Разработка АСУТП установки получения холода в цехе №43 ОАО 'СНОС'

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Другое
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    637,54 Кб
  • Опубликовано:
    2013-08-21
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Разработка АСУТП установки получения холода в цехе №43 ОАО 'СНОС'

Аннотация

Пояснительная записка содержит 86 страниц, в том числе 65 формул, 9 рисунков, 7 таблиц, 25 источников информации. Графическая часть выполнена на 6 листах формата А1.

В данной дипломной работе разработан проект автоматизации системы управления технологическим процессом установки получения холода в цехе № 43 ОАО «СНОС» для замены устаревшей системы несущей локальный характер управления.

При разработке общей части был проведен анализ существующего технологического оборудования. В результате была поставлена задача разработки системы управления процессом получения холода.

В специальной части анализируются возможные технические решения поставленной задачи. Производится выбор конкретных аппаратных средств входящих в состав системы управления, в этой же части дипломного проекта производится разработка управляющей программы для данной системы управления.

Экономическая часть содержит расчет экономического эффекта от внедрения разрабатываемой системы.

В разделе безопасность и экологичность проекта рассмотрены вопросы связанные с основными опасностями производства, к которым относится вибрация на рабочем месте, рассмотрены методы борьбы с вибрацией, а так же был произведен расчет числа витков пружинных виброизоляторов.

1. Общая часть

.1 Характеристика изготавливаемой продукции исходного сырья

Установка получения холода и перекачки этиленгликоля предназначена для обеспечения холодом изотермы плюс 3оС ÷ минус 7оС производств завода и Общества. Проект установки получения холода разработан ГосНИИхлорпроектом. Охлаждение хладоносителя осуществляется турбокомпрессорными агрегатами типа ХТМФ-248-4000 в количестве 6 штук, из которых три агрегата работают на хладагенте R-134а, три других на хладагенте хладон-12. Режим работы - круглосуточный.

Проектная производительность установки при температуре испарения минус 10°С и температуре конденсации плюс 35°С составляет 14900000 кКал/ч

Количество часов работы установки получения холода в году по проекту - 7500.Установка введена в эксплуатацию в марте 1973 года.Генеральным проектировщиком для производств Общества является Салаватский Государственный институт проектирования предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности (Салаватгипронефтехим).

.2 Описание технологического процесса производства холода

Процесс получения холода осуществляется в турбокомпрессорных агрегатах типа ХТМФ-248-4000 и состоит из следующих стадий:

1.      Испарение хладагента

Испарение хладагента осуществляется в испарителях типа ИТР-1800 за счет тепла хладоносителя, циркулирующего по трубному пространству испарителя. Циркуляция хладоносителя осуществляется насосами позиции 6.

2.      Компремирование хладагента

Компремирование хладагента до давления не выше 8,9 кгс/см2 производится турбокомпрессорами ХТМФ-248-4000 позиция 4.

3.      Конденсация хладагента

Конденсация паров хладагента, скомпремированных до давления 8,9 кгс/см2, осуществляется в кожухотрубных конденсаторах КТР-600 позиции 1 и 2 за счет поступающей в трубное пространство конденсаторов оборотной воды.

4.      Промежуточное охлаждение хладагента

Промежуточное охлаждение хладагента осуществляется в поплавковом баке БП-200 за счет двухкратного дросселирования жидкого хладона с помощью поплавковых клапанов.

1.2.1 Описание технологической схемы

Хладагент (хладон-12 или R-134а) на установку получения холода завозится в контейнерах или баллонах. Освобождение их от хладагента хладона-12 производится в ресивер, от хладагента R-134а в ресивер через фильтр и осушитель или минуя их, непосредственно в ресивер.Ресиверы предварительно вакуумируются с помощью вакуум-насоса до остаточного давления 10-30 мм рт.ст. через вентили. Контроль за давлением в ресивере ведется по мановакуумметрам. После того, как ресивер отвакуумирован и подсос воздуха отсутствует, контейнеры устанавливаются на специальные подставки в горизонтальном положении так, чтобы один вентиль находился снизу, а другой сверху и соединяются с помощью специальных трубок с коллектором ресиверной станции. За счет разности давления хладагент через фильтр и осушитель через вентили для хладона-12 перепускается в ресивер, через вентили перепускается в ресивер. Когда давление в ресиверах и баллонах (контейнерах) уравнивается, компрессором АКФУ-40 пары из ресиверов откачиваются в турбокомпрессорные агрегаты, понижая тем самым давление в ресиверах и хладагент из баллонов (контейнеров) за счет разности давления продолжает поступать в ресиверы. Контроль за уровнем хладагента в ресиверах осуществляется непосредственно по уровнемерным стеклам каждого ресивера и в операторной по прибору. Перед заполнением турбокомпрессорного агрегата хладагентом его также вакуумируют с целью осушки хладагентной полости и удаления воздуха. Вакуумирование турбокомпрессорного агрегата ведется в течении 8-12 часов и контролируется по мановакуумметру. Заполнение турбокомпрессорного агрегата производится из ресиверов через вентили. При этом хладагент за счет разности давления в ресивере и турбокомпрессорном агрегате поступает в испаритель заполняемого агрегата. После того, как давление в ресивере и турбокомпрессорном агрегате сравняется, дальнейшее заполнение хладагентом производится с помощью компрессора следующим образом: 1-ый вариант: открыть вентиль на заполняемом агрегате и вентиль на компрессоре. Включить в работу компрессор и открыть вентиль, в зависимости от того, из которого ресивера производится заполнение. При этом давление в испарителе заполняемого агрегата будет понижаться, а давление в ресивере повышаться и хладагент из-за разности давлений будет поступать в испаритель.2-ой вариант: открыть вентиль, закрыть вентиль на ресивере, из которого производится заполнение. Включить компрессор. При этом газообразный хладагент из ресивера перекачивается в испаритель заправляемого турбокомпрессорного агрегата через вентиль. Уровень в испарителе позиция 5 (в зависимости от заполняемого турбокомпрессорного агрегата) определяется по уровнемерным стеклам испарителей и должен быть в пределах 2-3 болта нижней части верхнего стекла Клингера. Принцип работы и обвязка турбокомпрессорных агрегатов одинаковы, поэтому ниже дается описание технологической схемы одного турбокомпрессорного агрегата. Хладагент, находящийся в испарителе турбокомпрессорного агрегата, за счет тепла циркулирующего хладоносителя по трубкам испарителя, испаряется с температурой испарения не ниже минус 17оС. Испарившийся газообразный хладагент из испарителя давлением не ниже 0,7 кгс/см2 отсасывается турбокомпрессорным агрегатом, сжимается в нем до давления конденсации не выше 8,9 кгс/см2 и подается в межтрубное пространство двух параллельно работающих конденсаторов позиция 1 и 2. В конденсаторах газообразный хладагент конденсируется за счет охлаждения оборотной водой, циркулирующей по трубкам конденсаторов. Контроль за давлением в конденсаторах осуществляется по приборам, а уровень жидкого хладагента по уровнемерным стеклам. Из конденсаторов жидкий хладагент сливается в камеру высокого давления поплавкового бака позиция 3, в котором поддерживается постоянный уровень хладагента. Уровень поддерживается автоматически, с помощью поплавкового клапана, который при повышении уровня поднимается и жидкий хладагент дросселируется в камеру низкого давления до промежуточного давления, равного давлению перед вторым рабочим колесом. Рпр= Ро ´ Рк, где Ро - давление хладагента в испарителе, Рк - давление хладагента в конденсаторе. Для контроля за давлением в поплавковым баке установлен мановакууметр. Уровень жидкого хладагента не должен превышать средней части поплавкового бака по смотровым стеклам на камерах низкого и высокого давления. При неисправности поплавков уровень в камерах регулируется обводными вентилями вручную. При повышении уровня в поплавковом баке предусмотрена сигнализация по МЭСУ. При дросселировании жидкого хладагента снижается его температура. Кроме того в процессе дросселирования часть жидкого хладагента испаряется, дополнительно охлаждая оставшийся жидкий хладагент. Пары хладагента, образовавшиеся в процессе первого дросселирования, подаются на второе рабочее колесо турбокомпрессора, охлаждая пары хладагента после сжатия первым рабочим колесом, а жидкий хладагент из камеры низкого давления, в которой уровень поддерживается автоматически поплавковым клапаном, дросселируется до температуры испарения и поступает в испаритель турбокомпрессорного агрегата. В испарителе за счет тепла циркулирующего по трубкам хладоносителя хладагент испаряется, охлаждая при этом хладоноситель и цикл повторяется. Холодопроизводительность турбокомпрессорного агрегата регулируется изменением количества циркулирующего хладагента, путем открытия или закрытия регулировочных лопаток, расположенных непосредственно на входе в первое рабочее колесо. Для конденсации хладагента и для охлаждения масла системы смазки турбокомпрессора, редуктора электродвигателя используется оборотная вода, поступающая с водооборотного узла. Оборотная вода на установку поступает от магистрального коллектора по четырем вводам. Каждый ввод врезан в общий коллектор прямой воды, проложенный по машзалу. Коллектор разделен на две части задвижкой.

Одна часть коллектора питает водой турбокомпрессорные агрегаты, вторая часть коллектора питает водой турбокомпрессорные агрегаты позиция 4, вакуум насос, конденсатор КТР-18Б. От общего коллектора вода через задвижки подается на конденсаторы турбокомпрессорных агрегатов. После задвижки на линии входа в конденсаторы позиции 1 и 2, врезана линия Ду 150 в СТС для слива воды после промывки конденсаторов обратным ходом в коллектор, разделившийся на два потока: один поток подается в маслохолодильник закрытого контура смазки, а другой - в маслохолодильник открытого контура, а также на воздухоохладитель СД. Вода от конденсаторов турбокомпрессорных агрегатов, воздухоохладителей синхронного двигателя собирается в общий коллектор обратной оборотной воды. Вода от конденсаторов турбокомпрессорных агрегатов позиция 4, от компрессора АКФУ-40, воздухоохладителей синхронного двигателя собирается в другой коллектор и также идет в магистральный коллектор оборотной воды и по нему поступает на водооборотный узел. Вода после вакуум - насоса, маслохолодильников сливается в коллектор самотечных теплых стоков и далее поступает на водооборотный узел.

