Розробка системи автоматизації водогрійного котла типу ПТВМ-100

Размещено на http://www.allbest.ru/

Зміст:

1. Вступ

2. Техніко - економічне обґрунтування автоматизації 5

3. Характеристика об'єкту автоматизації і його специфіка 7

4. Основні рішення по автоматизації технологічних процесів 11

5. Матеріально - технічні засоби автоматизації 18

6. Опис принципових схем 24

7. Техніка безпеки та охорона навколишнього середовища 29

8. Висновок 34

9. Перелік джерел інформації 35

1 ВСТУП

Автоматизація - це діяльність, направлена на часткове або повне виключення людини з трудового процесу шляхом передачі його функцій в спеціально створену машину.

До основних задач автоматизації виробництва в даний час відносять:

- Перехід до масового вживання високоефективних систем машин і технологічних процесів, що забезпечують комплексну механізацію і автоматизацію виробничого процесу, технічне переозброєння основних його галузей.

- Підняти технічну переозброєність праці, неухильно скорочувати у всіх галузях чисельність працівників, зайнятих ручною працею.

- Забезпечити зростання випуску закінчених систем машин для комплексної механізації і автоматизації навантажувально-розвантажувальних, складських і ремонтних робіт.

- Поліпшити використовування рухомого складу, добитися ритмічності вантаження і вивантаження вантажів.

Кінцевою метою комплексної автоматизації є створення інформаційної бази, яка б сприяла прийняттю управлінських рішень, вибору стратегії на основі аналізу господарської діяльності за різними показниками та досягненню конкуренто спроможності підприємства.

Темою курсового проекту є розробка системи автоматизації водогрійного котла типу ПТВМ-100.

Завданням автоматизації є оптимізація ведення теплового процесу з метою:

- поліпшення якості регулювання основних технологічних параметрів;

- зменшення відхилень від норм технологічного режиму;

- заміни морально і фізично застарілих існуючих засобів автоматизації;

- реалізації сучасних принципів управління.

- підвищення безпечної роботи котла;

- поліпшення технологічної дисципліни за рахунок постійного контролю по дотриманню норм технологічного режиму та можливості аналізу історії параметрів за будь-який період часу;

- полегшення праці технологічного персоналу;

- аналізу виникаючих ситуацій та своєчасного прийняття рішень за рахунок виділення і надання інформації на кадрах ПЕОМ, графіках параметрів;

- поліпшення надійності і спрощення реєстрації і зберігання

Впровадження інформаційної та керуючої підсистем дозволить підвищити якість підтримки основних технологічних параметрів на 15 - 20% за рахунок реалізації більш досконалих сучасних принципів контролю та алгоритмів автоматичного керування.

Система забезпечує можливість введення сучасних принципів управління та організації виробництва в цілому.

Метою створення системи є забезпечення стабільної та безаварійної подачі нагрітої води споживачу при змінних навантаженнях із забезпеченням необхідних параметрів нагрітої води.

Автоматизація це вищий етап машинного виробництва, коли людина частково або повністю звільняється від виконання операцій регулювання та управління.

2 ТЕХНІКО - ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ

Автоматизація керування вимагає значних капітальних вкладень, експлуатаційних витрат, витрат живої праці. Доцільність таких великих заходів вимагає доказів, що звичайно виконуються у виді розрахунків економічної ефективності.

Обґрунтування економічної ефективності автоматизації керування дозволяє вирішити не тільки це завдання, але і ряд інших:

- установити основні економічно ефективні напрямки автоматизації по окремим управлінським роботам;

- виявити можливий розмір річного економічного ефекту, забезпечуваного автоматизацією на конкретному підприємстві;

- визначити припустимий обсяг капітальних вкладень у систему автоматизованого керування на тому або іншому підприємстві;

- розрахувати термін окупності витрат на АСУ і порівняти його з установленими нормативами по відповідній галузі;

- виявити необхідність і доцільність витрат на створення і впровадження автоматизованої системи на кожному об'єкті;

- визначити вплив упровадження нової технології в керування виробництвом на техніко-економічні показники діяльності підприємства;

- вибрати економічно найбільш ефективний варіант АСУП у цілому;

- намітити черговість проведення робіт з автоматизації керування;

- порівняти економічну ефективність автоматизації керування з ефективністю інших заходів щодо нової техніки.

Ефект від АСУП створюється завдяки наявності на будь-якому підприємстві втрат, невикористаних можливостей і недостатньої технічної оснащеності управлінського апарата. Ефект виявляється в сфері керування й у сфері виробництва, на самому підприємстві, що автоматизується, і в його суміжників, у виробничій і суспільній сферах. Відомі методики, що відбивають різні підходи, стосуються тільки економічної ефективності АСУП на самому підприємстві, що автоматизується.

