea de a transmite la distanță și capacitatea de a lucra cu lichide agresive. Un dezavantaj semnificativ este lipirea unei substanțe vâscoase de flotor, care afectează eroarea de măsurare.
Principiul de funcționare a contoarelor capacitive de nivel se bazează pe modificarea capacității convertorului datorită modificărilor nivelului mediului controlat. Limitele de măsurare ale acestor indicatori de nivel sunt de la 0 la 5 metri, eroarea nu este mai mare de 2,5%. Informațiile pot fi transmise la distanță. Dezavantajul acestei metode este incapacitatea de a lucra cu lichide vâscoase și cristalizante.
Principiul de funcționare al manometrelor hidrostatice se bazează pe măsurarea presiunii create de o coloană de lichid. Presiunea hidrostatică se măsoară:
· un manometru conectat la o înălțime corespunzătoare valorii limită inferioară a nivelului;
· prin măsurarea presiunii gazului pompat printr-un tub coborât în lichidul care umple rezervorul la o distanţă fixă.
În cazul nostru, cele mai potrivite sunt dispozitivele indicatoare de apă cu sticlă rotundă și plată, indicatoare de nivel coborât și robinete de testare a apei. Indicatoarele de apă cu sticlă rotundă sunt instalate pe cazane și rezervoare cu o presiune de până la 0,7 kgf/cm2. înălțimea sticlei poate fi de la 200 la 1500 mm, diametrul - 8 -20 mm, grosimea sticlei 2,5-3,5 mm. Sticla plată poate fi netedă sau canelată. Sticla Klinger are caneluri prismatice verticale la interior si este lustruita la exterior. Într-un astfel de pahar, apa pare întunecată, iar aburii sunt ușori. Dacă în timpul funcționării cazanului de abur robinetele dispozitivului de indicare a apei nu sunt murdare, atunci nivelul apei din acesta fluctuează ușor.
4.4 Măsurarea debitului
Unul dintre cei mai importanți parametri ai proceselor tehnologice este debitul de substanțe care curg prin conducte. Mijloacele care măsoară consumul și cantitatea de substanțe în timpul operațiunilor de contabilitate a mărfurilor sunt supuse unor cerințe ridicate de acuratețe.
Să luăm în considerare principalele tipuri de debitmetre: debitmetre cu presiune diferențială variabilă, debitmetre cu presiune diferențială constantă, debitmetre cu tahometru, debitmetre cu presiune viteză, debitmetre electromagnetice (inducție), cu ultrasunete.
Unul dintre cele mai comune principii pentru măsurarea debitului de lichide, gaze și abur este principiul presiunii variabile.
Principiul de funcționare al debitmetrelor cu presiune diferențială constantă se bazează pe mișcarea verticală a elementului senzor în funcție de debitul substanței, în timp ce aria de curgere se modifică astfel încât căderea de presiune pe elementul senzor rămâne constantă. Condiția principală pentru citirea corectă este instalarea strict verticală a rotametrului.
Debitmetre. Debitmetrele aparțin unui grup mare de debitmetre, numite și debitmetre cu presiune diferențială constantă. În aceste debitmetre, un corp aerodinamic percepe o acțiune de forță din fluxul care se apropie, care, pe măsură ce debitul crește, crește și mișcă corpul aerodinamic, în urma căreia forța în mișcare scade și este din nou echilibrată de forța opusă. Forța de contracarare este greutatea corpului aerodinamic atunci când fluxul se mișcă vertical de jos în sus, sau forța arcului de contracarare în cazul unei direcții de curgere arbitrare. Semnalul de ieșire al traductoarelor de flux luate în considerare este mișcarea corpului raționalizat. Pentru măsurarea debitului de gaze și lichide pe fluxurile de proces, se folosesc rotametre, echipate cu elemente de conversie cu semnal de ieșire electric sau pneumatic.