Контроль за давлением оборотной воды, поступающей на охлаждение в турбокомпрессорные агрегаты ведется по прибору. Расход воды регистрируется по приборам, а температура входа и выхода оборотной воды по прибору. Для смазки и отвода тепла от подшипников турбокомпрессора, редуктора, электродвигателя, от сальников турбокомпрессорного агрегата и от соединительных муфт служит система смазки. Чистое масло привозится на установку в бочках или на специальной машине. Для закрытого контура смазки компрессорных агрегатов позиция 4 используется масло Planetelf ACD 46, для закрытого контура смазки компрессорных агрегатов и открытых контуров смазки всех агрегатов используется масло Тп-22Б. Масло Тп-22Б перекачивается насосом в емкость чистого масла, масло Planetelf ACD 46 перекачивается насосом в емкость чистого масла. Масло Planetelf ACD 46 насосом через фильтр закачивается в маслобаки закрытого контура смазки агрегатов позиция 4. Масло Тп-22Б насосом через фильтр закачивается в остальные баки холодильных агрегатов. В турбокомпрессорном агрегате предусмотрено два контура системы смазки. Открытый контур обеспечивает смазку подшипников редуктора, электродвигателя и соединительных муфт «редуктор - электродвигатель» и «редуктор - турбокомпрессор». Закрытый контур смазки обеспечивает смазку подшипников и сальника турбокомпрессора. Закрытый контур смазки включает в себя маслобак, рабочий маслонасос, резервный маслонасос, маслохолодильник, два щелевых маслофильтра. Открытый контур смазки включает в себя маслобак, пусковой маслонасос, комбинированный клапан, маслофильтр, маслохолодильник, главный маслонасос. Система смазки принудительная, циркуляционная. Перед пуском турбокомпрессорного агрегата включается пусковой маслонасос, установленный на маслобаке. Масло из маслобака через заборный фильтр пусковым маслонасосом прокачивается через фильтр, маслохолодильник в нагнетательный коллектор. От нагнетательного коллектора масло подводится к редуктору, зубчатым муфтам, подшипникам электродвигателя. Масло после подшипников электродвигателя, возбудителя и зубчатой муфты «редуктор - электродвигатель» собирается в сливной маслопровод и сливается в маслобак. Масло после смазки подшипников редуктора, зубчатой муфты «редуктор - турбокомпрессор» сливается в маслобак по другому сливному трубопроводу. С помощью комбинированного клапана, открывая и закрывая его, регулируется подача масла на смазку. Контроль за уровнем масла в маслобаке осуществляется по стеклу «Клингера». Падение давления масла после маслохолодильников ниже 0,4 кгс/см2 по прибору влечет за собой отключение главного электродвигателя компрессора. Перепад между давлением до маслофильтра и после маслохолодильников контролируется по техническим манометрам. В закрытом контуре смазки масло из маслобака через заборный фильтр рабочим маслонасосом прокачивается последовательно через щелевой фильтр тонкой очистки, межтрубное пространство маслохолодильника и подается в нагнетательный коллектор масла. От нагнетательного коллектора по трем трубопроводам подается к каждому из подшипников и сальнику турбокомпрессора, причем масло в сальник турбокомпрессора для создания масляного затвора подается снизу, а выводится сверху.

Для обеспечения правильного распределения смазки на трубопроводах подачи масла устанавливаются калибровочные шайбы. Из подшипников масло сливается в камеру подшипников и оттуда в сливной трубопровод, по которому масло стекает в маслобак. Для уравнивания давления подшипниковые камеры соединены уравнительной линией с маслобаком. Для отвода паров хладагента, растворенного в масле, предусмотрен трубопровод (промотсос), объединяющий маслобак и всасывающую полость турбокомпрессора. Резервный маслонасос закрытого контура смазки установлен параллельно с рабочим. Для регулирования давления масла на нагнетательном коллекторе до маслохолодильника предусмотрен байпасный вентиль, открывая или закрывая его можно регулировать давление масла на смазку подшипников. В маслобак закрытого контура смазки вмонтирован электроподогреватель, автоматически поддерживающий температуру масла в маслобаке в пределах 55-75оС. При понижении уровня в маслобаке ниже 90 мм линейки уровнемерного стекла срабатывает датчик прибора и происходит остановка турбокомпрессорного агрегата. Контроль за уровнем масла в маслобаке ведется по мерной линейке, установленной на уровнемерном стекле. Давление масла в маслобаке, после маслонасоса и после фильтров контролируется по мановакууметрам. При понижении перепада между давлением масла в маслобаке и в нагнетательном коллекторе ниже 1,3 кгс/см2 схемой защиты предусмотрена подача светового и звукового сигнала по прибору, а ниже 0,8 кгс/см2 происходит остановка турбокомпрессорного агрегата по прибору. По мере загрязнения масла в системах смазки масло Planetelf ACD 46 сливается в емкость грязного масла, масло Тп-22Б сливается в емкость грязного масла, откуда насосами соответственно перекачивается в машину, далее утилизируется через УМТС или вывозится на площадку «Г». Масло, годное для дальнейшего использования, перекачивается из емкостей насосами, соответственно через пресс-фильтр по шлангу в емкости чистого масла, контроль за качеством масла проводится через каждые 750 часов работы турбокомпрессора. В связи с высокой гигроскопичностью масла Planetelf ACD 46 хранится в емкостях под избыточным давлением азота 0,03 кгс/см². Азот с давлением 5,5 кгс/см2 с цеховой эстакады подается в емкости через клапан-регулятор давления, давление контролируется по прибору. Для предотвращения повышения давления выше допустимого на линии подачи азота в емкости установлен гидрозатвор, в качестве запорной жидкости используется оборотная вода, замена воды проводится раз в год. Охлаждение электродвигателя турбокомпрессорного агрегата осуществляется охлажденным воздухом, проходящим через воздухоохладители, по трубкам которого циркулирует оборотная вода. Давление рассола к потребителям контролируется по техническому манометру. После заполнения системы хладоносителем включаются насосы позиция 6. С давлением в пределах 0,8-1,5 кгс/см2 хладоноситель поступает на всас насосов. После насосов позиция 6 хладоноситель поступает в нагнетательный коллектор. Из нагнетательного коллектора хладоноситель поступает в испарители работающих турбокомпрессорных агрегатов где он, пройдя по трубкам испарителя, охлаждается до температуры не ниже минус 7оС, и по коллектору прямого хладоносителя давлением в пределах 4,0-6,5 кгс/см2 поступает к потребителям холода.

.3 Анализ существующей системы управления

В настоящее время на установке получения холода цеха №43 объект 1625 Нефтехимического завода ОАО ’’СНОС’’ установлена и используется система автоматизации построенная на базе пневматических приборов и регуляторов системы ’’Старт’’. Эта система морально и физически устарела (многие приборы эксплуатируются с 60-х, 70-х годов), очень громоздка и занимает много места (используется операторная площадью 105 м2 ). Система не обеспечивает требуемой надежности - приборы часто отказывают, ломаются, тем самым нарушая технологический режим. Не обладает необходимой в условиях современного рынка гибкостью. Перестройка системы на новый уровень производительности технологической установки или на сырье с новыми характеристиками требует значительных затрат времени и сил обслуживающего персонала. Отсутствует своевременная передача данных о ходе процесса, потреблении сырья, выработке продукции на вышестоящие уровни управления. Чтобы избавится от перечисленных выше недостатков, в проекте предлагается АСУ ТП установки цеха №43 получения холода построенная на базе регулятора - измерителя «МЕТАКОН - 515» и регулирующего клапана «КАМПФЛЕКС».

Эта система обеспечивает повышение эффективности оперативного управления технологическими процессами, по сравнению с существующей системой управления, обусловленное увеличением информационного обеспечения, его обработки и предоставления технологическому персоналу, повышение дрейфовой стабилизации технологических переменных и качественных показателей продукции, уменьшение вероятности возникновения аварийных ситуаций, обеспечение условий и повышение культуры труда технологического персонала за счет представляемого системой сервиса; уменьшение количества выполняемых технологическим персоналом функций за счет их автоматизации, повышение производительности установки за счет улучшения качества управления технологическим процессом; экономия энергозатрат.

Данное оборудование выбрано исходя из того, что на ОАО ’’СНОС’’ на нескольких объектах уже внедрен данный комплекс, накоплен опыт наладки, эксплуатации, обслуживания, поиска неисправностей и ремонта. Кроме того комплекс отвечает всем современным требованиям, но при этом значительно дешевле импортных аналогов.

2. Специальная часть

.1 Выбор средств управления технологическим процессом

В данном дипломном проекте предлагается АСУТП установки цеха №43 получения холода построенная на базе регулятора - измерителя «МЕТАКОН - 515» и регулирующего клапана «КАМПФЛЕКС».

Эта система обеспечивает повышение эффективности оперативного управления технологическими процессами, по сравнению с существующей системой управления, обусловленное увеличением информационного обеспечения, его обработки и предоставления технологическому персоналу, повышение дрейфовой стабилизации технологических переменных и качественных показателей продукции, уменьшение вероятности возникновения аварийных ситуаций, обеспечение условий и повышение культуры труда технологического персонала за счет представляемого системой сервиса; уменьшение количества выполняемых технологическим персоналом функций за счет их автоматизации, повышение производительности установки за счет улучшения качества управления технологическим процессом; экономия энергозатрат.

Данное оборудование выбрано исходя из того, что на ОАО ’’СНОС’’ на нескольких объектах уже внедрен данный комплекс, накоплен опыт наладки, эксплуатации, обслуживания, поиска неисправностей и ремонта. Кроме того комплекс отвечает всем современным требованиям, но при этом значительно дешевле импортных аналогов.

