1 Цілі і задачі роботи

Контрольна (практична) робота, як і подібний розділ в дипломному проекті, відповідає стадіям проектування “проектне завдання” та “технічний проект”.

Кінцевою ціллю роботи є функціональна схема системи сучасного рівня автоматизації технологічного агрегату чи переділу та замовна специфікація на прибори і засоби автоматизації.

Для досягнення вказаної цілі необхідно вирішити два пакета задач – задачі аналізу і задачі синтезу.

Задачі аналізу:

1. поглиблене вивчення тепло-технологічних задач, які вирішуються об’єктом автоматизації, і виявлення умов, які забезпечують їх оптимальні рішення;

2. вивчення конструкції об’єкта, його особливостей, якості тепло-технологічних задач, які він вирішує, його техніко-економічних показників;

3. аналіз і вибір напрямків підвищення якості рішення тепло-технологічних задач в об’єкті та техніко-економічної ефективності його роботи, в т.ч. й засобами автоматизації;

4. аналіз існуючої системи автоматизації об’єкта і вибір шляхів її модернізації на основі раціонального рішення тепло-технологічної задачі;

5. визначення вихідних параметрів об’єкта, які підлягають автоматичному контролю, реєстрації, управлінню і сигналізації, а також параметрів, відхилення яких від норми може призвести до аварійної ситуації на об’єкті;

6. визначення мінімальних і максимальних значень параметрів, які контролюються, і вибір стандартних верхніх меж їх вимірювання;

7. оцінка статичних та динамічних характеристик об’єкта і датчиків, які використовуються для контролю параметрів, що регулюються.

Задачі синтезу:

1. формулювання вимог технології до точності контролю і управління;

2. розробка стратегії або статичного алгоритму управління за кожним параметром, який регулюється, з урахуванням їх взаємозв’язків, а також зовнішніх взаємозв’язків об’єкта автоматизації з іншими паралельно або послідовно працюючими агрегатами;

3. виявлення можливих аварійних режимів роботи об’єкта і системи його автоматизації, їх причин і розробка способів їх запобігання;

4. вибір виду допоміжної енергії і, відповідно, типів управляючого комплексу, приборів і засобів автоматизації згідно з особливостями технологічного процесу (вибухо-пожежонебезпечність, електромагнітні поля, хімічна активність, запиленість, вологість середовища та ін.) і задачами, які викладені вище;

5. розподіл функцій контролю і управління між місцевими, оперативними і центральними щитами.

2 Склад роботи

Контрольна (практична) робота чи розділ автоматизації в дипломному проекті складається з графічної частини, специфікації на прилади і засоби автоматизації, пояснювальної записки.

2.1 Пояснювальна записка

Складається з титульного листа, завдання на роботу, реферату, змісту, дослідницько-аналітичного розділу, розділу синтезу, висновків, закінчення і списку використаної літератури (для розділів дипломного проекту перші чотири і остання позиції відсутні).

2.1.1 Завдання на проектування

Об’єктом автоматизації, як правило, є реальний тепло-технологічний агрегат з числа діючих чи тих, що проектуються. Тому в завданні повинно бути вказано:

• підприємство, цех, відділення, ділянка, найменування об’єкта автоматизації;

• спеціальні вимоги чи допоміжні граничні умови при розробці проекту;

• джерела інформації про об’єкт.

2.1.2 Реферат

Складається при написанні контрольної роботи. Містить:

• інформацію про склад пояснювальної записки (кількість сторінок тексту, кількість таблиць, малюнків, додатків);

• перелік ключових слів, які розкривають ознаки розроблених питань;

• короткий зміст, суть питань, які розробляються, та досягненні результати.

2.1.3 Дослідницько-аналітичний розділ

Містить вичерпуючу інформацію про рішення пакету задач №№ 1-7 аналізу, викладених в п.1.

2.1.4 Розділ синтезу з орієнтовною назвою “Розробка функціональної схеми системи автоматизації......(назва об’єкта)”.

Містить рішення пакету задач №№1-5 синтезу системи автоматизації і розробки її функціональної схеми.

2.1.5 Висновки.

Дається перелік безпосередніх результатів розробки, які відображують ступінь досягнення поставлених задач (відміна розробленої САУ від існуючої, новизна використаної апаратури, нові алгоритми управління, рівень автоматизації, підвищення якості регулювання).

2.1.6 Закінчення

Містить інформацію:

1. про поліпшення техніко-економічних показників об’єкта, досягнутих або очікуваних в результаті впровадження розробленої системи автоматизації;

2. про нові можливості розробленої САУ та її віддалених перспективах.

Оформлюється пояснювальна записка згідно з існуючими вимогами до виконання текстових матеріалів.

Складною, в особливості для студентів, які вчаться не по спеціальності АУТП, є багатофакторна задача 4-го розділу синтезу – вибір приборів і засобів автоматизації, - на якому слід зупинитися детальніше.