У проектованої системі автоматизації застосовані прилади з уніфікованим струмовим виходом, що забезпечує точний контроль параметрів і ходу технологічного процесу, а також регулювання заданих параметрів із заданою точністю.

Застосування програмованого контролера, панелі управління і комп'ютера дозволяє реалізувати за допомогою програмного забезпечення наступні передові рішення, які в своїй сукупності дають економію палива:

- Застосування в системі автоматизації котла регуляторів співвідношення «паливо - повітря» і розрідження які мають динамічний зв'язок з регулятором теплового навантаження забезпечує зменшення втрат від хімічного недопало палива або від надлишку повітря при роботі котла з змінними навантаженнями.

- Можливість регулятора співвідношення «паливо - повітря» регулювати подачу повітря на горіння до пальника котла в нелінійній залежності від кількості спалюваного палива, для чого в нього можуть бути введені до 20 проміжних значень, знятих з режимної карти. Це дозволить домогтися економії палива, оскільки процес горіння буде вестися фактично за оптимальною нелінійної залежності.

Застосування програмованого контролера, панелі управління і комп'ютера дозволяє накопичувати інформацію і представляти її в зручній для сприйняття формі (сукупності графіків, таблиць). Це дозволяє легко проводити аналіз роботи обладнання і оперативно вживати заходів до оптимізації ходу технологічного процесу, до зниження втрат палива.

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ОБ'ЄКТА АВТОМАТИЗАЦІЇ І ЙОГО СПЕЦИФІКА

Водогрійні опалювальні котли ПТВМ-100 (див. рис 3.1) мають баштову компоновку і виконані у вигляді прямокутної шахти, в нижній частині якої знаходиться повністю екранована камерна топка 3. Заводна поверхня опалювального котла виготовлена ??з труб діаметром 60 мм та товщиною стінки 3 мм і складається з двох бічних, фронтального і заднього екранів.

Рисунок 3.1 - Зовнішній вигляд водогрійного котлу типу ПТВМ-100:

1 - димова труба; 2 - конвективні поверхні нагріву; 3 - камерна топка; 4 - пальник; 5) -вентилятор.

Об'єм топки 245 м3. У нижній частині труби фронтового та заднього екранів утворюють холодну воронку з кутом нахилу скатів 45°. Висота топки від осей нижніх камер фронтового та заднього екрану до осей нижнього ряду труб конвективного частини складає 8110 мм.

Топка являє собою квадрат з розмірами по осях екранних труб 6230x6230 мм. Над топкою розташована конвективна поверхня нагріву 2. Конвективна частина складається з двох пакетів, розділених по ходу газів ремонтним прорізом висотою 600 мм. Кожен пакет має 96 секцій флажкового типу, набраних з У-образних змійовиків з діаметром труб 28x3 мм і розташованих паралельно фронту котла. Обмурівка котла натрубна. Трубна система з обмурівкою підвішена на верхніх колекторах до несучих балок каркаса. Топка опалювального котла ПТВМ-100 обладнана шістнадцятьма газомазутними пальниками 4 з індивідуальними дуттьовими вентиляторами 5.

Пальники розташовані на бічних стінах (по вісім штук на кожній стороні) у два яруси по висоті. Над кожним опалювальним котлом встановлюють димову трубу 1, що забезпечує природну тягу, при модернізації котлоагрегату на димову трубу, додатково, встановлюється димосос. Труба 1 спирається на каркас. Опалювальні котли встановлюються напіввідкрито: в приміщенні розміщуються тільки пальника, арматура, вентилятори і т.д., а всі інші елементи котла розташовані на відкритому повітрі.

Котел ПТВМ - котел піковий теплофікаційний водогрійний газомазутний, тобто може бути використаний для покриття пікової частини графіка теплових навантажень. Спочатку розшифровувався як - «піковий теплофікаційний водогрійний на мазуті», але більшість котлоагрегатів даного типу з часом були переведені на газ. Цифра після абревіатури означає теплопродуктивность котла (Гкал/год), в даному випадку це 100 Гкал/год.

Вода в опалювальному котлі циркулює за допомогою насосів. Витрата води залежить від режиму роботи опалювального котла: при роботі в зимовий період застосовується чотирьохходова схема циркуляції води по основному режиму, а в літній - двоходова по піковому режиму (див. рис. 3.2).

При чотирьохходовий схемі циркуляції вода в котлі з тепломережі підводиться в один нижній колектор і послідовно проходить через усі елементи поверхні нагріву котла, долаючи підйоми і опускаючись, після чого вода також через нижній колектор відводиться в теплову мережу.

При двоходовий схемою вода в опалювальному котлі надходить одночасно в два нижніх колектора і, рухаючись по поверхні нагрівання, нагрівається, після чого відводиться в теплову мережу. При двоходовий схемі циркуляції через котел пропускається майже вдвічі більше води, ніж при чотирьохходовий схемою.