.1.1 Обоснование выбора приборов контроля, регулирования и управления

Преобразователи, устройства и средства вычислительной техники, используемые в АСУ ТП, должны выбираться желательно в рамках ГСП. Необходимо учитывать следующие факторы: требуемая точность и быстродействие приборов, физико-химические свойства среды (токсичность и агрессивность), вид измеряемого технологического параметра, пожаро- и взрывоопасность объекта, дальность передачи сигналов от датчиков и исполнительных устройств до управляющих приборов, допустимая погрешность измерения, место установки устройства. При этом предпочтение следует отдавать однотипным и серийно выпускаемым приборам и устройствам. Это значительно упростит заказ, поставку и эксплуатацию системы управления. Технологические объекты, в состав которых входят блоки первой категории взрывоопасности, должны оснащаться системами, базирующимися на резервируемых электронных средствах с самодиагностикой и световой индикацией исправного состояния. Эти системы должны работать по специальным программам, задающим последовательность и время выполнения операций отключения при аварийных выбросах. Исполнительные механизмы систем противоаварийной защиты, кроме указателей крайних положений непосредственно на механизмах, должны иметь устройства сигнализации в операторных. Системы противоаварийной защиты должны исключать срабатывание при случайных и кратковременных сигналах нарушения технологического режима, а также при переключениях на резервный или аварийный источник питания. В случае отключения питания система должна обеспечивать перевод объекта управления в безопасное состояние.

.2 Выбор системы контроля и управления

.2.1 Описание клапана регулирующего органа

Клапаны КАМПФЛЕКС предназначены для широкого применения в различных отраслях промышленности. Сердце конструкции - уникальный плунжер, обеспечивающий герметичное перекрытие прохода, высокую пропускную способность и низкое динамическое усиление от потока. Его эксцентричная конструкция исключает возможность контакта уплотнительных поверхностей до момента полного закрытия. При соприкосновении плунжера с седлом крупные механические частицы удаляются с уплотнительных поверхностей. После этого дополнительное усилие ИМ вызывает упругую деформацию рычагов плунжера, что способствует его более плотной посадке на седло. Плунжер стандартно изготавливается из твердого сплава или с наплавкой, что обеспечивает его высокую стойкость к абразивному износу.

Седло крепится в корпус резьбовым фиксатором и не требует регулировки для достижения стабильной герметичности. Эта конструкция обеспечивает более надежные характеристики, чем другие, более сложные седла для клапанов поворотного типа. Стандартное седло соответствует IV классу герметичности.

Корпус обеспечивает устойчивость к эрозионному износу и исключает вероятность образования застойных зон. Тройная система подшипников обеспечивает исключительную опору и направление вала плунжера. Кроме обеспечения возможности местного управления клапаном ручной дублер можно использовать как регулируемый ограничитель хода. Для фиксации его положения предусмотрена контргайка, которая одновременно защищает резьбу шпинделя маховика. Приводной вал соединен как с плунжером, так и с рычагом при помощи шлицов. Исключительная прочность и точность этого соединения, а также однонаправленный динамический момент, свойственной конструкции КАМПЛЕКС, полностью исключает люфты и холостой ход.

Стойка исполнительного механизма обеспечивает полную защиту движущихся частей, таких как рычаг и шток исполнительного механизма, вал плунжера, а так же подшипников. Кроме того, для работы в особо агрессивной внешней среде предусматривает выпуск воздуха из позиционера внутрь привода. Это полностью очищает полость кожуха и пружины исполнительного механизма чистым, сухим воздухом, не допуская попадания внешней среды и предотвращая коррозию.

В отличие от большинства регулирующих клапанов, в конструкции КАМПЛЕКС решена проблема установки привода как вертикально, так и горизонтально для обоих исполнений - «Нормально открыт» и «Нормально закрыт». Это обеспечивает восемь возможных вариантов монтажа исполнительного механизма на клапане. Действие воздуха может быть реверсировано на месте без необходимости в дополнительных деталях. Желтая отметка хорошо видна через защитное стекло и позволяет легко определить положение плунжера.

Установка кулачка позиционера непосредственно на торце вала исключает применение дополнительной передачи. Устранение возможных люфтов обозначает исключительную точность и стабильность управления плунжером. Путем перестановки стандартного кулачка можно получить десять стандартных характеристик регулирования.

Удлиненная шейка корпуса позволяет использовать один и тот же тип сальниковой набивки «Кевлар PTFE» с малым коэффициентом трения в широком диапазоне температур рабочей среды от минус 200 до плюс 400°C, при этом температура непосредственно в зоне сальника не превысит 100°C . Низкое трение снижает усилие затяжки и превышает точность регулирования. Кроме того, такое уплотнение обеспечивает надежную герметичность и имеет длительный срок службы без необходимости в частой подтяжке крепежа.

Для фланцевых клапанов предусмотрено исполнение с паровым обогревом. Циркуляция пара в рубашке обогрева позволяет использовать клапаны КАМФЛЕКС для работы с кристаллизующимися и полимезирующимися средствами. КАМФЛЕКС может быть использован в качестве надежного отсечного клапана, позволяющего герметично и быстро перекрыть трубопровод. В этом случае клапан комплектуется конечными выключателями, трехходовым электромагнитным клапаном или другими требуемыми принадлежностями. Стандартный привод обеспечивает время хода менее 12 секунд. Специальное исполнение для работы при температуре окружающей среды до -50 °C.

Поворотное движение не приводит к выносу материала сальника, что имеет место в подъемных клапанах. Вследствие этого сальник не требует подтяжки длительное время, что значительно упрощает обслуживание, снижает вероятность протечек в окружающую среду. Дополнительная герметичность достигается применением уплотнительных колец из Витона на сальниковой втулке. Долговечная работа на агрессивных средах достигается установкой дополнительных эластичных колец круглого сечения в подшипниковых втулках, при этом направляющие поверхности изолируются от воздействия агрессивной среды.

Удлиненная шейка корпуса позволяющая использовать один и тот же тип сальниковой набивки «Кевлар PTFE» с малым коэффициентом трения в широком диапазоне температур рабочей среды от минус 200°C до плюс 400°C, при этом температура непосредственно в зоне сальника не превышает 100°C. Низкое трение снижает усилие затяжки и повышает точность регулирования. Конструкция клапана КАМФЛЕКС позволяет изменить характеристику регулирования клапана с линейной на равнопроцентную и наоборот перестановкой положения кулачка позиционера, что может быть очень полезно при изменении работы клапана. Все движущиеся части клапана КАМФЛЕКС, в отличие от подъемных клапанов, защищены защитным кожухом, что исключает их повреждение и загрязнение. Броский индикатор положения хорошо виден через защитное стекло и позволяет с большого расстояния определить степень открытия клапана.

.2.2 Регулятор-измеритель технологический

Регулятор-измеритель МЕТАКОН-515 является одно-, двух-, трехканальным ПИД-регулятором. Предназначен для управления сложными технологическими процессами в соответствии с заданными временными диаграммами. МЕТАКОН выполняет импульсное ПИД управление НАГРЕВ/ОХЛАЖДЕНИЕ (ТЭН, компрессоры холодильников и т.д.)

Общие сведения:

·        Высокая помехоустойчивость прибора (не ниже 3 степени жесткости)

·        Период опроса входных сигналов 0,25 с

·        Ручное и автоматическое управление

·        Программирование скорости изменения уровня задания

·        Универсальный вход

·        Программный выбор типа НСХ термопреобразователя

·        Линеаризация НСХ термопреобразователей

·        Контроль обрыва входных линий

·        Аппаратно - программная поддержка интерфейса RS - 485

·        Дополнительный токовый выход на регистрацию

·        Сохранение установленных параметров в энергозависимой памяти

·        Защита паролем

·        Гальваническая развязка выходного токового сигнала

·        Контрастная цифровая индикация (антиблик)

Рисунок 2 - Функциональная схема. «Метакон - 515»

Технические характеристики:

·             Основная погрешность, не более 0,1%

·        Период опроса входного сигнала: 0,25с

·        Условия эксплуатации: закрытые взрывоопасные помещения без агрессивных паров газов; температура: 0…50°C; влажность: 80% при 35°С

·        Питание: 220В+10%/-15%,50±0,5Гц,17ВА

·        Монтаж: щитовой, окно 92×92мм

·        Масса, не более 1,8кг

Программное обеспечение RNet для регулятора - измерителя

МЕТАКОН - 515.

Программа RNet - управляющая оболочка для сети регуляторов серии

МЕТАКОН.

Программа обеспечивает:

·        управление работой сети регуляторов;

·        сбор и отображение контролируемых параметров на экране персонального компьютера;

·        архивирование контролируемых параметров в виде отчетов;

·        печать архивированных и текущих значений параметров в виде графиков или таблиц;

·        управление технологическими процессами по заданным диаграммам.

Программа RNеt - инструментальная среда для разработки приложений.

Программа имеет необходимые средства для настройки выполняемых функций под конкретные применения.

RNet позволяет:

·        определять и описывать состав и структуру сети регуляторов;

·        задавать внешний вид отображаемой на экране монитора информации;

·        редактировать графические и табличные отчеты;

·        создавать управляющие временные диаграммы.

Интерфейс, принятый в Windows, делает работу с программой привычной и удобной. Программа RNet простота в освоении и не требует специальных навыков программирования.

Оптимальное для многих приложений сочетание простоты, функциональных возможностей и низкой стоимости делает программу привлекательной для широкого круга потребителей.

Распространяемая бесплатно демонстрационная версия ПО RNet позволяет строить рабочие версии систем сбора данных, содержащих до 2 - х подключенных одно- и многоканальных регуляторов.

Протокол обмена с приборами - открытый.

2.3 Расчет настроечных параметров регулятора. Оценка качества регулирования

.3.1 Определение математического описания объекта регулирования

Переводим условные единицы величины у в проценты шкалы, исходя из пропорции:

100 у. ед. - 13 %

9,1 у. ед. - х %

х=9,1*13/100(1)

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

Строим кривую разгона объекта регулирования (OP), откладывая по оси ординат значения величин у, выраженных в процентах шкалы, а по оси абсцисс интервалы времени t (рисунок 1).

