kontemirov

К теплоемким относят печи с активным объемом от 0,2 м3 и более, толщина внешних стенок которых в области топливника не менее 60 мм, а прочих конструктивных элементов - не менее 40 мм.

Активным называют объем нагревающегося массива печи без вычета пустот. Аккумулирующую способность активного объема Q (кДж) определяют по формуле

Q = сmа Δt,

где с - удельная теплоемкость материала массива печи, кДж/(кг °С); тa-масса активного объема печи, кг; Δt - перепад температур массива печи в максимально разогретом состоянии и к началу следующей топки, °С"

Массу активного объема определяют как произведение объема кирпичной кладки на ее плотность. Объем кладки находят путем вычитания из активного объема печи объема занимаемого пустотами-полостями конвективной системы и топливника

ma=(Va-Vп)ρ

где Va - активный объем печи, м3; Vп - объем полостей, м3; ρ - плотность кладки, кг/м3.

При предварительных расчетах Vп принимают, исходя из следующего процентного содержания объема полостей в Va печей (%): толстостенных прямоугольных - 30; толстостенных круглых - 25; толстостенных угловых с тепловоздушной камерой - 35; тонкостенных бескаркасных - 35; каркасных - 38; двухцелевых отопительно-варочных - 40.

Аккумулирующая способность печи с открытыми поверхностями теплоотдачи характеризует наиболее важный критерий - теплопроизводительность печного устройства.

Не теплоемкие печи (рис. 9), изготовляемые в основном из стали и чугуна, характеризуются незначительной теплоаккумулирующей способностью или ее отсутствием. Такие печи обычно состоят из одного функционального элемента - топливника. Системы дымооборотов у них нет, поэтому температура отходящих газов, как правило, в 3...4 раза выше, чем у теплоемких печей. Не теплоемкие печи применяют для отопления зданий с кратковременным пребыванием людей.

Рис. 9. Не теплоемкие печи

По температуре прогрева теплоотдающих поверхностей печи подразделяют на печи умеренного, повышенного и высокого прогрева.

В печах умеренного прогрева температура внешних поверхностей в отдельных точках не превышает 90 °С. Такие печи используют в детских и лечебных учреждениях.

Печи повышенного прогрева разогреваются в отдельных точках внешних поверхностей до 120 °С, а средняя их температура составляет 90 СС. По санитарно-гигиеническим условиям такие печи устанавливают в жилых и общественных зданиях массового строительства (исключая лечебные стационары, школы, детские сады и другие сооружения, указанные в табл. 1).

Для печей высокого прогрева температуру нагрева теплоотдающих поверхностей не ограничивают. Такие печи в основном выполняют из металла, поскольку они являются не теплоемкими.

По схеме движения дымовых газов различают печи:

споследовательной конвективной системой, состоящей из одно-, двух- и многооборотного газохода, включающего вертикальные или горизонтальные дымообороты;

спараллельной, одно- и двухоборотной конвективной системой;

сбесканальной (колпаковой) конвективной системой, в которой отсутствуют дымообороты;

скомбинированной конвективной системой, в которую одновременно входят вертикальные и горизонтальные дымообороты или горизонтальные и вертикальные дымообороты, а также бесканальная надтопочная часть (колпак), или горизонтальные и вертикальные каналы и тепловоздушные камеры.

По толщине стенок теплоемкие печи делят на толстостенные с толщиной стенок 120 мм и более, и тонкостенные, у которых толщина наружных стенок топливника 120 мм, а прочих - до 70 мм.

По форме в плане печи бывают прямоугольные, квадратные, многоугольные, круглые и угловые.

Прямоугольные и квадратные печи, широко распространенные, отличаются простотой кладки и отделки.

Круглые и многоугольные печи в основном применяют при сооружении тонкостенных печей, заключенных в металлический футляр, а также при заводском изготовлении не теплоемких чугунных печей высокого прогрева.

Угловые печи, хотя и более сложные при производстве работ, чем прямоугольные, однако нередко хорошо вписываются в интерьер помещений, занимая наименьшую полезную площадь. Применяют такие печи в общественных и реже жилых зданиях, строящихся по индивидуальным проектам.