Lichidul curge din vas printr-o gaură din fundul sau peretele lateral. Vasele pentru primirea lichidului sunt realizate cilindrice sau dreptunghiulare.
un disc subțire (șaibă) cu o gaură cilindrică, al cărui centru coincide cu centrul secțiunii transversale a conductei, dispozitivul măsoară diferența de presiune și tuburile de legătură. Dispozitivul de însumare determină debitul mediului în funcție de viteza de rotație a rotorului sau rotorului instalat în carcasă.
Pentru a măsura debitul de gaz și abur, am ales un debitmetru inteligent de vortex Rosemount 8800DR cu adaptoare conice încorporate, care reduce costurile de instalare cu 50%. Principiul de funcționare al unui debitmetru vortex se bazează pe determinarea frecvenței vârtejurilor formate în fluxul mediului măsurat atunci când curge în jurul unui corp de formă specială. Frecvența vortexului este proporțională cu debitul volumic. Este potrivit pentru măsurarea debitului de lichid, abur și gaz. Pentru ieșirea digitală și impuls, limita de eroare admisă de bază este ±0. 65%, iar pentru curent suplimentar ±0. 025%, semnal de ieșire 4 - 20 mA. Avantajele acestui senzor includ un design care nu se înfundă, absența liniilor de impuls și a etanșărilor crește fiabilitatea, rezistența crescută la vibrații, capacitatea de a înlocui senzorii fără a opri procesul și timpul scurt de răspuns. Posibilitatea de simulare a verificării nu este necesară îngustarea conductei în timpul funcționării. A-100 poate fi folosit ca dispozitiv secundar. Pentru a măsura debitul de apă, folosim un senzor de corelare a debitului de apă DRK-4. Senzorul este proiectat pentru a măsura debitul și volumul de apă în conductele complet umplute. Principalele avantaje:
· lipsa rezistenței la curgere și pierderea de presiune;
· posibilitatea de a monta traductoare primare pe conducta la orice orientare fata de axa acesteia;
· corectarea citirilor ținând cont de inexactitatea instalării traductoarelor primare;
· metoda de verificare fără scurgeri, prin simulare;
· interval de interverificare – 4 ani;
· semnal de curent unificat 0-5,4-20 mA;
· diagnostic propriu;
temperatura combustibilului lichid în conducta comună de presiune; presiunea aburului în linia de pulverizare a combustibilului lichid; presiunea combustibilului lichid sau gazos în conductele de presiune comune; consumul de combustibil lichid sau gazos în camera cazanului în ansamblu. Camera cazanului trebuie să prevadă și înregistrarea următorilor parametri: temperatura aburului supraîncălzit destinat necesităților tehnologice; temperatura apei în conductele de alimentare ale rețelei de încălzire și de alimentare cu apă caldă, precum și în fiecare conductă de retur; presiunea aburului în galeria de alimentare; presiunea apei în conducta de retur a rețelei de încălzire; fluxul de abur în galeria de alimentare; debitul de apă în fiecare conductă de alimentare a rețelei de încălzire și de alimentare cu apă caldă; consumul de apă utilizat pentru reîncărcarea rețelei de încălzire. Instalaţiile de dezaerator-alimentare sunt echipate cu instrumente indicatoare pentru măsurarea: temperaturii apei în rezervoarele de stocare şi alimentare sau în conductele corespunzătoare; presiunea aburului în dezaeratoare; presiunea apei de alimentare în fiecare linie; presiunea apei în conductele de aspirație și presiune ale pompelor de alimentare; nivelul apei în baterie și rezervoare de alimentare.
| Parametru controlat | Disponibilitatea dispozitivelor de indicare pe cazane | |||
| <0,07 | >0,07 | <115 | >115 | |
|
4. Temperatura gazelor arse din spatele cazanului 6. Presiunea aburului în tamburul cazanului 7. Presiunea aburului (apă) după supraîncălzitor (după cazan) 8. Presiunea aburului furnizată la pulverizarea cu păcură 9. Presiunea apei la admisia cazanului 11. Presiunea aerului după ventilatorul suflantei 12. Presiunea aerului in fata arzatoarelor (dupa clapetele de control) 15. Aspirați în fața supapei de evacuare a fumului sau în coș 16. Aspirați înainte și în spatele suprafețelor de încălzire a cozii 18. Debitul de apă prin cazan (pentru cazane cu o capacitate mai mare de 11,6 MW (10 Gcal/h)) 19. Nivel în tamburul cazanului |
||||
*Pentru cazane cu o capacitate mai mică de 0,55 kg/s (2 t/h) – presiune în conducta de alimentare comună 6. Informații de bază despre combustibil.