График кривой разгона статического объекта

Рисунок 1

Для определения коэффициента математической площади методом математических площадей разбиваем кривую разгона на n равных промежутков, (то есть участков, в которых отрезки считались бы прямыми линиями, и отрезок считался бы прямолинейным) до начала установившегося режима. Получаем 20 промежутков.

Определяем вспомогательную величину hi, как отношение:

(2)

где уi(t) - значение величины у в промежутках времени t,

у - установившееся значение величины у,

h0=0

Определяем разность

-hi,(3)

1-h0=1,

1-h1=0,909,

1-h2=0,7112,

1-h3=0,527,

1-h4=0,38,

1-h5=0,271,

1-h6=0,192,

1-h7=0,135,

1-h8=0,095,

1-h9=0,067,

1-h10=0,0474,

1-h11=0,0235,

1-h12=0,016,

1-h13=0,012,

1-h14=0,008,

1-h15=0,005,

1-h16=0,003,

1-h17=0,002,

1-h18=0,001,

1-h19=0,

1-h20=0

Полученные значения заносим в таблицу 2.1

Таблица 2.1 - Результаты вычислений


Δt

hi

1-hi

λi

1- λi

(1-hi)(1- λi)


1

2

3

4

5

6

0

0

0

1

0

1

1

1

6

0,091

0,909

0,256075

0,743925

0,676227

2

12

0,289

0,7112

0,512151

0,487849

0,346958

3

18

0,473

0,527

0,768226

0,231774

0,122145

4

24

0,62

0,38

1,024302

-0,0243

-0,00923

5

30

0,729

0,271

1,280377

-0,28038

-0,07598

6

36

0,808

0,192

1,536452

-0,53645

-0,103

7

42

0,865

0,135

1,792528

-0,79253

-0,10699

8

48

0,905

0,095

2,048603

-1,0486

-0,09962

9

54

0,933

0,067

2,304678

-1,30468

-0,08741

10

60

0,953

0,0474

2,560754

-1,56075

-0,07398

11

66

0,977

0,0235

2,816829

-1,81683

-0,0427

12

72

0,984

0,016

3,072905

-2,0729

-0,03317

13

78

0,988

0,012

3,32898

-2,32898

-0,02795

14

84

0,992

0,008

3,585055

-2,58506

-0,02068

15

90

0,995

0,005

3,841131

-2,84113

-0,01421

16

96

0,997

0,003

4,097206

-3,09721

-0,00929

17

102

0,998

0,002

4,353282

-3,35328

-0,00671

18

108

0,999

0,001

4,609357

-3,60936

-0,00361

19

114

1

0

4,865432

-3,86543

0

20

120

1

0

5,121508

-4,12151

0

Вычисляем сумму третьего столбца таблицы 2.1

Σ3cm(1-hi)=4,4051

Вычисляем значение площади F1 по формуле:

F1=Δt [Σ3cm(1-hi)-0,5(1-h0)],(4)

где Δt - интервал времени

F1=6*[4,4051-0,5]=23,4306

Вычислим вспомогательные величины.

a) λi=Δti/F1,(5)

λ0=0,

λ1=6/23,4306=0,256075,

λ2=12/23,4306=0,512151,

λ4=24/23,4306=1,024302,

λ5=30/23,4306=1,280377,

λ6=1,536452,

λ7=1,792528,

λ8=2,048603,

λ9=2,304678,

λ10=2,560754,

λ11=2,816829,

λ12=3,072905,

λ13=3,32898,

λ14=3,585055,

λ15=3,841131,

λ16=4,097206,

λ17=4,353282,

λ18=4,609357,

λ19=4,865432,

λ20=5,121508

б) 1- λi, (6)

0=1-0=1,

1=0,743925,

2=0,487849,

3=0,231774,

4=-0,0243,

5=-0,28038

6=-0,53645,

7=-0,79253,

1-λ8=-1,0486,

9=-1,30468,

10=-1,56075,

11=-1,81683,

12=-2,0729,

13=-2,32898,

14=-2,58506,

15=-2,84113,

16=-3,09721,

17=-3,35328,

18=-3,60936,

19=-3,86543,

20=-4,12151

в) (1-h0)(1-λ0),  (7)

(1-h0)(1-λ0)=1

(1-h1)(1-λ1)=0,676227,

(1-h2)(1-λ2)=0,346958,

(1-h3)(1-λ3)=0,122145,

(1-h4)(1-λ4)=-0,00923,

(1-h5)(1-λ5)=-0,07598,

(1-h6)(1-λ6)=-0,103,

(1-h7)(1-λ7)=-0,10699,

(1-h8)(1-λ8)=-0,09962,

(1-h9)(1-λ9)=-0,08741,

(1-h10)(1-λ10)=-0,07398,

(1-h11)(1-λ11)=-0,0427,

(1-h12)(1-λi12)=-0,03317,

(1-h13)(1-λ13}=-0,02795,

(1-h14)(1-λ14)=-0,02068,

(1-h15)(1-λ15)=-0,01421,

(1-h16)(1-λ16)=-0,00929,

(1-h17)(1-λi17)=-0,00671,

(1-h18)(1-λ18)=-0,00361,

(1-h19)(1-λ19)=0,

(1-h20)(1-λ20)=0

Полученные значения λi; 1-λi; (1-h,)(1-λi) заносим в таблицу 2.1

Определяем сумму шестого столбца таблицы 2.1

Σ6cm=(1-hi)-(1-λi)]=1,43081

Δλ=Δt/F1(8)

Δλ=6/23,4306=0,256

Определяем площадь F2 по формуле:

F2=F12*M[Σ6cm ((1-hi)(1-λi))-0,5(1-h0)(9)

F2=23,43062*0,256*(1,43081-0,5)=130,8564

Определив площади F1 и F2 определяем коэффициенты передаточной функции а1 и a2.

a1=F1=23,4306

a2=F2=130,8564

Для нахождения формулы временной характеристики необходимо определить соотношение между коэффициентами Т1 и Т2 исходя из следующего:

Т222,

Т11

(10)

Т11=23,4306,

Т12=23,4306/11,44=2,04827>2

значит, звено апериодическое второго порядка.

Вычислим коэффициент усиления

  (11)

Δz=5 (% шк.)

 (12)

Ку=2,6

Передаточная функция (ПФ) звена имеет вид:

W(p)=Ky/(a2p2+a1p+1)

а1=2 ξ Т, (13)

где ξ - коэффициент

ξ=3/27=23,4306/(2*11,44)=1,024136>1

2.3.2 Для определения точности математического описания определяем формулу временной характеристики

Формула временной характеристики имеет вид:

(14)

где c11/(Т21);

с22/(Т21);

λ1=1/Тi

с1=23,4306/(11,44-23,4306)=-1,954,

с2= 11,44/(11,44-23,4306)=-0,954,

λ1=1/23,4306=0,042679,

λ2=1/11,44=0,08741

Определяем значения ha(t)

ha(t0)=1+c1-c2=1+(-1,954)+0,954=0 (0)

ha(t1)=0,052069 (6)

ha(t2)=0,163331 (12)

ha(t3)=0,291453 (18)

ha(t4)=0,415484 (24)a(t5)=0,526205 (30)a(t6)=0,620619 (36)a(t7)=0,698856 (42)a(t8)=0,762467 (48)a(t9)=0,813512 (54)a(t10)=0,854094 (60)a(t11)=0,88614 (66)a(t12)=0,91132 (72)a(t13)=0,931033 (78)

ha(t14)=0,946424 (84)

ha(t15)=0,958415 (90)

ha(t16)=0,967743 (96)

ha(t17)=0,974991 (102)

ha(t18)=0,980618 (108)

ha(t19)=0,984983 (114)

ha(t20)=0,988367 (120)

Вычисляем погрешность аппроксимации по формуле:

 (15)

где hpac - расчетное значение h,

hзад - заданное значение h,

h - установившееся значение h

δ0=0,

δ1=-3,89313,

δ2=-12,5469,

δ3=-18,1547,

δ4=-20,4516,

δ5=-20,2795,

δ6=-18,7381,

δ7=-16,6144,

δ8=-14,2533,

δ9=-11,9488,

δ10=-9,85059,

δ11=9,03601,

δ12=-7,26798,

δ13=-5,69667,

δ14=-4,55761,

δ15=-3,65848,

δ16=-2,92567,

δ17=-2,30088,

δ18=-1,83822,

δ19=-1,50173,

δ20=-1,16328

Вывод: погрешность выходит за пределы 5%, так как при аппроксимации была неточность вычисления.

.3.3 Выбор закона регулирования

Ориентировочно, характеристика регулятора определяется по величине отношения времени запаздывания к постоянной времени Т.

Постоянную времени можно определить по кривой разгона, проведя касательную к точке перегиба.

Т=31;

Подбор начинают с определения максимального динамического отклонения Δд с различными регуляторами, добиваясь, чтобы Δзад > Δрас

для ПИ регулятора Rд=0,2,

для П регулятора Rд=0,23

Определяем Δдрас по формуле:

Δдpac=Rд∙Ky∙Δz,(16)

где Rд коэффициент

Rд определяется по графику [2]

для ПИ регулятора Δдрас=2,6%;

для П регулятора Δдрас=2,9%;

Статическую ошибку регулирования определяют из уравнения:

Δсрас*ст∙Δz,(17)

где у*ст - коэффициент

Yст определяют по графику [2]

Ycm=0,12

Так как Rд для ПИ закона регулирования мало отличается от Rд для П регулятора мы выбираем ПИ закон регулирования.

Переходной процесс в АСР может быть либо с 20% перерегулированием, либо с минимальной квадратичной ошибкой. По завершению выбора закона регулирования переходят к расчету настроечных параметров регулятора.

2.3.4 Определение настроечных параметров регулятора методом расширенных частотных характеристик

Определяем степень колебательности (т) из формулы:

ψ=1-е-2πm,(18)

где е - основание натурального логарифма,

π - постоянный коэффициент

π=3,14

Прологарифмируем данное уравнение.

е-2πm=1-ψ

е-2πm=1-0,873

ln е-2πm=ln 0,127

πm ln е=ln 0,127

πm=-2,063

Передаточная функция объекта регулирования имеет вид:

Формула для расчета РАЧХ (расширенная амплитудно-частотная характеристика).

