Наладка систем автоматизации на действующем оборудовании

 

При наладке систем автоматизации на действующем технологическом оборудовании необходимо обеспечить требуемую проектом точность измерений параметров технологического процесса. Точность измерений системы проверяют сравнением показаний приборов систем контроля с непосредственными измерениями параметров процесса или о данными, полученными в результате расчета. Непосредственное измерение параметров выполняют образцовыми приборами по месту. Например, уровни жидкости измеряют по водомерным стеклам, температуру - ртутными образцовыми термометрами, состав, плотность и другие физико-химические свойства -по данным лабораторных анализов. При определении точности работы систем контроля наладчик должен учитывать и вводить поправки на отклонение состояния измеряемых сред от расчетных. Как правило, точность работы систем автоматизации проверяют при показателях технологического процесса, близких к проектным, чтобы условия работы приборов также приближались к расчетным. Нельзя судить о точности работы расходомера переменного перепада при расходе среда, меньшем одной трети номинального. Это же требование - наличие средних нагрузок - в полной мере относится и к наладке систем регулирования и дистанционного управления.

При отклонении показаний системы контроля от расчетных, проверяют все элементы системы, включая и соединительные линии, устраняют неисправности, и повторно включают систему в работу.

Точная и надежная работа систем контроля в большей степе­ни определяется качеством проведения предшествующих этапов наладочных работ, а систем регулирования - качеством, динамической настройки на действующем технологическом оборудовании.

Наладка автоматических систем регулирования (АСР) включает следующие работы: определение инерционности и коэффициента усиления регулируемых величин, расчет по полученным данным настроек регуляторов, установка и включение регуляторов с рассчитанными значениями настроек в работу, корректировка при необходимости установленных значений параметров динамической настройки регуляторов.

Инерционные свойства объекта могут быть определены как расчетным путем, так и экспериментально. В практике наладочных работ применяют различные экспериментальные методы оценки свойств регулируемых величин, так как они менее громоздки позволяют учесть все отклонения конструкций аппаратов и самих процессов от идеальных, принимаемых за основу при расчетных методах. Вид экспериментального метода выбирают с учетом требуемой точности получаемых данных, помехозащищенности процесса, возможных отклонений параметров участков регулирования от но­минальных, необходимых душ получения достоверных характеристик.

Обработка полученных экспериментальных данных позволяет получить информацию о свойствах участков регулирования, таких, как инерционность и коэффициент усиления. После настройки регуляторов системы включают в работу. Задания регуляторам по поддержанию регулируемых величин устанавливают в соответствии с требованиями проекта или технологического персонала. При работе систем дистанционного управления, входящих в автоматические системы регулирования, номинальное значение регулируемого параметра должно обеспечиваться при открытии регулирующего органа в пределах 40-75% от максимального.

Как правило, во время достижения проектной мощности тех­нологических процессов значения сигнализируемых и ограничиваемых параметров меняются по сравнению с номинальными в широких пределах, что позволяет наладочному персоналу проверить надежность срабатывания систем сигнализации, защиты и управления на реальных средах. Наладочные работы должны вестись согласованно с технологическим персоналом, осуществляющим пуск и наладку технологического оборудования. При оценке качества работы той или иной автоматической системы решающее слово остается за технологами.

Работа наладочных бригад в период пуска технологического оборудования осуществляется, как правило, круглосуточно. Начало и окончание работ по снятию характеристик, включению и выключению систем автоматизации фиксируются в сменном технологическом журнале, В журнале производства наладочных работ описывают все работы, выполненные на данном этапе, дают характеристики объектов, результаты обработки характеристик, расчет настройки систем и установленные регуляторам задания.

 

5 Выбор канала регулирования, датчиков, исполнительных механизмов и регуляторов

 

5.1 Выбор канала регулирования

 

Канал регулирования выбирают на основании анализа влияния управляющих воздействий на управляемый параметр. В качестве регулируемой величины выбирается параметр, имеющий наибольшее технологическое значение для данного процесса и для измерения которого имеются технические средства, обладающие необходимой точностью и надежностью.

Если требуемых средств контроля данной величины нет, то в качестве

регулируемой выбирают другую выходную величину, которая тесно связана с первой и может использоваться для косвенного контроля основной величины.

В качестве управляющего воздействия выбирается входная контролирующая величина, степень влияния которой на выбранную управляемую величину наибольшая. При этом предпочтение отдается каналам, имеющим линейное или несущественно нелинейные статические характеристики.

Выбор ветви Государственной системы приборов производится на основании характеристики условий работы проектируемой САР, возможности реализации системы регулирования с минимальными затратами, необходимого быстродействия, протяженности каналов связи. Кроме того, необходимо учитывать какой род энергии используется в этом месте расположения автоматизируемого объекта.