Combustibilul se referă la substanțele combustibile care sunt arse pentru a produce căldură. În funcție de starea fizică, combustibilul este împărțit în solid, lichid și gazos. Gazele gazoase includ gazele naturale, precum și diverse gaze industriale: furnal, cuptor de cocs, generator și altele. Combustibilii de înaltă calitate includ cărbunele, antracitul, combustibilul lichid și gazul natural. Toate tipurile de combustibil constau din părți combustibile și incombustibile. Partea combustibilă a combustibilului include: carbon C, hidrogen H2, sulf S. Partea incombustibilă include: oxigen O2, azot N2, umiditate W și cenușă A. Combustibilul se caracterizează prin mase de lucru, uscate și combustibile. Combustibilul gazos este cel mai convenabil pentru amestecarea acestuia cu aer, care este necesar pentru ardere, deoarece combustibilul și aerul sunt în aceeași stare de agregare.
5. Proprietăţile fizico-chimice ale gazelor naturale
Gazele naturale sunt incolore, inodore și fără gust. Principalii indicatori ai gazelor combustibile care sunt utilizate în cazane: compoziția, puterea calorică, densitatea, temperatura de ardere și aprindere, limitele de explozie și viteza de propagare a flăcării. Gazele naturale din zăcămintele de gaze pure constau în principal din metan (82-98%) și alte hidrocarburi mai grele. Compoziția oricărui combustibil gazos include substanțe inflamabile și neinflamabile. Combustibilele includ: hidrogen (H2), hidrocarburi (CmHn), hidrogen sulfurat (H2S), monoxid de carbon (CO2), cele neinflamabile includ dioxid de carbon (CO2), oxigen (O2), azot (N2) și vapori de apă (H2O). ). Căldura de ardere - cantitatea de căldură degajată în timpul arderii complete a 1m3 de gaz, măsurată în kcal/m3 sau kJ/m3. Există o distincție între cea mai mare putere calorică Qвc, când se ia în considerare căldura degajată în timpul condensării vaporilor de apă care se află în gazele de ardere, și cea mai mică putere calorică Qнc, când această căldură nu este luată în considerare. La efectuarea calculelor, se utilizează de obicei Qwc, deoarece temperatura gazelor de ardere este astfel încât să nu aibă loc condensarea vaporilor de apă din produsele de ardere. Densitatea unei substanțe gazoase este determinată de raportul dintre masa substanței și volumul acesteia. Unitatea de densitate kg/m3. Raportul dintre densitatea unei substanțe gazoase și densitatea aerului în aceleași condiții (presiune și temperatură) se numește densitatea relativă a gazului p®. Densitatea gazului pr= 0,73 - 0,85 kg/m3 (pо = 0,57-0,66) Temperatura de ardere este temperatura maximă care poate fi atinsă în timpul arderii complete a gazului, dacă cantitatea de aer necesară arderii corespunde exact formulelor de ardere chimică, și temperatura inițială a gazului și aerului este de 0 °C, iar această temperatură se numește puterea termică a combustibilului. Temperatura de ardere a gazelor individuale este de 2000-2100 o C. Temperatura reală de ardere în cuptoarele cazanului este mult mai scăzută, 1100-1600 o C și depinde de condițiile de ardere. Temperatura de aprindere este temperatura la care începe arderea combustibilului fără influența unei surse de aprindere pentru gaze naturale este de 645-700 o C. Limite de explozie. Un amestec gaz-aer care conține până la 5% gaz nu arde; de la 5 la 15% - explodează; mai mult de 15% - arde atunci când este furnizat aer. Viteza de propagare a flăcării pentru gazul natural este de 0,67 m/s (metan CH4). Utilizarea gazelor naturale necesită precauții speciale, deoarece se poate scurge prin scurgeri de la joncțiunea conductei de gaz cu fitingurile de gaz. Prezența a mai mult de 20% din gaz într-o cameră provoacă sufocarea acestuia într-un volum închis de 5 până la 15% poate duce la o explozie a amestecului gaz-aer cu ardere incompletă, care este eliberat de monoxid de carbon; , chiar și la concentrații scăzute, are un efect otrăvitor asupra corpului uman.