 [3] (19)

Q=a1m, (20)

Q=7,732

=a2(1-m2),  (21)

=116,6061

=2a2m, (22)

=86,36522

Для построения РФЧХ (расширенная фазо-частотная характеристика) необходимы следующие формулы:

         [3] (23)

 (24)

ωπ1/S (25)

ωπ=0,2713

Выбираем частоты из условия 0<ω< ωπ/2,

ω1=0,02 ,ω2=0,04 ,ω3=0,06

Рассчитаем φj, (m, ω) в этих частотах:

Решим уравнение

φj(m, ω4)=-π/2 при ω4π/2=0,0652 φj(m, ω4)=-1,57

Выбираем частоты из условия ωπ/2<ω< ωπ;

ω5=0,1;ω6=0,015;ω7=0,2;ω8=0,25

Рассчитываем φj, (m, ω) в этих частотах:

Решим уравнение φj(m, ω9)=-π ω9π=0,2713, φj(m, ω9)=-3,14

Выбираем частоты ω из условия ωп< ω,

ω10=0,3, ω11=0,35, ω12=0,4

Рассчитываем φj, (m, ω) в этих частотах:

Решим уравнение

 при ω13,


Определяем амплитуду (А) в тех же частотах:


Аоб(т, ω0)=2,6,

Аоб(т, ω1)=2,86,

Аоб(т, ω2)=2,752,

Аоб(т, ω3)=2,36,

Аоб(т, ω4)=2,2404,

Аоб(т, ω5)=1,4837,

Аоб(т, ω6)=0,8135,

А06(т, ω7)=0,355,

Аоб(т, ω8)=0,315,

Аоб(т, ω9)=0,2686,

Аоб(т, ω10)=0,219,

Аоб(т, ω11)=0,16,

Аоб(т, ω12)=0,1225

Строим расширенную амплитудно-частотную характеристику РАЧХ и расширенную фазо-частотную характеристику РФЧХ (рисунок 2)

Рисунок 2 - РАЧХ и РФЧХ

Определяем граничные частоты

ω1=arg [φоб (m; ω)=-π] (26)

ω0=arg [φоб (mπ/2+arctgm] (27)

ω2=arg [φоб (m; ; ω)=-ω)=-3π/2π-arctgm] (28)

ω1π=0,2713

φоб (m; ω0)=-1,25

ω0=0,05

φоб (m; ω2)=-5,03

ω2 не входит в интервал граничных частот.

Определяем значения γПИ (т, ω) в следующих частотах ω1=0,06; ω2=0,0652; ω3=0,1; ω4=0,12; ω5=0,15; ω6=0,18; ω7=0,2; ω8=0,25 по формуле:

[3] (29)

γПИ (т, ω1)=-1,25+1,4649=0,2149,

γПИ (т, ω2)=-1,25+1,57=0,32,

γПИ (т, ω3)=-1,25+2,13568=0,88568,

γПИ (т, ω4)=-1,25+2,35=1,1,

γПИ (т, ω5)=-1,25+2,6268=1,3768,

γПИ (т, ω6)=-1,25+2,87=1,62,

γПИ (т, ω7)=-1,25+2,97164=1,72164,

γПИ (т, ω8)=-1,25+3,08492=1,7277

Для построения линии равного затухания (ЛРЗ) определяем координаты точек Кр(т; ω) и Кр/Ти(т; ω).

[3] (30)


 [3] (31)

Строим линию равного затухания ЛРЗ (рисунок 3)

Рисунок 3 - ЛРЗ

По ЛРЗ определяем оптимальные настроечные параметры регулятора, которые определяет точка, лежащая правее её вершины.

Кр=3,227,

Kр/Tu=0,092-Tu=35,076

где Кр - коэффициент передачи ПИ регулятора,

Ти - постоянная времени интегрирования

.3.5 Оценка ожидаемого качества регулирования

Для оценки ожидаемого качества регулирования строим ВЧХ (вещественно-частотная характеристика). Выделяем действительную часть (Р) из ПФ системы, соединяем последовательно с объектом ПИ-регулятор. [4]


Woс - коэффициент обратной связи,

Woб - ПФ ОР

Система автоматического регулирования (САР)

Определяем передаточную функцию схемы

(32)

где р - оператор Лапласа


Заменяем р на j ω


,6-821,838 ω2=b


Выделяем действительную (P(w)) часть:


Вычисляем значения Р(ω), по формуле:

.

Р(0)=1,

,

,

,

,

,

,

,

,

Строим вещественно-частотную характеристику ВЧХ (рисунок 5)

Рисунок 5 - ВЧХ САР

Так как ВЧХ имеет максимумы, то переходной процесс колебательный.

Определяем величину перерегулирования по формуле:

,(33)

где Ртах1 - максимальное положительное значение ВЧХ,

Ртах2 - максимальное отрицательное значение ВЧХ,

Р0-начальное значение ВЧХ

.

Выделяем мнимую (Q) часть:


Вычисляем значения Q(ω), по формуле:

.

Q(0)=0,

,

,

,

,

,

,

,

Определяем амплитуду (А) для построения амплитудо-частотной характеристики (АЧХ) системы регулирования по формуле:

(34)

А(0)=1,

А(0,01)=0,947,

А(0,05)=0,94,

А(0,1)=1,02,

А(0,14)=1,142,

А(0,2)=1,4,

А(0,3)=1,17,

А(0,5)=0,32,

А(1)=0,068

Строим амплитудо-частотную характеристику АЧХ (рисунок 6).

Рисунок 6 - АЧХ САР

По АЧХ определяем показатель колебательности (М) по формуле:

(35)

где Аmах - максимальное значение АЧХ,

А0 - начальное значение АЧХ

М=1,4

Рассчитаем степень затухания по формуле:

.(36)

Вывод: по полученным оценкам качества можно судить о качественном переходном процессе, так как они находятся в требуемых пределах и М мало отличается от заданного.

.3.6 Построение переходного процесса системы регулирования

Пользуясь методом трапеций, определяем переходную характеристику системы автоматического регулирования (САР).

Начиная из точки Р0, аппроксимируем ВЧХ прямолинейными отрезками аб, бг, гд, дж, жз, зй, йл, лм, мо. Концы каждого из отрезков соединяем с осью ординат прямыми, параллельными оси абсцисс. Получим шесть трапеций: абв, вгде, ежзи, изйл, клмн, нмоп.

Определяем параметры ωai, ωпi, Нi и Pi, каждой трапеции.

 [1](37)

где Н - коэффициент наклона,

ωai - меньшая параллельная сторона трапеции,

ωпi - большая параллельная сторона трапеции

По таблице 4.4 [1] выбираем из первого столбца значения h(τ) для нескольких значений τ, затем вычисляем значения t и hi, по формулам:

 [1](38)

где t - значение действительного времени,

τ - значение условного времени

hi=Pi ·h(τ), [1](39)

где Pi - высота трапеции

Таблица 2.2 - Построение переходной характеристики методом трапеций

Трапеция абв

Трапеция вгде

Трапеция ежзи

Трапеция изйп

Трапеция кпмн

Трапеция нмоп

ωa1=0

ωa2= 0,075

ωa3=0,2

ωa4= 0,24

ωa5=0,35

ωa6=0,56

ωп1=0,02

ωп2=0,145

ωп3=0,24

ωп4=0,255

ωп5=0,56

ωп6 =0,815

Н1=0

Н2=0,5

Н3=0,85

Н4=0,95

Н5 =0,6

Н6=0,7

Р1=0,07

Р2=-0,12

Р3=1,05

Р4=0,42

Р5 =-0,17

Р6=-0,15

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

10

0,0045

1,38,

-0,0115

0,83

0,124

0,784

0,053

0,86

-0,017

0,245

-0,016

30

0,013

4,13

-0,034

2,5

0,364

2,35

0,15

1,07

-0,05

0,74

-0,047

20

0,0217

6,9

-0,055

4,17

0,6

3,92

0,25

1,8

-0,083

1,23

-0,078

80

0,033

11

-0,084

6,7

0,876

6,3

0,365

2,86

-0, 126

1,96

-0,117

100

0,04

13,8

-0,1

8,3

1,023

7,84

0,423

3,6

-0,15

2,45

-0,138

150

0,053

20,7

-0,13

12,5

1,22

11,76

0,49

5,36

-0,19

3,7

-0,17

200

0,06

29

-0,14

14,17

1,236

12,55

0,495

7,14

-0,2

4,7

-0,175



55,2

-0,116

29,17

0,95

23,5

0,384

14,3

-0,16

8,6

-0,14



117,24

-0,12

41,7

1,11

39,2

0,446

21,4

-0,17

13,5

-0, 156



145

-0,12

58,3

1,009

51

0,4

35,7

-0,169

18,4

-0, 147





70,8

1,08

62,75

0,44

43

-0,17

23,3

-0,15





83,3

1,03

74,5

0,407

50

0,17

31,9

-0,15





100

1,066

90,2

0,43









112,5

1,04

102

0,41






Строим составляющие hi(t) (рисунок 7)

Составляющие переходной характеристики САР

Рисунок 7

Суммируем составляющие hi(t)

h(t1)=0,6,

h(t2)=1,165,

h(t3)=1,26,

h(t4)= 1,065,

h(t5)=0,94,

h(t6)=0,912,

h(t7)=1,

h(t8)=1,12,

h(t9)=1,11,

h(t10)=1,047,(t11)=1,022,(t12)=1,042,(t13)=1,079,

h(t14)=1,1,

h(t15)=1,0715,

h(t16)=1,053,

h(t17)=1,08,

h(t18)=1,09,

h(t19)=1,07

Строим кривую переходного процесса САР (рисунок 8)

График кривой переходного процесса САР

Рисунок 8

.3.7 Оцениваем качество регулирования по переходному процессу

Степень затухания:

 (40)

где у1тах (максимальное значение величины у)-у(установившееся

значение величины у),

у2тах2(второе максимальное значение величины у)-у

у1=0,19; у2=0,05

Ψ=0,74

Величине перерегулирования

(41)

Время регулирования tp.

tp=32c

Число колебаний N. =3

2.3.8 Вывод о работоспособности автоматической системы регулирования

При выборе ПИ-регулятора с коэффициентом передачи Кр=3,227 и постоянной времени интегрирования Ти=35,076 для статического объекта с коэффициентом усиления Ку=2,6 получаем кривую переходного процесса колебательно затухающую: степень затухания Ψ=0,705, величина перерегулирования σ=17 %, время регулирования tp=32 с, число колебаний N=3. Сравнивая степень затухания из расчета для САР с заданной и ожидаемой получаем приемлемое отклонение в сторону улучшения. Величина перерегулирования должна лежать в пределах 10-30%, но в некоторых случаях может достигать 50%. Следовательно получаем качественную САР, приводящую процесс в состояние равновесия и обеспечивающую необходимую точность регулирования.