 

5.2 Выбор регулятора

 

Для выбора регулятора необходимо определить динамические параметры управляемого объекта и знать требования к показателям качества процесса управления.

Необходимо определить следующие динамические параметры управляемого объекта по каналу регулирования:

К_об -коэффициент передачи (его размерность обычно представляет собой отношение измерения регулируемой величины к ходу исполнительного механизма);

Т_о -постоянная времени, с;

t _о- время запаздывания, с;

Динамические параметры можно рассчитать теоретически по формулам или по экспериментальным характеристикам (кривой разгона).

Требования к показателям качества процесса управления определяются технологией.

Тип регулятора ориентировочно выбирают по следующим выражениям

t_о /Т_о < 0,2, выбирают релейный регулятор;

0.2 <t_о /Т_о< 1, выбирают непрерывный регулятор;

t_о / Т_о > 1,выбирают импульсный регулятор.

Выбор закона регулирования подробно описан в /7/ .Метод расчета систем с подчиненным регулированием в /6,8,22/.

 

5.3 Выбор регулирующего органа и исполнительного механизма

 

Правильный расчет и выбор типа и размера регулирующего органа – необходимое условие эффективной работы автоматической системы управления. К основным параметрам регулирующих органов относятся условная пропускная способность; условное и рабочее давление, перепад давления на регулирующем органе и условный проход. Размер регулирующего органа определяется условной пропускной способностью, завышение и занижение которой приводит к ухудшению качеств регулирования САР.

Исполнительные механизмы автоматических систем регулирования выбирают по каталогам серийной продукции с учетом выбранной ветви ГСП.

При выборе электрических исполнительных механизмов необходимо учитывать следующие требования:

- обеспечение энергетических и динамических свойств механизма при совместной работе с регулирующим органом в САР (перестановочный момент, время одного оборота выходного элемента, характеристики разгона и выбега, допустимый люфт и т.д.)

- обеспечение плотного закрывания или открывания (при работе на упор) затвора регулирующего органа

- надежность работы исполнительного механизма.

 

5.4 Выбор настроек регулятора

 

Настройки регулятора зависят от реализуемого закона регулирования.

Методы определения настроек регулятора:

- расчетные по динамическим характеристикам объекта;

- итерационные и алгоритмические;

- моделирование на аналоговых и цифровых вычислительных машинах.

Значения настроечных параметров первым методом определяются с помощью специальных графиков или рассчитываются по формулам.

 

 

6 АСУ ТП на предприятии

 

Автоматизированная система управления технологическим процессом (АСУТП) предназначена для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления.

Технологический объект управления (ТОУ) — это совокупность технологического оборудования и реализованного на нем по соответствующим инструкциям или регламентам технологического процесса производства.

К технологическим объектам управления относятся:

- технологические агрегаты и установки (группы станков), реализующие самостоятельный технологический процесс;

- отдельные производства (цехи, участки) или производственный процесс всего промышленного предприятия, если управление этим производством носит в основном технологический характер, т. е. заключается в реализации рациональных режимов работы взаимосвязанных агрегатов (участков, производств).

Совместно функционирующие ТОУ и управляющая им АСУТП образуют автоматизированный технологический комплекс (A T К).

Автоматизированная система управления технологическим процессом -человеко-машинная система управления, обеспечивающая автоматизированный сбор и обработку информации, необходимой для оптимизации управления технологическим объектом в соответствии с принятым критерием.

Такое определение АСУТП подчеркивает наличие в ее составе современных автоматических средств сбора и обработки информации, в первую очередь средств вычислительной техники; роль человека в системе как субъекта труда, принимающего содержательное участие в выработке решений по управлению; реализацию в системе процесса обработки технологической и технико-экономической информации; цель функционирования АСУТП, заключающуюся в оптимизации работы технологического объекта управления по принятому критерию (критериям) управления путем соответствующего выбора управляющих воздействий.

Критерий управления АСУТП — это соотношение, характеризующее качество функционирования технологического объекта управления в целом и принимающее конкретные числовые значения в зависимости от используемых управляющих воздействий. Таким образом, критерием управления обычно является технико-экономический показатель (например, себестоимость выходного продукта при заданном его качестве, производительность ТОУ при заданном качестве выходного продукта и т. п.) или технический показатель (например, параметры процесса, характеристики выходного продукта).

Система управления ТОУ является АСУТП в том случае, если она осуществляет управление ТОУ в целом в темпе протекания технологического процесса и если в выработке и реализации решений по управлению, участвуют средства вычислительной техники и другие технические средства и человек-оператор. АСУТП в системе управления промышленным предприятием.