Це пояснюється тим, що при літньому режимі роботи котла нагрівається більше, ніж у зимовий період, кількість води і вона надходить в опалювальний котел з більш високою температурою.

Регулювання продуктивності котла здійснюється включенням і відключенням пальників при постійній витраті мережевої води, межі регулювання продуктивності 25-100% номінальної.

Котли типу ПТВМ в свій час вироблялися в Радянському Союзі "Дорогобужский котельним заводом" великими серіями. Ці котли виробляються і на сьогоднішній день декількома підприємствами. Ця конструкція з п'ятдесятирічним минулим довела своє право на життя як з технічної точки зору, так і з точки зору можливості реалізації її на теплоенергетичному ринку. Однак працюючі тривалий час котли піддаються впливу корозії і ерозії, внаслідок чого виникає необхідність заміни окремих їх елементів. У ряді випадків модернізація та реконструкція котлів цього типу дозволяє продовжити термін їх служби на невизначено довгий час.



Рисунок 3.2 - Схема руху води в опалювальному котлі ПТВМ-100:

а - основний режим; б - піковий режим; 1 - вхідний та вихідний колектори; 2 - з'єднувальні труби; 3 - фронтальний екран; 4 - конвективний пучок труб; 5, 6 - лівий і правий бічні екрани; 7 - задній екран; 8 - колектори контурів; < рух води.

4 ОСНОВНІ РІШЕННЯ ПО АВТОМАТИЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

Для впровадження автоматизації котла ПТВМ-100 було прийнято наступні основні технічні рішення:

а) як операторська станція використовується ЕОМ з SCADA системою), що дозволяє забезпечити сучасний людино-машинний інтерфейс у тому числі:

- ведення історії параметрів;

- світлова й звукова сигналізація порушень;

- ведення журналу порушень;

- дистанційне керування процесом з ЕОМ;

При роботі оператор фактично мати справу не з технологічним процесом, а з його моделлю, і для прийняття певних рішень він повинний відтворити в пам'яті схему процесу, технологічну послідовність окремих операцій, визначити в кожен момент часу пріоритетність подій, прийнятих рішень і обраних керуючих впливів.

Система автоматизації котла ПТВМ-100, яка розроблена за курсовим проектом КП 5.092503.000.000-А для управління обладнанням котла, призначена:

- для автоматичного регулювання роботи котла з безперервним контролем і реєстрацією параметрів його роботи;

- для технологічної сигналізації при відхиленні параметрів роботи котла: температури, тиску й розрідження від заданих меж;

- для технологічного захисту котла та аварійної сигналізації при порушенні параметрів роботи котла заданих аварійних меж або при аварійній зупинці обладнання;

- для перевірки герметичності газової запірної арматури, вентиляції топки і газоходів котла, для введення в роботу і виведення з роботи котла;

- для дистанційного керування регулюючою та запірною арматурою котла, включаючи керування частотними перетворювачами вентилятора і димососа, контролю стану перерахованого обладнання.

- для забезпечення технологічних блокувань.

Схема автоматизації котла ПТВМ-100 приведена на кресленні КП 5.092503.000.000-А.С3 даного проекту.

Автоматичне регулювання.

Для забезпечення надійної та ефективної роботи котла передбачено автоматичне регулювання наступних параметрів:

- Регулювання тиску води на вході в котел шляхом управління клапаном подачі води;

- Регулювання теплового навантаження котла шляхом управління клапаном подачі газу поз. 1в;

- Регулювання подачі повітря до пальника котла для підтримки заданого співвідношення «паливо-повітря» шляхом зміни частоти напруги живлення двигуна вентилятора поз. 3б;

- Регулювання заданого розрідження в топці котла шляхом зміни частоти напруги живлення двигуна димососу поз. 14б.

Безперервний контроль, реєстрація та технологічна сигналізація.

Для забезпечення безпечної та ефективної експлуатації котла передбачений безперервний контроль і реєстрація наступних технологічних параметрів:

- Тиск газу на котел після регулюючого клапану (поз. 1а й 2а),

шкала 0-60кПа;

- Тиск газу на пальник (поз. 7а), шкала 0-25кПа;

- Витрати газу на котел, (поз. 6б), шкала 0-4000м3 / ч;

- Тиск газу опресовки відсікачів пальника (поз. 8а), шкала 0-60кПа;

- Тиск повітря на нагнітанні вентилятора (поз. 3а й 4а),

шкала 0-2,5 кПа;

- Температура води на виході з котла (поз. 13а), шкала -50-350 ° С;

- Розрядження в топці котла (поз. 14а й 15а), шкала -125 ... +125 Па;

- Тиск холодної води після регулюючого клапана (поз. 5а),

шкала 0-1МПа;