7. Вибір апаратури системи автоматизації

При виборі апаратури системи автоматизації необхідно забезпечити надійність системи, обґрунтувати технічну і економічну ефективність вибраного варіанта.

Апаратуру вибирають передусім за функціональною ознакою, відрізняючи при цьому:

• засоби отримання інформації – датчики технологічних та енергетичних параметрів;

• пристрої збору і переробки інформації – машини централізованого контролю і обчислювальні пристрої;

• засоби представлення інформації –прибори для показування та реєстрації;

• засоби формування і передачі управляючих впливів – регулятори, виконавчі механізми, регулюючі органи.

2.1.7.1 Вибір апаратури технологічного контролю і управління.

При виборі апаратури контролю і управління необхідно враховувати параметри навколишнього середовища та того, що контролюється – температуру, тиск, склад, вологість, запиленість, електричні властивості, а також умови вимірювання і управління – розміри і характер об’єкта, який контролюється і регулюється, відстань між точкою виміру і вторинним прибором, регулятором і виконавчим механізмом, механічні впливи (удари, вібрації), наявність джерел живлення. Крім того, слід враховувати вартість апаратури, дотримуватися правил протипожежної безпеки і охорони праці, а також вимог, які висуваються технологічним процесом до похибки, чутливості та інерційності апаратури. Якщо є можливість, слід використати уніфіковану апаратуру: прибори однієї системи, одного заводу-виробника та ін. Це полегшить обслуговування системи і дозволить зменшити кількість резервних приборів.

Шкали приборів, які показують і реєструють, повинні бути вибрані таким чином, щоб номінальні значення вимірюваних величин укладалися в останню половину або третину шкали; в окремих випадках встановлюються прибори з різними шкалами для контролю однієї тієї ж величини при різних режимах роботи агрегата. Використання початкової части шкали та її кінець не рекомендується. Для однотипних невідповідальних вимірювань температури, тиску і розрядження можна використати найпростіші одноточечні прибори для показування з ручними перемикачами каналів.

Більшість приборів розраховано на відносну вологість навколишнього повітря до 80%. Це дозволяє використовувати апаратуру в звичайному виконанні майже на всіх ділянках заводу. В окремих випадках в гідрометалургійних цехах при відсутності спеціальних щитових приміщень з конденсованим повітрям потрібні прибори водо- або бризкозахищенного виконання.

Загальні вимоги до вибору апаратури зводяться до наступного.

При вимірюванні температури до 300 ⁰С більш доцільним є використання не термопари, а термометра опору, як більш чутливого датчика.

Мілівольтметри не використовуються для вимірювання низької температури, так як їх похибка в цьому разі різко зростає.

При виборі манометрів (дифманометрів) слід керуватися наступними міркуваннями:

• мембранні тягоміри і наророміри з індикацією показань можна встановлювати в місцях, які зазнають вібрацію, але вони бояться агресивних газів; чутливість їх невелика;

• основною перевагою дзвонових дифманометрів є висока чутливість, тому вони знаходять широке використання при вимірюванні і регулюванні тиску в робочому просторі печей;

• сильфонні дифманометри мало інерційні, але легко руйнуються при перевантаженнях;

• краще за всіх витримують перевантаження мембранні дифманометри з водним наповненням мембранних блоків.

Прибори для вимірювання витрат перемінного перепаду тиску здобули широке розповсюдження завдяки універсальності: прибори можна використати для вимірювання розходу рідини, газу або однофазної пари при значних тисках середовища, що вимірюється. Величина відношення максимальних витрат до мінімальних не повинна перевищувати 3....5. Похибка вимірювання за звичай знаходиться в межах (1....2)%.

Облікові та параметри, які регулюються, реєструються за допомогою приборів із самозаписом; для контролю інших менш відповідальних параметрів достатньо встановити прибори з індикацією показань.

Основним критерієм при виборі регулятора та його настройок є якість регулювання, яка визначає точність підтримання автоматикою технологічного режиму, її економічну ефективність. Під вибором регулятора при цьому розуміється вибір закону регулювання та конкретного типу регулятора.

Щоб отримати характер процесу регулювання, який визначає якість регулювання, необхідно забезпечити визначені динамічні властивості системи регулювання. Об’єкт регулювання є зазвичай незмінною частиною системи, тому необхідні динамічні властивості системи регулювання можна отримати тільки шляхом вибору відповідного закону регулятора. Створювати для кожного промислового об’єкта регулятор особливої конструкції практично неможливо, та й не викликається необхідністю. Замість того випускаються стандартні регулятори с декількома типовими й найбільш необхідними законами регулювання. При проектуванні автоматичної системи регулювання з їх числа вибирається регулятор, який забезпечує на даному об’єкті необхідну якість регулювання, та відповідає загальним вимогам, які пред’являють до апаратури контролю й управління.

Для вибору апаратури можна використовувати довідникові дані, наведені в додатку Д даних методичних вказівок, які містять технічні характеристики приборів і регуляторів.