управление регулирование холод

3. Экономическая часть

.1 Экономический расчет

Одним из важнейших направлений научно-технического прогресса на современном этапе является комплексная механизация и автоматизация производства. Это широкое внедрение взаимосвязанных и взаимодополняющих систем машин, аппаратов, приборов, оборудования на всех участках производства, операциях и видах работ. Она способствует интенсификации производства, росту производительности труда, сокращению доли ручного труда в производстве, облегчению и улучшению условий труда, снижению трудоемкости продукции.

В современных условиях стоит задача завершить комплексную механизацию во всех отраслях производственной и непроизводственной сфер, сделать крупный шаг в автоматизации производства с переходом к цехам и предприятиям-автоматам, к системам автоматизированного управления и проектирования.

Автоматизация производства означает применение технических средств с целью полной или частичной замены участия человека в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергий, материалов или информации. Различают автоматизацию частичную, охватывающую отдельные операции и процессы, и комплексную, автоматизирующую весь цикл работ. В том случае, когда автоматизированный процесс реализуется без непосредственного участия человека, говорят о полной автоматизации этого процесса.

С начала 60-х годов процесс автоматизации охватил такие отрасли, как химическая промышленность, металлургия, то есть те, где реализуется непрерывная немеханическая технология. Здесь стали создаваться автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), которые сначала выполняли лишь функции обработки информации, но по мере развития на них стали реализовываться и управляющие функции.

Организационно - техническими предпосылками автоматизации производства являются:

· потребность в совершенствовании производства и его организация, необходимость перехода от дискретной к непрерывной технологии;

·        необходимость улучшения характера и условий труда рабочего;

·        появление технологических систем, управление которыми без применения средств автоматизации невозможно из-за большой скорости реализуемых в них процессов или их сложности;

·        необходимость сочетания автоматизации с другими направлениями научно - технического прогресса;

·        оптимизация сложных производственных процессов только при внедрении средств автоматизации.

Проектом предусмотрена разработка автоматизации подачи холода к установке ДДМ, с установкой клапана.

Стандартный клапан КАМФЛЕКС используется для самых различных применений.

В сравнении с подъемной арматурой имеет ряд преимуществ: большое количество вариантов исполнения по конструкции и материалам, специальные сплавы и керамика, герметичность, меньшие габариты, устойчивости к эрозионному износу, сокращается количество запасных частей и упрощается обслуживание, надежность и долговечность конструкции, высокая пропускная способность (по отношению к односедельному клапану увеличение примерно на 18 - 20 %), повышается точность регулирования.

Универсальность и большой объем производства клапана КАМФЛЕКС позволяет поставлять его по невысоким ценам даже в сравнении с конструктивно более простыми односедельными клапанами.

Для расчета эффективности проекта составляется таблица исходных технико-экономических показателей:

Таблица 3.1- Исходные данные для расчета экономической эффективности

Показатели

Варианты


До автоматизации

после автоматизации

Суточная производительность по холоду, т.н.м3

106

>на20%

Эффективное время работы, дни

345

355

- Первоначальная стоимость, руб.

358000

-

- Оптовая цена оборудования -тыс. рублей

-

265400

Расходы в % на :  - монтаж и наладку - демонтаж:  - техоснастку

 5 1 5

Норма обслуживания, чел/час.

0,5

0,2

Тарифная ставка часовая, руб.

45,1

45,1

Начисления на зарплату, %  - премия - доплаты - уральский коэффициент - социальные

 50 20 15 26

Норма амортизации оборудования, в%

25

Норма отчислений на содержание и эксплуатацию, %

10

3,2

Потери холода, %

1,5

0,1

Мощность электродвигателя, кВт

0,35

0,3

Стоимость 1 КВТ электроэнергии, руб.

1,2

1,2

Продолжительность смены, час

8

8


.1.1 Расчет капитальных вложений

·        Перечень и стоимость оборудования, по оптовым ценам (Цо), устанавливаемого для автоматизации регулирования давления при подача холода, представлена в таблице 3.2

Таблица 3.2 - Расчет стоимости оборудования

Наименование оборудования

Количество единиц

Цена оптовая, руб

Стоимость, тыс. руб.

Клапан «Камфлекс», шт

1

150000

150

Регулятор «Метакон», шт

1

114000

114

Пневмокабель, м

7

200

1,4

Итого



265,4


·        Расходы на монтаж и наладку оборудования (См.о)

Смоомо/100, (1)

где Нмо - норматив расхода на монтаж и наладку - 5 %

Смо = 265,4 * 5/100 = 13,27 (тыс.руб.)

·      Расходы на демонтаж: старого оборудования (Сдо)

Сдоодо/100, (2)

где Ндо - норма отчислений на демонтаж -1%

Сдо =265,4* 1 /100 = 2,654 (тыс.руб.)

·        Расходы на техостнастку - 5 % т.о)  Сто = 265,4 * 5/100 = 13,27(тыс.руб.)

·        Определяются капитальные вложения по оборудованию (Кво)

Квоомодото, (3)

где Цо - оптовая цена оборудования, руб

С мо - расход на монтаж и наладку

С до - расход на демонтаж

Сто - расходы на техостнастку

Кво = 265,4 +13,27 + 2,654+ 13,27 = 294,59(тыс.руб.)

·        Определяется годовая производительность (Пг)

а)до автоматизации

Пгсм.эз, (4)

где Псут. - пропускная способность оборудования в сутки, (м3)

Ф э - эффективный фонд времени (дни)

К3 - коэффициент загрузки оборудования

Пг = 106 * 345* 1 = 36570

б)после автоматизации

За счет сокращения износа, упрощения обслуживания длительность осмотров и ремонтов сокращаются за год на 10 дней.

345+10 = 355 (дней)

За счет совершенства конструкции пропускная способность повышается на 15-20 %

Пг = Псм * Фэ * К3 * ∆ Р, (5)

где ∆Р - коэффициент прироста производительности (1,2)

Пг = 106 * 355 * 1,2 *1 = 45156

а) до автоматизации

Куо = 358000 /36570 = 9,79 (руб.)

б)после автоматизации

Куо = 295520/45156 = 6,54 (руб.)

3.1.2 Расчет эксплуатационных затрат

К эксплуатационным расходам относятся текущие расходы, связанные с эксплуатацией внедряемого оборудования. По данному проекту к ним относят стоимость энергозатрат, расходы по заработной плате, отчисления на социальные нужды, охрану труда, амортизацию основных фондов, расходы на содержание и эксплуатацию основных фондов.

·        Расчет стоимости энергозатрат.

В процессе внедрения проекта происходит экономия электроэнергии, в виду того, что установлен менее мощный электродвигатель. Расчет затрат электроэнергии производим по нормам расхода и плановым ценам.

Определяется норма расхода электроэнергии (Нэ)

Нэ = Мэд * Тсут * КПД / Псут , (6)

где Мэд - мощность электродвигателя кВт

КПД - коэффициент полезного действия машины (0,85-0,9)

Псут - производительность суточная

Тсут - длительность суток

а)до автоматизации

Нэ1 = 0,35*0,85*24/106=0,577

б)после автоматизации

Нэ2 = 0,3*0,85*24/127,2=0,561

Определяются стоимость электроэнергии (Сэл)

Сэл = Нэ * Цэ * Пг , (7)

где Цэ - цена 1 кВт электроэнергии, руб

а)до автоматизации

См1 = 0,577*36570*1,2 = 2956 (руб.)

б)после автоматизации   См2 = 0,561*45156*1,2 = 2867,8 (руб.)

·        Расчет затрат по заработной плате

Определяется сдельный фонд заработной платы (Фсд)

Фсдобссчэсм , (8)

где Hобс - норма обслуживания в смену, чел./час

Тс.ч - тарифная ставка часовая, руб

Тсм - продолжительность смены, час

а)до автоматизации

Фсд1 = 0,5*45,1 *345 *8 = 62238(руб.год)

б)после автоматизации

Фсд2 = 0,2 *45,1 * 355*8 = 25616,8 (руб.год)

Определяется премиальный фонд

(Фпр.)   Фпр = Фсдпр/100, (9)

где Нпр - норматив начисления премий (50%)

а)до автоматизации

Фпр1 = 62238 * 50/100 = 31119 (руб.)

б)после автоматизации

Фпр2 = 25616,8 * 50/100 = 12808,4 (руб.)

Определяются основной фонд заработной платы (Фосн)

Фосн = Фсд + Фпр (10)

а)до автоматизации

Фосн1 = 62238 + 31119 = 93357(руб.)

б)после автоматизации

Фосн2=25616,8 * 12808,4 = 38425,2(руб.)

Определяется фонд заработной платы с учетом уральского коэффициента и прочих доплат (15% + 10%), (Фоб)

Фоб = Фосн * 1,25 (11)

а)до автоматизации

Фоб = 93357* 1,25 = 116696,3 (руб.)

б)после автоматизации

Фоб = 38425,2* 1,25 = 48031,5 (руб.)

Определяются отчисления на социальные нужды (Фсн)

Фсн= Фоб* Hcн/100, (12)

где Нсн - норма отчислений на социальные нужды (26%)

а)до автоматизации

Фсн = 116696 *0,26 = 30341 (руб.)