- Температура в топці (поз. 11а), шкала -40-800 ° С;

- Температура вихідних газів перед димососом (поз. 12а),

шкала -40-800 ° С;

- Положення регулюючого клапана на загальному газопроводі

до котла поз. 1в, шкала 0-100%;

- Положення регулюючого клапана холодної води поз. 5в - 0-100%;

- Частота обертання димососа поз. 14б - 0-100%;

- Частота обертання вентилятора поз. 3б - 0-100%;

- Положення регулюючого клапана на газопроводі до пальника № 1 поз. 204д 0-100%;

- Положення регулюючого клапана на газопроводі до пальника

поз. 7б - 0-100%;

Для оперативного оповіщення обслуговуючого персоналу забезпечується технологічна сигналізація про відхилення технологічних параметрів від заданих меж.

Контроль і реєстрація здійснюється за такими дискретним технологічним параметрам:

- Наявністі полум'я пальника і запальника (двох канальний прилад з іонізаційним та фото датчиками) поз. 10б, 10в (наявності полум'я запальника і пальника);

- Аварійної зупинки частотного перетворювача димососа

поз. 14б - дискретний вихід частотного перетворювача;

- Аварійної зупинки частотного перетворювача вентилятора

поз. 3б - дискретний вихід частотного перетворювача;

- Відкритого стану клапана безпеки поз. 7з на газопроводі

до пальника (кінцевий вимикач);

- Відкритого стану ПЗК поз. 7и, 7к та 7ж на газопроводі

до пальника (кінцеві вимикачі);

- Відкритого і закритого стану регулюючих клапанів поз. 7б

на газопроводі до пальника (кінцеві вимикачі);

Попереджувальна сигналізація передбачена за наступними параметрами:

- Тиск газу на пальники після регулюючого клапана (поз. 1а й 2а),

min 4кПа, max 13кПа;

- Тиск газу на пальник (поз. 7а), min 4кПа, max 13кПа;

- Тиск повітря на пальник (поз. 3а й 4а), min 0,2 кПа;

- Розрядження в топці котла (поз. 14а та 15а), max -1,5 Па;

- Тиск холодної води після регулюючого клапана (поз. 5а),

min 0,8 МПа;

Технологічний захист і аварійна сигналізація.

Для безпечної експлуатації котла передбачений захист, що виконує припинення подачі палива з увімкненням аварійної сигналізації і запам'ятовуванням першопричини спрацьовування захисту при порушенні заданих аварійних кордонів наступними параметрами:

- підвищення тиску газу на пальники вище 14кПа (поз. 7а);

- зниженні тиску газу на пальники нижче 2кПа (поз. 7а);

- зниженні тиску повітря перед пальниками нижче 0,15 кПа

(поз. 1а та 2а);

- пониженні розрідження в топці вище-1Па (поз. 14а та 15а);

захист передбачає припинення подачі палива з увімкненням аварійної сигналізації і запам'ятовуванням першопричини спрацьовування захисту при виникненні таких аварійних ситуацій як:

- припинення процесу горіння пальниках котла (фото датчик

поз. поз. 10б,10в),

- зупинка вентилятора поз. 3б;

- зупинка димососа поз. 14б;

- аварія контролера системи управління;

- відключення напруги;

- зупинка котла аварійною кнопкою HS1.

При порушенні заданих аварійних меж вище переліченими параметрами, а також при виникненні вище перелічених аварійних ситуацій вмикається аварійна сигналізація, запам'ятовується першопричина аварії і проводиться аварійне припинення подачі палива. Для цього виконуються наступні дії:

- Закриваються відсічні клапани на пальнику газу поз. 7к, 7ж;

- Відкривається клапана безпеки поз. 7и та 7з;

Потім проводиться вентиляція топки і газоходів.

Передбачена можливість перевірки дії захисту по кожному з перерахованих вище параметрів. Порядок перевірки захисту та дії обслуговуючого персоналу при перевірці захисту, а також при спрацьовуванні захисту повинні бути відображені в інструкціях обслуговуючого персоналу, що розробляються підприємством, що експлуатує котел відповідно до експлуатаційної документації котла і результатами пуско-налагоджувальних робіт.

Технологічні блокування

Для безпечної експлуатації котла передбачені наступні блокування:

- Блокування відкриття клапанів поз.7б, 7ж та 7к і закриття клапанів поз. 7и та 7з до завершення передпусковий вентиляції топки і газоходів;

- Блокування відкриття клапанів поз.7б, 7ж та 7к і закриття клапанів поз. 7и та 7з при натиснутої кнопки аварійної зупинки HS1.

За результатами пусконалагоджувальних робіт можливе введення додаткових блокувань, що забезпечують безпечну роботу котла.

Перевірка герметичності запірної арматури, вентиляція топки і газоходів, автоматичний розпал пальника.