По этажности различают одно- и двухъярусные печи.

Двухъярусные печи, массив которых расположен в пределах первого и второго этажей, имеют один топливник, находящийся в первом или подвальном этаже; такие печи называют однотопочными.

Печи, представляющие собой два массива, расположенных один на другом, каждый со своим топливником, называют двухтопочными двухъярусными или сокращенно двухъярусными. В настоящее время широко применяют типовые одноэтажные и двухъярусные печи марок ПТО и ПТД. Двухъярусные печи устанавливают в домах с расположением квартир в двух уровнях.

По способу отвода газов из печи различают печи с насадной трубой, с отводом дыма в коренную трубу или в канал, расположенный в стене.

Насадные трубы возводят непосредственно на массиве печи, в результате чего нагрузка от них передается на ее корпус. Коренные трубы - это отдельно стоящие сооружения с самостоятельным фундаментом, который воспринимает собственный вес вышележащих деталей.

предприятиях. Может иметь связь с более общей автоматизированной системой управления предприятием (АСУП).

Под АСУ ТП обычно понимается целостное решение, обеспечивающее автоматизацию основных операций технологического процесса на производстве в целом или каком-то его участке, выпускающем относительно завершённое изделие.

Понятие «автоматизированный», в отличие от понятия «автоматический», подчёркивает необходимость участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения контроля над процессом, так и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций.

Составными частями АСУ ТП могут быть отдельные системы автоматического управления (САУ) и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Такие как системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA), распределенные системы управления (DCS), и другие более мелкие системы управления (например системы на программируемых логических контроллерах (PLC)). Как правило, АСУ ТП имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики: датчики, устройства управления, исполнительные устройства. Для информационной связи всех подсистем используются промышленные сети.

Также, не следует путать понятия «АСУ ТП» и «КИПиА» (контрольно-измерительные приборы и автоматика) в плане специализации работников промышленных предприятий

— разделение по видам деятельности, в основном, ведётся на технологическом уровне: специалисты АСУ ТП обслуживают контроллерное оборудование, программное обеспечение, АРМ и их поддержку, в то время как в ответственности специалистов КИПиА находится остальное оборудование и принадлежности, также попадающих под общее понятие «АСУ ТП». В частности, на многих промышленных предприятиях используется следующее правило: «Всё, что от контроллера до клеммников — АСУ ТП, после — КИПиА и других служб».

Функции АСУ ТП

Функции АСУ ТП подразделяются на:

1.Информационные, содержанием которых является сбор, обработка и представление информации о состоянии автоматизированного технологического комплекса (АТК) оперативному персоналу или передача этой информации для последующей обработки. Например, централизованный контроль и измерение технологических параметров, косвенное измерение параметров процесса, формирование и выдача данных оперативному персоналу АТК, подготовка и передача информации в смежные системы управления, обобщенная оценка и прогноз состояния АТК и его оборудования.

2.Управляющие, результатом которых являются выработка и реализация управляющих воздействий на ТОУ. Например, регулирование (стабилизация) отдельных технологических переменных, однотактное логическое управление операциями или аппаратами, программное логическое управление группой оборудования, оптимальное

управление установившимися или переходными технологическими режимами, адаптивное управление объектом в целом. Отличительная особенность управляющих и информационных функций АСУ ТП – их направленность на конкретного потребителя (ТОУ, оперативный персонал, смежные системы управления).

3. Вспомогательные, функции обеспечивающие решение внутри системных задач. Они имеют потребителя вне системы. Например, контроль за функционированием и состоянием технических средств, контроль за хранением информации и т.п.

Состав АСУ ТП

1.Техническое обеспечение – комплекс технических средств получения информации о состоянии ТОУ, формирования и передачи информации, локального регулирования и управления вычислительной техники, представления информации оперативному персоналу, передачи информации в смежные и вышестоящие АСУ, исполнительные устройства.

2.Программное обеспечение, состоящее из общего и специального. Общее программное обеспечение – организующие и транслирующие программы, библиотеки стандартных программ и т. д. Специальное программное обеспечение – программы контроля и управления, реализующие функции АСУ ТП.