б)после автоматизации

Фсн = 48031,5 * 0,26 = 12488,2 (руб.)

·        Расчет амортизации оборудования (Ао)

Ао = Кв о * На. о/100, (13)

где Нао - норма отчислений

а)до автоматизации

Ао = 358000* 25/100 = 89500 (руб.)

б)после автоматизации

Ао = 294590 * 25/100 = 73647,5 (руб.)

·        Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования (Сэо)

Сэоуо* Нэо/100 , (14)

где Нэо - норма отчислений на эксплуатацию оборудования

а)до автоматизации

Сэо = 358000 * 10/100 = 35800 (руб.)

б)после автоматизации

Сэ о = 294590 * 3,2/100 = 9426,9 (руб.)

Составляется смета эксплуатационных расходов в виде таблицы.

Таблица 3.3 - Смета эксплуатационных затрат на год

Статьи затрат

до автоматизации

после автоматизации

Отклонения + -

Электроэнергия

 2956

2867,8

-88,2

Стоимость расходов по зарплате

116696,3

48031,5

-68664,75

Отчисления на социальные нужды

30341,03

12488,19

-17852,84

Амортизация основных фондов

89500

73647,5

-15852,5

Расходы на содержание и эксплуатацию основных фондов

35800

9426,9

-34857,1

Потери холода

118486,8

8128,08

-110358,7

Итого:

393780

154852,2

238927,8

На единицу продукции

10,69

3,36

7,32


На основании проведенных расчетов определяются показатели экономической эффективности автоматизации процесса получения холода.

·        Определяются приведенные затраты (3п)

Зп = С + Ен* Куо, (15)

где С - эксплуатационные расходы на единицу продукции, руб./м3

Ен - нормативный коэффициент экономической эффективности (для средств автоматизации - 0,42)

а)до автоматизации

Зп1 = 10,69 + 0,42 *9,79 = 14,80(руб.)

б)после автоматизации

Зп2 = 3,36 + 0,42 * 6,54 = 6,11 (руб.)

·        Определяется сравнительный экономический эффект (Эф)

Эф = (Зп1 - Зп2)* Ппп , (16)

где 3п1 и Зп2 - приведенные затраты до и после модернизации

Пг- годовая выработка продукции после модернизации

Эф = (14, 80- 6,11)* 45156 = 392405,64 (руб.)

·      Определяются условно-годовую экономию (Эуг)

Эуг = (Сд - Сп)*Пг , (17)

где Сд и Сп - эксплуатационные расходы до и после модернизации, на единицу продукции

Эуг = (10,69- 3,36) * 45156 = 330993,48 (руб.)

·        Определяются абсолютный срок окупаемости капитальных вложений (То)

То = Кво /(Сд - Сп)*Пгп , (18)

где Кп - капитальные вложения на модернизацию

То = 294590/330993,48 = 0,89 (года)

·        Определяется коэффициент экономической эффективности (Е)

Е = 1/ То (19)

Е = 1/ 0,89 = 1,12

Данные расчетов сводятся в таблицу технико-экономических показателей.

Таблица 3.4 - Технико-экономические показатели проекта автоматизации

Показатели

До внедрения

После внедрения

Отклонения + -,

%

Производительность, т.н.м3/год

36570

45156

+8586

23,5

Списочная численность,чел.

12

12

-

-

Сменность

3

3

-

-

Продолжительность рабочего дня

8

8

-

-

Эксплуатационные расходы на единицу, руб.

10,69

3,36

-7,33

-68,5

Норма расхода эл. энергии

0,577

0,561

-

-

Приведенные затраты, руб.

14,80

6,11

-8,69

-58,7

Капитальные вложения, руб.

358000

295520

-62480

-17,4

Удельные капитальные вложения, руб.

6,79

6,54

-0,25

-3,7

Условно годовая экономия, руб.

-

330993,48

-

-

Экономическая эффективность, руб

-

392405,64

-

-

Срок окупаемости капитальных вложений, лет

-

0,89

-

-

Коэффициент экономической эффективности

-

1,12

-

-


Вывод: Как видно из проведенного расчета модернизация экономически выгодна и целесообразна.

4. Безопасность жизнедеятельности

.1 Основные опасности производства

Установка получения холода по применяемым продуктам не относится к взрывоопасным производствам, но этиленгликоль и хладагенты при определенных условиях опасны для здоровья работающих. Технологический процесс заключается в захолаживании раствора этиленгликоля хладагентом до температуры минус 7оС с последующей подачей его на установки в качестве хладоносителя. Процесс испарения хладагента и перекачки хладоносителя (рассола) происходит при относительно невысоком давлении 8 кгс/см2 и температуре 35оС.Главными отличительными особенностями технологического процесса установки являются:

а) наличие оборудования работающего под давлением до 8 кгс/см2;

б) наличие веществ вредно действующих на организм человека и создающих опасность (рассол, масла);

в) наличие оборудования имеющего движущиеся и вращающиеся части (компрессоры, насосы, вентиляторы);

г) наличие электрооборудования создающего опасность поражения электротоком.

К основным опасностям на установке относятся:

а) термический ожог паром, горячей водой;

б) механическое травмирование при нарушении правил обслуживания насосов, компрессоров и грузоподъемных механизмов;

в) поражение электротоком при обслуживании электрооборудования;

г) удушье при обслуживании колодцев, приямков, емкостей.

4.1.1 Основные опасности применяемого оборудования и трубопроводов, их ответственных узлов и меры по предупреждению аварийной разгерметизации технологических систем

Технологический процесс получения холода осуществляется по непрерывной схеме. Основными опасностями применяемого оборудования являются:

а) возможность разгерметизации фланцевых соединений;

б) разрушение материала аппаратов и трубопроводов вследствие воздействия агрессивных сред и коррозии металла;

в) большое число оборотов вращающихся деталей насосно-компрессорного оборудования.

Разгерметизация фланцевых соединений может произойти при повышении технологических параметров выше нормы, при размораживании трубопроводов и аппаратов, при неправильной сборке фланцевых соединений. На аппаратах и трубопроводах для предотвращения превышения давления и разгерметизации технологических систем установлены предохранительные клапаны. В целях защиты от коррозии аппараты и трубопроводы окрашиваются защитной краской. В капитальный ремонт установки производится чистка, внутренний осмотр, гидравлическое испытание и контроль за состоянием оборудования неразрушающими методами согласно установленного графика. Для предотвращения загазованности производственных помещений предусмотрена постоянно действующая приточно-вытяжная вентиляция.

4.2    Правила аварийной остановки

Аварийное положение на производстве может создаться в следующих случаях:

1)      прекращение подачи оборотной воды;

2)      отключение электроэнергии;

3)      отключение освещения;

4)      прекращение подачи хладоносителя;

5)      прорыв хладагента в конденсаторе и хладоносителя в испарителе;

При возникновении аварийного положения на установке немедленно доложить о случившемся диспетчеру завода, руководству цеха, принять срочные меры к спасению и выводу людей, не связанных с аварией.

.2.1 Прекращение подачи оборотной воды

Турбоагрегат останавливается автоматически при прекращении подачи оборотной воды из-за повышения давления конденсации, при этом необходимо:

·        выяснить причину прекращения подачи воды;

·        при прекращении подачи воды на длительное время, согласовав с потребителями холода, остановить насосы.

.2.2 Отключение электроэнергии

При прекращении подачи электроэнергии останавливаются турбокомпрессоры, насосы, прекращают работу средства КИП, при этом необходимо:

·        закрыть вручную задвижки на нагнетании насосов;

·        сообщить об остановке потребителям холода;

·        выяснить причину отключения электроэнергии.

.2.3 Отключение освещения

При отключении рабочего освещения необходимо перейти на аварийное освещение. При отключении аварийного и рабочего освещения необходимо:

·        поставить в известность дежурного электрика;

·        для продолжения ведения технологического режима необходимо пользоваться переносными лампами типа «Шахтёрка».

.2.4 Прекращение подачи хладоносителя

Автоматически по давлению всаса отключаются все агрегаты, при этом необходимо:

·        закрыть задвижки на нагнетании насосов;

·        сообщить об остановке потребителям холода;

·        выявить причину прекращения подачи хладоносителя.

.2.5 Прорыв хладагента в конденсаторе и хладоносителя в испарителе

Прорыв хладагента и хладоносителя возможен при нарушении целостности аппаратов, который может произойти при:

·        разрыве аппарата;

·        прорыве трубок в испарителе или конденсаторе;

·        нарушении целостности смотрового люка или указателя уровня аппарата;

·        прорыве прокладок во фланцевых соединениях.

При прорыве хладагента на работающем агрегате последний необходимо остановить, при возможности отсечь запорной арматурой участок прорыва, принять меры по устранению утечек хладагента, включить резервный агрегат.

При прорыве хладоносителя, воды в конденсаторе будет наблюдаться повышение уровня хладагента и резкое увеличение нагрузки на электродвигатель компрессора, при этом необходимо:

·        остановить неисправный агрегат;

·        закрыть подачу и выход хладоносителя в испаритель, воды в конденсатор, слить воду из конденсатора, слить хладоноситель из испарителя;

·        включить резервный турбоагрегат.

4.3   
Вибрация на рабочем месте

Вибрация представляет собой совокупность механических колебательных движений упругих тел, машин, механизмов и приспособлений, повторяющихся через определенные промежутки времени и распространяющихся через опоры, конструкции перекрытия. С физической точки зрения между шумом и вибрацией принципиальной разницы нет. Разница имеет место лишь в восприятии - вибрация воспринимается вестибулярным аппаратом и органами осязания, а шум - органами слуха. Источником вибрации на предприятиях, как и шума, является производственное оборудование. Основные причины вибрации - возникающие при работе машин и механизмов неуравновешанные силовые воздействия:

·        неотбалансированность вращающихся частей оборудования;

·        сверхдопустимые зазоры в сочленениях;

·        неравномерный износ узлов машины;

·        неправильная центровка осей механизмов при передаче вращения с помощью соединительной муфты;

·        ослабление крепления оборудования на фундаменте или его неустойчивость;

·        применение масел, не отвечающих условиям работы оборудования;

·        неудовлетворительное состояние подшипников.