Передпускова вентиляція топки і газоходів.

На 1-му етапі підготовки котла до розпалу повинна бути проведена вентиляція топки і газоходів котла. Для цього необхідно створити всі необхідні умови для вентиляції:

- Включити димосос;

- Включити вентилятор;

- Перевести регулятор тиску повітря в автоматичний режим, і встановити завдання 0,2 кПа,

- Перевести регулятор розрядження в автоматичний режим, і встановити завдання -20 Па,

Далі перевіряються умови:

- Відсутність факела пальника;

- Закриті ПЗК:

- Тиск повітря не менше 0,1 кПа,

- Розрядження -10 Па;

При дотриманні всіх перерахованих умов, починається відлік часу проходження вентиляції. Вентиляція відбувається протягом 15 хвилин. Якщо порушуються умови вентиляції, час зупиняється. Відлік поновлюється тільки після відновлення умов вентиляції.

По закінченні вентиляції автоматично подається напруга в схему керування газовим клапаном. Починається 2-ий етап.

Опресовка (перевірка герметичності)

Умови для проведення опресовки:

- Закінчена вентиляція,

Все клапана газового блоку в початковому стані:

- Закриті ПЗК:

-Поз.7к, ж;

- Відкритий клапан на "свічку безепеки":

-Поз. 7з;

Невиконання цих умов не дає дозволу проведення опресовки.

За алгоритмом опресовки проводиться перевірка на герметичність клапанів газового блоку.

- Закривається клапан на "свічку безепеки" поз. 7з,

- Відкривається клапан поз. 7и, через 5 секунд зачиняються.

Якщо за 30 секунд немає падіння тиску більше 5 кПа опресовка завершена.

У разі не щільності клапанів газового блоку опресовка не відбувається, необхідно усунути причину і провести повторну опресовку.

Після проходження обпресувки та відсутності порушень по параметрам захисту, які на даному етапі повинні бути в нормі, видається повідомлення про готовність котла до розпалювання.

На цьому закінчується 2-ий етап підготовки котла до розпалювання.

Розпал

Умови для розпалювання:

- Закінчена вентиляція;

- Закінчена опресовка.

При подачі команди на розпалювання пальника відкривається клапан 9б запальник. На запальник подається висока напруга. Якщо протягом 30 сек. не відбувається загоряння запальника, клапан запальника закривається, висока напруга знімається. Спробу розпалу можна повторити.

Якщо запальник загорівся оператор на протязі 5 хвилин дає дозвіл на розпал пальника. При цьому відкриваються два ПЗК поз.7к, ж. Якщо пальник не розпалили, протягом 10 сек. то відбувається загальне відсікання газу на пальник, алгоритм повертається на стадію вентиляції.

Дистанційне керування.

Передбачено дистанційне керування (з монітора комп'ютера і панелі оператора) блоком клапанів С4Н-4-118КП.

Місцевий контроль.

Для забезпечення безпечної експлуатації котла передбачений місцевий контроль наступних технологічних параметрів:

- Тиск холодної води після регулюючого клапана ( поз. 5) - 0-1 МПа;

- Тиску газу після регулюючого клапана (поз. 1) - 0-60 кПа;

- Тиск газу перед пальником (поз. 7) - 0-25 кПа;

- Розрідження в топці котла (поз. 14) - 125 - +125 Па.

(Для вище перелічених приладів вказана шкала вимірювання приладу).

5 МАТЕРІАЛЬНО - ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Проектом передбачено застосування в якості первинних приладів:

- поз. 11а, 12а - термоперетворювач ТП 2088/1/ХА (К) /-40 ... +850 ° С;

- поз. 13а - термоперетворювач ТС 1088/1/100П/-50 ... +350 ° С;

Ці перетворювачі виготовленні НПП "Элемер" (див. рис. 5.1).



Рисунок 5.1 - Зовнішній вигляд термоперетворювача "Элемер".

- поз. 1а, 2а, 3а, 4а, 5а, 8а - перетворювач надлишкового тиску Aplisens РС- 28 з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4 ... 20мА (див. рис. 5.2);

Рисунок 5.2 - Зовнішній вигляд перетворювача надлишкового тиску Aplisens РС- 28

- поз. 6б - датчики різниці тиску моделі Метран-150CD3 з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4 ... 20мА (див. рис. 5.3);



Рисунок 5.3 - Зовнішній вигляд датчику різниці тиску моделі

Метран-150CD3.

- поз. 14а, 15а - датчики тиску-розрідження Метран-150CG0 з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4 ... 20мА (див. рис. 5.4);

Рисунок 5.4 - Зовнішній вигляд датчику тиску-розрідження

Метран-150CG0.