6. Descrierea schemei de control automat pentru parametrii tehnologici
6. 1 Schema funcțională a controlului automat al parametrilor procesului
Principiul construirii unui sistem de control pentru acest proces este pe două niveluri. Primul nivel este format din dispozitive situate local, al doilea nivel este format din dispozitive situate pe panoul operatorului.
Masa 2.
Denumirea și caracteristicile tehnice ale echipamentelor și materialelor. Producător |
Tipul, marca echipamentului. Desemnare Numărul documentului și chestionarului | Unitate măsurători |
Cantitate |
|
| Monitorizarea temperaturii conductei | ||||
| 1a | Temperatura gazului în conductă Convertor termoelectric |
THK-251-02-320-2-I-1-N10-TB-T6-U1. 1-PG |
PC. | 1 |
| 1b | Indicator secundar de înregistrare, viteza 5s, timp de o rotație 8h | DISK250-4131 | PC. | 1 |
| 2a |
PG „Metran”, Chelyabinsk |
TSM254-02-500-V-4-1- |
PC. | 1 |
| 2b | PC. | 1 | ||
| 2v | PRB-2M | PC. | 1 | |
| 2g | Actuator, alimentare 220V, frecventa 50Hz | MEO-40/25-0,25 | 1 | |
| 3a | Termocuplu cu rezistență de cupru caracteristică statică nominală 100M |
TSM254-02-500-V-4-1- TU 422700-001-54904815-01 |
1 | |
| 3b | Convertor electromagnetic, debit 5 l/min, semnal de iesire 20-100 kPa | EPP | 1 | |
| 3v | 1 | |||
| 3g | PR 3. 31-M1 | 1 | ||
| 3D | Servomotor, presiune nominală 1,6 MPa | 25h30nzh | 1 | |
| Controlul debitului conductei | ||||
| 4a | Diafragma camerei, presiune nominală 1,6 MPa | DK 16-200 | 1 | |
| 4b | Traductor diferențial, eroare 0,5%, limită de măsurare 0,25 MPa | Safir 22DD-2450 | 1 | |
| 4v | Dispozitiv secundar de înregistrare indicator. Viteză 5s, timp de o rotație 8h. | DISC 250-4131 | 1 | |
| Controlul debitului | ||||
| 5a | IR-61 | 1 | ||
| 5 B |
PG „Metran”, Chelyabinsk Recorder, 2 canale, scară în procente. Cl. t. 0,5, viteza 1s. |
Rosemount 8800DR A100-BBD,04. 2, TU 311--00226253. 033-93 |
1 | |
| 5v | Starter reversibil fără contact, semnal de intrare discret 24V, alimentare 220V, 50Hz | PBR-2M | 1 | |
| 5g | Actuator, alimentare 220V, frecventa 50Hz | 1 | ||
| Reglementarea nivelului | ||||
| 6a | Indicator de nivel, limita superioară de măsurare 6m, suprapresiune maximă admisă 4 MPa, presiune de alimentare 0,14 MPa, semnal pneumatic de ieșire 0,08 MPa | UB-PV | 1 | |
| 6b | Manometru, alimentare 220V, putere 10 W | EKM-1U | 1 | |
| 6v | Instrument pneumatic secundar de indicare și înregistrare, cu post de comandă. Consum de aer 600 l/h | PV 10. 1E | 1 | |
| 6g | 25h30nzh | 1 | ||
| Măsurarea presiunii |
7. Principii de bază ale automatizării centralelor de cazane
Domeniul de aplicare al sistemelor de automatizare a centralei de cazane depinde de tipul de cazane instalate în camera cazanelor, precum și de prezența echipamentelor auxiliare specifice în componența acesteia. Instalatiile cazanelor sunt dotate cu urmatoarele sisteme: reglare automata, automatizare de siguranta, control termic, alarma si control actionare electrica. Sisteme automate de control. Principalele tipuri de ACP ale instalațiilor de cazane: pentru cazane - reglarea proceselor de ardere și putere; pentru dezaeratoare – reglarea nivelului apei și a presiunii aburului. Controlul automat al proceselor de ardere trebuie asigurat pentru toate cazanele care funcționează cu combustibil lichid sau gazos. La utilizarea combustibilului solid, ACP al proceselor de ardere este prevăzută în cazul instalării dispozitivelor de ardere mecanizate.