АСУТП как компоненты общей системы управления промышленным предприятием предназначены для целенаправленного ведения технологических процессов и обеспечения смежных и вышестоящих систем управления оперативной и достоверной технико-экономической информацией.

АСУТП, созданные для объектов основного и вспомогательного производства, представляют собой низовой уровень автоматизированных систем управления на предприятии.

АСУТП могут использоваться для управления отдельными производствами, включающими в свой состав взаимосвязанные ТОУ.

АСУТП производства обеспечивает оптимальное (рациональное) управление как всеми АТК и ТОУ, так и вспомогательными процессами (приемкой, транспортировкой, складированием входных материалов, заготовок и готовой продукции и т. д.), входящими в состав данного производства.

Организация взаимодействия АСУТП с системами управления высших уровней определяется наличием на промышленном предприятии автоматизированной системы управления предприятием (АСУП) и автоматизированных систем организационно-технологического управления (АСОУТ).

АСУТП получает от соответствующих подсистем АСУП или служб управления предприятием непосредственно или через АСУОТ задания и ограничения (номенклатуру подлежащих выпуску продуктов или изделий, объемы производства, технико-экономические показатели, характеризующие качество функционирования АТК, сведения о наличии ресурсов) и обеспечивает подготовку и передачу этим системам необходимой для их работы технико-экономической информации, в частности о выполнении заданий, продукции, оперативной потребности в ресурсах, состоянии АТК (состоянии оборудования, ходе технологического процесса, его технико-экономических показателях и т. п.).

При наличии на предприятии систем технической и (или) технологической подготовки производства обеспечивается взаимодействие АСУТП с этими системами. АСУТП получают от них техническую, технологическую и другую информацию, необходимую для проведения заданных технологических процессов, и направляют в эти системы фактическую оперативную информацию, необходимую для их функционирования, в том числе для корректировок регламентов проведения технологических процессов.

При создании на предприятии комплексной системы управления качеством продукции АСУТП являются ее исполнительными подсистемами, обеспечивающими заданное качество продукции ТОУ и подготовку фактической оперативной информации о ходе технологических процессов (статистический контроль и т.д.).

Перечень, форма представления и режим обмена информацией между АСУТП и взаимосвязанными с ней другими системами управления (как автоматизированными, так и неавтоматизированными) определяются в каждом конкретном случае в зависимости от специфики производства, его организации и принятой структуры управления им.

 

 

7 Охрана труда и техника безопасности на предприятии

 

Техника безопасности на предприятии – это совокупность мероприятий организационного и технического характера, которые направлены на предотвращение на производстве несчастных случаев и на формирование безопасных условий труда.

С целью обеспечения охраны труда на всевозможных предприятиях, прикладываются все усилия для того, чтобы сделать труд работающих людей безопасным, а как итог, большие средства выделяются именно для осуществления этих целей.

На заводах, под подчинением у главного инженера завода, функционирует специальная служба безопасности, которая разрабатывает различные мероприятия, которые в будущем обязаны обеспечить каждому рабочему безопасные условия труда.

Кроме того, специальная служба безопасности контролирует уровень безопасности технике на производстве, ее состояние, а также следит за тем, чтобы абсолютно все принимаемые на предприятие рабочие, обучались безопасным приемам работы.

С целью абсолютного обеспечения охраны труда на заводах и на предприятиях систематически проводятся мероприятия, которые в последующем обеспечивают снижение получения травм на рабочем месте, а также значительно уменьшают возможность возникновения несчастного случая.

В основном, эти мероприятия основываются на следующем:

- с целью предохранения работников мероприятия от ранений, улучшать конструкции действующего оборудования;

- улучшение действующих конструкций, а также установка новых защитных приспособлений от машин, станков и нагревательных установок, которые устраняют возможности случаев травматизма.

Улучшение рабочих условий:

- обеспечение хорошей вентиляции помещения, хорошей освещенности, избавление от пыли в местах отработки, избавление от отходов производства в свое время, поддержание и регулировка температуры в цехах и на рабочих местах;

- во время работы оборудования, устранение возможности аварий, разрыва кругов шлифования, поломки дисковых пил, которые быстро вращаются, взрыва сосудов, разбрызгивания кислот, выброса расплавленных металлов, солей и пламени из нагревательных устройств, поражения электрическим током, внезапного включения электроустановок и тому подобное;

- все поступающие на работу обязаны организованно ознакомиться со всеми правилами поведения на территории предприятия, а также со всеми правилами техники безопасности, должна проводиться постоянная проверка знаний работающими всех правил безопасности;

- работающие должны быть обеспечены инструкциями по технике безопасности, а также плакатами, на которых наглядно проиллюстрированы опасные места производства, а также несчастные случаи, которые были предотвращены.