3.Информационное обеспечение – единая система классификации и кодирования технологической и технико-экономической информации, справочная и оперативная информация.

4.Организационное обеспечение – описание функциональной, технической и организационной структур, инструкции и регламенты для оперативного персонала.

5.Оперативный персонал – технологи-операторы, осуществляющие управление ТОУ, эксплуатационный персонал, обеспечивающий заданное функционирование системы в целом.

Основные мероприятия при создании или реконструкции АСУ ТП

Основные мероприятия при создании или реконструкции АСУ ТП включают:

•обследование объекта автоматизации

•разработку концепции автоматизации, технических требований и технического задания на АСУ ТП

•выбор программно-технического комплекса для АСУ ТП

•техническое руководство работами по разработке и внедрению АСУ ТП

•разработку технорабочего проекта АСУ ТП, включая компоновку и планы размещения оборудования, чертежи архитектурно-строительной части, монтажные чертежи, кабельные журналы, спецификации на оборудование и материалы по всем частям проекта, рабочие сметы, сводный сметный расчёт

•разработку алгоритмического обеспечения, включая видеограммы, алгоритмы технологических защит, блокировок, авторегуляторов, сигнализации, шаговых программ (ФГУ), информационно-расчётных задач

•разработку проекта программно-технического комплекса (ПТК)

•заводские испытания и поставку ПТК

•обучение персонала

•строительные и электромонтажные работы (с привлечением субподрядчиков), технический надзор за реализацией проекта АСУ ТП

•пуско-наладочные работы, включая «холодную» наладку, поузловое опробование, комплексное опробование, сдачу в опытную эксплуатацию, режимную наладку

•приёмо-сдаточные испытания и ввод АСУ ТП в промышленную эксплуатацию

•гарантийное и постгарантийное сопровождение

Схемы управления в АСУ ТП

Управление в режиме сбора данных

После идентификации необходимо выбрать схему управления ТП, которая, как правило, строится с учетом применения принципов управления, определяющих режим функционирования АСУ ТП. Наиболее простой и исторически первой появилась схема управления ТП в режиме сбора данных. При этом АСУ подсоединяется к процессу способом, выбранным инженером-технологом (рис.1).

Рис. 1 Система сбора данных

Интересующие инженера-технолога переменные преобразуются в цифровую форму, воспринимаемую системой ввода и помещается в ЗУ ЭВМ. Величины на этом этапе

являются цифровыми представлениями напряжения, генерируемого датчиками. Эти величины по соответствующим формулам преобразуются в технические единицы. Например, для вычисления температуры, замеряемой с помощью термопары, может использоваться формула T=A*U2 + B*U + C, где U – напряжение с выхода термопары; A, B и C – коэффициенты. Результаты вычислений регистрируются устройствами вывода АСУ ТП для последующего использования инженером-технологом. Главной целью сбора данных является изучение ТП в различных условиях. В результате инженер-технолог получает возможность построить и (или) уточнить математическую модель ТП, которым нужно управлять. Сбор данных не оказывает прямого воздействия на ТП, в нем нашел осторожный подход к внедрению методов управления, основанных на применении ЭВМ. Однако даже в самых сложных схемах управления ТП система сбора данных для целей анализа и уточнения модели ТП используется как одна из обязательных подсхем управления.

Управление в режиме советчика оператора

Управление в режиме советчика предполагает, что ЭВМ в составе АСУТП работает в ритме ТП в разомкнутом контуре, т.е. выходы АСУТП не связаны с органами, управляющими ТП. Управляющие воздействия фактически осуществляются операторомтехнологом, получающим указания от ЭВМ (рис. 2).