- поз 10в, 10б - фотоелектродний сигналізатор полум'я ФЭСП-2.Р (див. рис. 5.5);



Рисунок 5.5 - Зовнішній вигляд фотоелектродного сигналізатора полум'я ФЭСП-2.Р.

- поз. 10а - запально-захисний пристрій ЗСУ-ПИ-45 L = 1500мм (див. рис. 5.6).

Рисунок 5.6 - Зовнішній вигляд запально-захисного пристрій

ЗСУ-ПИ-45.

Для управління регулюючою арматурою (регулюючими клапанами, шиберами) проектом передбачено застосування електричних виконавчих механізмів:

- Поз. 1в, 5в - виконавчий механізм МЭО 250/63-0 ,63-У-99 (4-20 мА) (див. рис. 5.7).

Для звукової сигналізації проектом передбачено - сирена С-03-24 (див. рис. 5.8).



Рисунок 5.7 - Зовнішній вигляд виконавчого механізму

МЭО 250/63-0 ,63-У-99 (4-20 мА).

Рисунок 5.8 - Зовнішній вигляд сирени С-03-24.

Обробка інформації, відображення інформації, видача керуючих сигналів здійснюється мікропроцесорними засобами керування. До складу мікропроцесорних засобів управління входять:

- Контролер фірми Schneider Electric TSX Premium (див. рис. 5.9), 24 аналогових входів, 8 аналогових виходів, 16 дискретних входів, 32 дискретних виходи ;

- Сенсорна панель XBT GT 15 ", TFT екран, XGA, 65536 кольорів, версія High-end (24 VDC, порти: RS232/RS485-SubD9, Ethernet-RG45 (див. рис. 5.10).

* Комп'ютер. Asus G41 + ICH7/VGA +1 xPCIe-x16/2xPCI/ATA + SATAII / mATX / Intel s775 Dual-Core E5700/4Гб RAM/500Гб SATA-II HDD / DVD + RW

- РК монітор з діагоналлю 22 ".

Рисунок 5.9 - Зовнішній вигляд контролера Schneider TSX Premium.

Рисунок 5.10 - Зовнішній вигляд сенсорної панелі XBT GT.

Рисунок 5.11 - Зовнішній вигляд комутатора МОХА EDS-305.

- Мережне устаткування - Ethernet комутатор МОХА EDS-305-MM-SC (див. рис. 5.11).

- Ліцензійне програмне забезпечення RSView32, v6.3; OPS Server v3.31; Windows XP. З урахуванням особливостей об'єкту автоматизації до основних завдань відносяться:

інтенсифікація виробництва на основі впровадження новітніх досягнень науки і техніки; скорочення чисельності технологічних переходів;

кількісний та якісний зріст одиничних потужностей обладнання;

підвищення ефективності праці;

створення умов для оптимального використання всіх ресурсів виробництва;

стабілізація продуктивності лінії нагріву води.

Програмно-логічне управління роботою станції здійснюється на основі математичної моделі управління процесом нагріву води в котлі ПТВМ-100.

6 ОПИС ПРИНЦИПОВИХ СХЕМ

Всі креслення проекту виконані у відповідності до ДЕСТу 3464-63 та ГСТ 36.-27-77.

Схема автоматизації котла ПТВМ-100, як зазначалось раніше, передбачає чотири контури регулювання.

Тиск води на вході в котел автоматично вимірюється й регулюється. Регулювання здійснюється в режимі стабілізації й забезпечуються автоматичною заслінкою, встановленою на лінії подачі води в котел. Тиск вимріюється перетворювачем тиску Aplisens PC-28 (поз. 5а) з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4-20 мА, який подається на аналоговий вхід модуля контролера Modicon Premium TSX, де цей сигнал обробляється у відповідності з заданою програмою. Керуючі дискретні імпульси "більше" й "менше" з контролера поступають напівпровідникові контактори (поз. 5б, 2 шт.), з яких керуючий імпульси ~ 220 В поступають на виконавчий механізм типу МЭО (поз. 5в), який регулює положення клапана подачі води.

Тиск газу на котел автоматично вимірюється й регулюється. Регулювання здійснюється в режимі стабілізації й забезпечуються автоматичною заслінкою, встановленою на трубопроводі газу. Тиск вимріюється двома перетворювачами тиску Aplisens PC-28 (поз. 1а та 2а) з уніфікованими вихідними струмовими сигналами 4-20 мА, які подаються на аналогові входи модуля контролера Modicon Premium TSX, де ці сигнали обробляються у відповідності з заданою програмою. Керуючі дискретні імпульси "більше" й "менше" з контролера поступають напівпровідникові контактори (поз. 1б, 2 шт.), з яких керуючий імпульси ~ 220 В поступають на виконавчий механізм типу МЭО (поз. 1в), який регулює положення клапана на трубопроводі газу.