Но, тем не менее, вследствие пренебрежительного отношения к технике безопасности самих же рабочих, возможны и происходят несчастные случаи. Постоянно изучая и безостановочно соблюдая правила техники безопасности, вы можете уберечь себя и других от несчастного случая.

Для любого предприятия существует ряд правил техники безопасности, которые стоит соблюдать: если вы получили новую, ранее незнакомую работу, следует потребовать у мастера дополнительного инструктажа в плане техники безопасности; выполняя работу, стоит сохранять внимательность, не стоит отвлекаться на посторонние дела и разговоры, а также отвлекать других.

Находясь в здании, во дворе, на заводе, на подъездных путях, необходимо выполнять следующие требования:

- нельзя ходить по чужим цехам без надобности на то;

- необходимо внимательно следить за сигналами, которые подают водители движущегося транспорта или крановщики электрокранов, следует выполнять их; не стоит находиться под поднятым грузом, необходимо обходить стороной места выгрузки и погрузки товара;

- нельзя ходить в местах, которые для этого не предназначены, нельзя перебегать дорогу впереди движущегося транспорта, также не стоит подлезать под стоящий железнодорожный состав;

- нельзя в неустановленных для этого местах переходить через рольганги и конвейеры, а также подлезать под них, нельзя выходить за ограждения без разрешения;

- нельзя открывать дверцы электрошкафов, а также прикасаться к клеммам, электрооборудованию, арматуре общего освещения и электропроводам;

- если администрацией его цеха работнику не поручена работа на механизмах, станках и машинах, то за исключением аварийных случаев, он не имеет права включать их или останавливать.

Если работник испытывает недомогание или травмирован, то ему следует немедленно прекратить работу, и предварительно известив своего мастера, обратиться в медпункт или образование скорой помощи.

Существуют также некоторые специальные требования безопасности. Перед началом работы необходимо:

- проверить состояние своей рабочей одежды: обхватить большой резинкой или застегнуть обшлага рукавов, заправить одежду таким образом, чтобы концы одежды не развевались, убрать кончики платка, косынки и галстука, надеть плотный головной убор и спрятать под него волосы;

- обуть рабочую обувь, но стоит помнить, что запрещается работа в легкой обуви (сандалиях, тапочках, босоножках), так как можно получить ранение ног горячей и острой стружкой металла;

- необходимо тщательно осмотреть рабочее место, навести на нем порядок, убрать все, что мешает работе, а необходимые приспособления и инструменты расположить в безопасном и удобном месте, затем удостовериться в исправности приспособлений и рабочего инструмента; необходимо удостовериться, чтобы рабочее место было хорошо освещено, но так, чтобы свет не слепил глаза;

- если вам нужна электрическая переносная лампа, то проверьте наличие защитной сетки, изоляцию резиновой трубки и исправность шнура, напряжение подобного светильника должно быть не выше 36 Вольт;

- убедитесь, что пол на рабочем месте находится в абсолютной исправности, без скользкой поверхности, без выбоин, а также, что опасные места ограждены; если вы работаете с тельферами или с талями, необходимо проверить их исправность, приподняв груз на небольшую высоту, а также убедиться в исправности тормозов, цепи и стропа.

 

Заключение

 

В ходе производственной практики были получены практические навыки обслуживания и наладки оборудования, проведения технических осмотров. Изучена структура предприятия и работа участков автоматизации, в том числе с оборудованием и возможностью развития АСУ на предприятии. В том числе ознакомился с правилами монтажа датчиков, шкафов и щитов управления, органов управления. Так же были выполнено индивидуальное задание и задания кафедры. Индивидуальным заданием автоматизация работы парового котла. Во время прохождения практики была полностью соблюдена техника безопасности.

Рассмотрены средства автоматизации технологического процесса варки пива представлены современным оборудованием, таким как частотные преобразователи Danfoss, ПЛК Siemens, реле, автоматы и т.д.

Подготовлен материал для курсового проекта по предмету автоматизация типовых технологических процессов и производств.

 

Список литературы

 

1. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование/ Шеховцов В.П. - M.: Инфра-М, 2004. - 352с.

2. Вершинин О.Е. Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов/Вершинин О.Е. - Ленинград: Энергоатомиздат, 1986. - 381с.

3. Шахнова В.А. Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. Том второй/Шахнова В.А. - М.: Радио и связь, 1988. - 552с.

4. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – 4-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Профессия, 2003. -752 с.

5. Теория автоматического управления / под ред. Ю.М. Соломенцева. – 3-е изд., стер. – М.: Высшая школа, 2000. – 270 с.