Рис. 2 АСУ ТП в режиме советчика оператора

Все необходимые управляющие воздействия вычисляются ЭВМ в соответствии с моделью ТП, результаты вычислений представляются оператору в печатном виде (или в виде сообщений на дисплее). Оператор управляет процессом, изменяя установки регуляторов. Регуляторы являются средствами поддержания оптимального управления ТП, причем оператор играет роль следящего и управляющего звена. АСУ ТП играет роль устройства, безошибочно и непрерывно направляющего оператора в его усилиях оптимизировать ТП.Основной недостаток этой схемы управления заключается в постоянном наличии человека в цепи управления. При большом числе входных и выходных переменных такая схема управления не может применяться из-за ограниченных психофизических возможностей человека. Однако управление этого типа имеет и преимущества. Оно удовлетворяет требованиям осторожного подхода к новым методам управления. Режим советчика обеспечивает хорошие возможности для проверки новых моделей ТП; в качестве оператора может выступать инженер-технолог, "тонко чувствующий" процесс.

Он наверняка обнаружит неправильную комбинацию установок, которую может выдать не окончательно отлаженная программа АСУ ТП. Кроме того, АСУ ТП может следить за возникновением аварийных ситуаций, так что оператор имеет возможность уделять больше внимания работе с установками, при этом АСУ ТП следит за большим числом аварийных ситуаций, чем оператор.

Супервизорное управление

В этой схеме АСУ ТП используется в замкнутом контуре, т.е. установки регуляторам задаются непосредственно системой (рис.3).

Рис. 3 Схема супервизорного управления

Задача режима супервизорного управления – поддержание ТП вблизи оптимальной рабочей точки путем оперативного воздействия на него. В этом одно из главных преимуществ данного режима. Работа входной части системы, и вычисление управляющих воздействий мало отличается от работы системы управления в режиме советчика. Однако, после вычисленных значений установок, последние преобразовываются в величины, которые можно использовать для изменения настроек регуляторов.Если регуляторы воспринимают напряжения, то величины вырабатываемые ЭВМ, должны быть преобразованы в двоичные коды, которые с помощью цифроаналогового преобразователя превращаются в напряжения соответствующего уровня и знака. Оптимизация ТП в этом режиме выполняется периодически, напр. один раз в день. Должны быть введены новые коэффициенты в уравнения контуров управления. Это осуществляется оператором через клавиатуру, или считывая результаты новых расчетов, выполненные на ЭВМ более высокого уровня. После этого АСУ ТП способна работать без вмешательства извне в течение длительного времени. Примеры АСУ ТП в супервизорном режиме.

1.Управление автоматизированной транспортно-складской системы. ЭВМ выдает адреса стеллажных ячеек, а система локальной автоматики кранов-штабелеров отрабатывает перемещение их в соответствии с этими адресами.

2.Управление плавильными печами. ЭВМ вырабатывает значения уставок электрического режима, а локальная автоматика управляет переключателями трансформатора по командам ЭВМ.

Непосредственное цифровое управление

В режиме непосредственного цифрового управления (НЦУ) сигналы, используемые для приведения в действие управляющих органов, поступают непосредственно из АСУ ТП, и регуляторы вообще исключаются из системы. В сущности, регуляторы – это малые аналоговые вычислители, которые решают одно-единственное уравнение.

Концепция НЦУ позволяет заменить регуляторы с задаваемой установкой, АСУ ТП рассчитывает реальные воздействия, и передает соответствующие сигналы непосредственно на управляющие органы. Схема НЦУ показана на рис.4.

Рис. 4 Схема непосредственного цифрового управления (НЦУ)

Установки вводятся в АСУ оператором или ЭВМ, выполняющей расчеты по оптимизации процесса. При наличии системы НЦУ оператор должен иметь возможность изменять установки, контролировать некоторые избранные переменные, варьировать диапазоны допустимого изменения измеряемых переменных, изменять параметры настройки и вообще должен иметь доступ к управляющей программе.Одно из главных преимуществ режима НЦУ заключается в возможности изменения алгоритмов управления для контуров простым внесением изменений в хранимую программу.Наиболее очевидный недостаток НЦУ проявляется при отказе ЭВМ

Просмотреть дополнительный файл.

24) Схемы управления в АСУТП

Управление в режиме сбора данных.

Наиболее простой схемой управления технологическим процессом является схема управления в режиме сбора данных . При этом АСУ подсоединяется к технологическому процессу способом, выбранным инженером-технологом.