Combustibilul ASR nu este furnizat.
Se recomandă instalarea regulatoarelor de putere pe toate cazanele de abur. Pentru instalațiile cazanelor care funcționează cu combustibil lichid, este necesar să se prevadă un ACS pentru temperatura și presiunea combustibilului. Cazanele cu o temperatură de supraîncălzire a aburului de 400 0C și mai mult trebuie să fie echipate cu un ASD pentru temperatura aburului supraîncălzit. Automatizare de securitate. Ar trebui prevăzute sisteme automate de siguranță pentru cazanele cu combustibil gazos și lichid. Aceste sisteme asigură oprirea alimentării cu combustibil în situații de urgență.
Tabelul 3.
| Abaterea parametrilor | Oprirea alimentării cu combustibil pentru cazane | |||
| Abur cu presiune de abur piz, MPa | Apa calda cu temperatura apei, 0C | |||
| <0,07 | >0,07 | <115 | >115 | |
1. Creșterea presiunii aburului în tamburul cazanului 2. Cresterea temperaturii apei in spatele cazanului 3. Scăderea presiunii aerului 4. Reducerea presiunii gazului 5. Creșterea presiunii gazului 6. Reducerea presiunii apei din spatele cazanului 7. Reducerea vidului din cuptor 8. Coborârea sau ridicarea nivelului în tamburul cazanului 9. Reducerea consumului de apa prin centrala termica 10. Stingerea pistoletului în cuptorul cazanului 11. Funcționare defectuoasă a echipamentelor automate de siguranță |
||||
Concluzie
În cadrul proiectului de curs s-au dobândit abilități practice în analiza procesului tehnologic, selectarea mijloacelor de control automate în funcție de sarcinile atribuite, calcularea circuitelor de măsurare a instrumentelor și mijloacelor de control. De asemenea, am dobândit abilități în proiectarea unui sistem de control automat pentru parametrii de proces.
Literatură
1. A. S. Boronikhin Yu S. Grizak „Fundamentele automatizării și instrumentării producției la întreprinderile din industria materialelor de construcții” M. Stroyizdat 1974 312s.
2. V. M. Tarasyuk „Funcționarea cazanelor”, un ghid practic pentru operatorii cazanelor; editat de B. A. Sokolov. – M.: ENAS, 2010. – 272 p.
3. V. V. Shuvalov, V. A. Golubyatnikov „Automatizarea proceselor de producție în industria chimică: manual. Pentru școlile tehnice. – Ed. a II-a. refăcut si suplimentare - M.: Chimie, 1985. - 352 s. bolnav.
4. Makarenko V. G., Dolgov K. V. Măsurători și instrumente tehnice: Orientări pentru proiectarea cursurilor. Sud - Rus. stat tehnologie. univ. Novocherkassk: SRSTU, 2002. – 27 p.