Тиск повітря на пальник, для підтримки заданого співвідношення «паливо-повітря», автоматично вимірюється й регулюється. Регулювання здійснюється в режимі стабілізації й забезпечуються частотним перетворювачем. Тиск вимріюється двома перетворювачами тиску Aplisens PC_28 (поз. 3а та 4а) з уніфікованими вихідними струмовими сигналами 4-20 мА, які подаються на аналогові входи модуля контролера Modicon Premium TSX, де ці сигнали обробляються у відповідності з заданою програмою. Керуючий сигнал 4-20 мА з контролера поступає на частотний перетворювач Danfoss, який керує частотою напруги живлення приводу вентилятора.

Розрідження в топці автоматично вимірюється й регулюється. Регулювання здійснюється в режимі стабілізації й забезпечуються частотним перетворювачем. Розрідження вимріюється двома перетворювачами тиску Aplisens PC_28 (поз. 14а та 15а) з уніфікованими вихідними струмовими сигналами 4-20 мА, які подаються на аналогові входи модуля контролера Modicon Premium TSX, де ці сигнали обробляються у відповідності з заданою програмою. Керуючий сигнал 4-20 мА з контролера поступає на частотний перетворювач Danfoss, який керує частотою напруги живлення приводу димососа.

Тиск газу на пальник автоматично вимірюється й регулюється. Регулювання здійснюється в режимі стабілізації й забезпечуються автоматичною заслінкою, встановленою на лінії подачі газу на пальник. Тиск вимріюється перетворювачем тиску Aplisens PC-28 (поз. 7а) з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4-20 мА, який подається на аналоговий вхід модуля контролера Modicon Premium TSX, де цей сигнал обробляється у відповідності з заданою програмою. Керуючі дискретні імпульси "більше" й "менше" з контролера поступають напівпровідникові контактори (поз. 7б, 2 шт.), з яких керуючий імпульси ~ 220 В поступають на виконавчий механізм блоку клапанів С4Н-4-118КП (поз. 7б), який регулює положення клапана подачі газу.

Витрата газу на котел автоматично вимірюється за допомогою звужуючого пристрою та перетворювача перепаду Метран -150CD3 (поз. 6а) з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4-20 мА, який подається на аналоговий вхід модуля контролера Modicon Premium TSX, де цей сигнал обробляється у відповідності з заданою програмою.

Тиск газу опресовки автоматично вимірюється за допомогою перетворювача тиску Aplisens PC-28 (поз. 8а) з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4-20 мА, який подається на аналоговий вхід модуля контролера Modicon Premium TSX, де цей сигнал обробляється у відповідності з заданою програмою. Цей тиску - важливий параметр на стадії проведення опресовки, адже саме за показаннями цього приладу роблять висновок про герметичність блоку клапанів С4Н-4-118КП. Цей параметр дуже важливий при автоматичному розпалюванні пальника.

Температура в топці котла автоматично вимірюється за допомогою термоелектричного перетворювача ТП 2088 (поз. 11а), сигнал термо-ЕДС поступає на вторинній перетворювач "Элемер" ИПМ 0104/ХА1 (поз. 11б) з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4-20 мА, який подається на аналоговий вхід модуля контролера Modicon Premium TSX, де цей сигнал обробляється у відповідності з заданою програмою.

Температура в димоході автоматично вимірюється за допомогою термоелектричного перетворювача ТП 2088 (поз. 12а), сигнал термо-ЕДС поступає на вторинній перетворювач "Элемер" ИПМ 0104/ХА1 (поз. 12б) з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4-20 мА, який подається на аналоговий вхід модуля контролера Modicon Premium TSX, де цей сигнал обробляється у відповідності з заданою програмою.

Температура води на виході з котла автоматично вимірюється за допомогою термоперетворювача опору ТС 1088 (поз. 13а), сигнал термо-опору поступає на вторинній перетворювач "Элемер" ИПМ 0104/М1 (поз. 13б) з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4-20 мА, який подається на аналоговий вхід модуля контролера Modicon Premium TSX, де цей сигнал обробляється у відповідності з заданою програмою.

Контроль погасання полум'я пальника та запальника здійснюється за допомогою фотоелектродного сигналізатора полум'я ФЭСП-2.Р (поз. 10б, 10в), два дискретних вихідних сигнали від ФЭСП-2.Р поступають на дискретні входи контролеру Modicon Premium TSX, де цs сигнал обробляється у відповідності з заданою програмою.

Схема електрична принципова розподільчої мережі.