Кроме того, имеются причины, вызванные местными условиями эксплуатации производственного оборудования.

.3.1 Методы и средства борьбы с вибрацией

Мероприятия по борьбе с вибрацией должны разрабатываться в процессе проектирования предприятия с учетом амплитудно-частотных характеристик оборудования, предусмотренного для производства. Наиболее распространенными и эффективными методами снижения вибрации являются виброизоляция и вибропоглащение. Виброизолирующие конструкции предотвращают распространение вибрации от источника ее образования на человека и строительные конструкции здания. Используют два типа виброизолирующих устройств - фундаменты и виброизоляторы. Фундаменты снижают вибрацию за счет своей массы, виброизоляторы - за счет деформации упругих элементов - амортизаторов. Основная цель виброизоляции сводится к уменьшению амплитуды колебаний. Оборудование, создающие значительные нагрузки, рекомендуют устанавливать на отдельные фундаменты, не связанные с каркасом здания. Для этой цели выполняют фундаменты двух типов - с акустическим швом и акустическим разрывом. Виброизоляторы устраняют жесткую связь между источником вибрации и его основание при помощи амортизаторов, выполненных в виде стальных пружин или упругих прокладок. Для снижения низкочастотной вибрации до 16 Гц применяют стальные пружинные виброизоляторы, так как в силу малых внутренних потерь они способны пропускать колебания высоких частот.

.3.2 Инженерно-технические мероприятия

Расчет числа витков пружинных виброизоляторов

Частота вынужденных колебаний оборудования

 , (1)

где n - число оборотов вала оборудования об/мин.

Частота собственных колебаний машины находящейся на виброизоляторах

 (2)

где КП - нормально допустимый коэффициент вибропередачи


f - частота возбуждающей силы, Гц;

f0 - собственная частота системы на виброизоляторах, Гц

3 Общая жесткость всех пружинных виброизоляторов

Кzn = (2π f0)2m , Н/м2, (3)

где m - масса машины, кг.

Кzn = (2×3,14 × 41)2× 7000 = 276068,8 Н/м2.

Жесткость пружины в вертикальном направлении

 Н/м2 , (4)

где N - количество амортизаторов (N =4; 6; 8;).

5 Число рабочих витков пружинного амортизатора

 (5)

где d - диаметр прутка (d = 0,02 m);

c - индекс стали ( с = 4);

Q - модуль сдвига ( Q = 7 × 109 Н).

 

Для обеспечения эффективного значения КП применяем 6 пружин с диаметром 0,02 м. При этом количество витков в каждой из них составляет 2.

.4 Меры безопасности при ведении технологического процесса

· Безопасная работа установки зависит от квалификации обслуживающего персонала, а также строгого соблюдения требований и правил техники безопасности, пожарной безопасности, норм технологического режима в соответствии с технологическим регламентом.

·        К работе на установке допускаются лица, не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр по определению соответствия здоровья поручаемой работе и тестирование на профессиональную пригодность, вводный и первичные инструктажи, обучение безопасным методам работы с последующей стажировкой и проверкой знаний правил охраны труда перед допуском к самостоятельной работе.

·        Постоянно следить за исправностью оборудования, коммуникаций, арматуры, средств КИП и А. Все аппараты остановленные на ремонт или осмотр, должны быть освобождены от продукта, продуты, отглушены и снабжены предупредительными таблицами «Аппарат в ремонте» или «Насос в ремонте». Запрещается производить ремонтные работы аппаратов, насосов, трубопроводов при наличии в них избыточного давления. Во избежании термических ожогов, теплоизоляция аппаратов и трубопроводов, с температурой превышающей 40оС, должна быть в исправном состоянии.

·        Вентиляция во всех производственных помещениях должна быть исправна и работать бесперебойно.

·        Следить за работой компрессоров. Запрещается устранение пропусков в резьбовые, фланцевые соединения на работающих компрессорах, действующих трубопроводах и другом технологическом оборудовании без отключения и освобождения. Запрещается разогрев ледяных пробок в трубопроводах без снятия давления и открытым огнем.

·        Постоянно следить за давлением пара, воды, воздуха КИП. При колебаниях давления выяснить причину и добиться устранения нарушения давления.

·        Систематически следить за исправностью сигнализации и автоматической блокировки.

·        В зимнее время постоянно следить за работой водоспутников и калориферов.

·        Не допускать к эксплуатации оборудование с неисправным заземлением и грозозащитой.

Безопасность работы установки обеспечивается рядом мероприятий, предусмотренных в технологической схеме процесса:

· Технологический процесс осуществляется по непрерывной схеме.

· Аппараты, оборудование, трубопроводы и арматура выполнены герметичными.

·        Все оборудование, работающее под давлением, имеет предохранительные клапаны.

·        Здания и сооружения установки выполнены в соответствии с нормами и правилами.

·        С целью предотвращения преждевременного выхода из строя аппаратов, трубопроводов, компрессоров, ремонт оборудования производится строго по графику ППР.

·        Проектом контроля и автоматики предусмотрены схемы сигнализации и автоматических блокировок. Эксплуатация оборудования с неисправной или отключенной сигнализацией и блокировкой запрещается.

·        Технологический процесс на установке должен осуществляться согласно утвержденному технологическому регламенту. Повышение температуры и давления в аппаратах и трубопроводах выше норм технологического режима, может вызвать нарушение целостности оборудования.

Заключение

В данной дипломной работе был представлен проект автоматизации системы управления технологическим процессом получения холода в цехе №43 ОАО «СНОС» на основе микропроцессора МЕТАКОН - 515.

В первом разделе был произведен анализ объекта управления и был выявлен ряд недостатков существующей системы управления технологическим процессом получения холода. Эта система не обеспечивает требуемой надежности - приборы часто отказывают, ломаются, тем самым нарушая технологический режим. Не обладает необходимой в условиях современного рынка гибкостью. Перестройка системы на новый уровень производительности технологической установки или на сырье с новыми характеристиками требует значительных затрат времени и сил обслуживающего персонала. Отсутствует своевременная передача данных о ходе процесса, потреблении сырья, выработке продукции на вышестоящие уровни управления.

Во втором разделе был представлен ряд технических предложений позволяющих устранить вышеописанные недостатки и создать АСУ ТП получения холода на базе промышленного микроконтроллера МЕТАКОН - 515. В специальной части математическая модель проектируемой системы представлена в виде передаточной функции. Рассмотрены частотные характеристики замкнутой системы. Проведено исследование системы на устойчивость с помощью пакетов прикладных программ RNet. по переходному процессу определены показатели качества системы.

Произведен расчет годового экономического эффекта от внедрения проектируемой системы.

Произведен расчет безопасности и экологичности проекта числа витков пружинных виброизоляторов.

Необходимость такой модернизации продиктована большей дешевизной и надежностью электронных элементов, а так же возможностью интеграции в общую систему управления.

Список использованных источников

1 Тавернье К. PIC-микроконтроллеры. Практика применения: Пер. с фр.-М.: ДМК Пресс, 2004.-272с.:ил.(Серия «Справочник»).

2 Монтаж средств измерений и автоматизации: Справочник/ К.А. Алексеев, В.С. Антипин, А.Л. Ганашек и др.; Под ред. А.С.Клюева.- 3 -е изд., перераб. и доп.- М.: Энергоатомиздат, 1988.-488с.

3 Клещев Н.Т., Романов А.А. Практическое руководство по организации и проектированию информационных систем. - М.: Изд - во ООО «Научтехлитиздат» , 2001. - 389с.

4 Черенков В.В. «Промышленные приборы и средства автоматизации». Справочное пособие. Л.: Машиностроение, 1987-684с.

5 ГОСТ 21.404-85. Система проектной документации для строительства. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условных приборов и средств автоматизации в схемах.

6 Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. М.: Машиностроение, 1973.-606 с.

7 Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования. М.: Машиностроение, 1989.-752 с.

8 Карякин Н.И., Быстров К.Н., Киреев П.С. Краткий справочник по физике. М.: Высшая школа, 1964.-574 с.

9 Терещук Р.М., Терещук К.М., Седов С.А. Полупроводниковые приёмно-усилительные устройства. К.: Наукова думка,1982.-671 с.

10  Дьяков В.И. Типовые расчёты по электрооборудованию. М.: Высшая школа, 1985.-143 с.

11  Каталог фирмы Pneumax. Пневмо-гидроаппаратура для автоматизации.

12  Каталог фирмы АРК Энергосервис. Датчики давления.

13  Авторское свидетельство СССР № 1718013, кл. G 01 № 3/18, 1989.

14  Авторское свидетельство СССР № 875354, кл. G 05 D 23/00, 1980.

15  Г. Н. Кругляченко и др. “Термопластавтоматы”, М. “Машиностроение”, 1966, с. 200, 223, 250.

16  Рекомендации. Пластмассы. Изготовление деталей. Типовые технологические процессы. Р4.054.046-89 (УДК 678.5.06: 65851) ОСТ4.054.046-79, с. 24-33.

17  Регулятор температуры Ш 4538. Техническое описание и инструкция по эксплуатации АЖУ2.574.005 ТО.

18  Безопасность труда, санитария и гигиена. Терминология: справочное пособие. - М.: изд. Стандартов. 1990.

19  Бережной С.А., Романов В.В., Сидоров Ю.И. Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие. Тверь. 1992.

21  Иванов Б.С. Охрана труда в литейном и термическом производстве. - М: Машиностроение. 1990.

22  Кожевник В.Ф. Охрана труда. Киев. «Высшая школа».1990.

23  Охрана труда в машиностроении. Под ред. Русака О.Н. - Л: Машиностроение.1989.

24  Павлов С.П., Губонина З.И. Охрана труда в приборостроении. - М: «Высшая школа».1986.

25  Микропроцессоры: социально-экономические аспекты внедрения: Сокр. пер. с англ./Под ред. М. Уорнера. -М.: Экономика, 1989.-272с.:ил.(Серия «Справочник»).

Похожие работы на - Разработка АСУТП установки получения холода в цехе №43 ОАО 'СНОС'

 

Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!