Принципову електричну схему розподільчої мережі виконують для кожного щита окремо. На цій схемі відображено вводи та відводи, відводи до електроприймачів, апарати захисту та керування, випрямлячі, стабілізатори, джерела живлення, лампи освітлення, штепсельні розетки та лінії електричного зв`язку між апаратами. В таблиці під схемою вказують позицію приладів, споживану потужність, напругу живлення та місце встановлення приладу. Схема розподільчої мережі приладів системи автоматизації проектується на основі розробленої функціональної схеми автоматизації. Проектування системи електропостачання проводиться в декілька етапів:

- вибираються джерела живлення;

- вибираються і розміщуються щити і зборки живлення системи автоматизації;

- проектується розподільча мережа;

- виконуються принципові схеми електроживлення.

Джерело живлення обирається за родом струму (постійний/змінний), вихідною напругою, потужністю та можливості забезпечити відхилення напруги живлення не більше допустимого для приладів систем автоматизації ±5% від номінального значення, якщо немає інших вказівок виробника. Вибір напруги мережі живлення визначається напругою живлення приладів системи автоматизації та напругою в системі електроживлення. В даному випадку обрано напругу 220В змінного струму від мережі трьохфазного змінного струму 380В з ізольованою нейтраллю. Вибір апаратів захисту здійснюється відповідно до вимог ПУЕ. Вибір автоматичних вимикачів, здійснюється шляхом розрахунку із потужностей та напруги живлення приладів. Дані розрахунки будуть наведені нижче.

Для захисту обрано автоматичні вимикачі виробника IEK ВА47-29, що випускаються однополюсного, двополюсного з відповідними номінальними струмами. Перелік апаратури електроживлення наведено в специфікації на схемі розподільчої мережі електроживлення. Для приладів ФЭСП-2.Р з напругою живлення ~24 В було обрано трансформатор ТП-60-1, ~220/24В, Iн=1.5А. Освітлення щита реалізоване за допомогою світильника люмінесцентного Navigator NEL-C2.

Для живлення приладів та модулів контролера, з напругою живлення 24 В постійного струму, використано чотири блоки живлення ABL4RSM24100 (PS1, PS2 та PS5, PS6), які через модулів резервування живлення ABL 8RED24400 (PS3 та PS7) підключаються до модулів селективного захисту ABL 8PRP24100 (PS4 та PS8). Дана схема дозволяє створити два резервовані джерела 24 В постійного струму з селективним захистом по чотирьом каналам на кожному джерелі. Алгоритм резервування та селективного захисту наступний: до модулю резервування (PS3) підключаються два блоки живлення (PS1, PS2). Модуль резервування живиться, наприклад, блоку живлення PS1, як тільки зникає напруга від PS1, модуль резервування переключається на блок живлення PS2, час переключення, при цьому, 0 сек. Таким чином а виході PS3 завжди є напруга 24В. Далі PS3 підключається до модулю селективного захисту PS4, який розділяю вхідну напругу на чотири гальванічного розв'язані канали.

Алгоритм роботи схеми деблокування: напруга 24 В від блоку селективного захисту (PS4) надходить на реле безпеки через контакти контролера безпеки (контакт Q1.1) і контакт реле контролю напруги 220В (контакт К1.1). при цьому реле безпеки (KV1) готове до взведення. Зведення його відбувається подачею короткочасного імпульсу від контролера через реле К2 (контакт К2.1). При цьому через контакт Q1.2 відбувається подача напруги в схему живлення дискретних виходів, а також через контакти реле безпеки (KV1.1) подача напруги в схему управління клапанами блоку клапанів С4Н-4-118КП.

Контролер безпеки (ZELIO LOGIC) - призначений для стеження за роботою основного контролера наступним чином: на дискретний вхід контролера безпеки з дискретного виходу основного контролера АСУ надходять імпульси з періодом 1сек, якщо основний контролер виходить з ладу то імпульси припиняються й контакти Q1.1 та Q1.2 розриваються.

Розроблена схема сигналізації призначена для попередження обслуговуючого персоналу про вихід технологічних параметрів за допустимі межі, виникнення ситуації небезпечної для здоров`я і життя людини та про завершення виробничого процесу. Дана схема сигналізації побудована на основі дискретних виходів контролера та світлосигнальних індикатор AD22DS білого кольору. Напруга живлення схеми сигналізації - 24 В постійного струму.

7 ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ ТА ОХОРОНА НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА

Загальні положення:

На посаду слюсаря, зайнятого на експлуатації приладів КВПіА, допускаються обличчя минулі відповідне навчання, що здали іспит і мають посвідчення на право виконання робіт з експлуатації КВПіА, а також минулий інструктаж на робочому місці по безпечних методах роботи.

Періодична перевірка знань робітників правил техніки безпеки і технічної експлуатації повинна проводитися щорічно. Повтор інструктажу з техніки безпеки -щорічно. Проведення екзаменів з перевірки знань оформляється протоколом і іншою документацією, здійснюється в строгій відповідності з правилами технічною експлуатацією на виробництві.

На самостійну роботу слюсар зайнятий на експлуатації приладів може бути допущений тільки після двох тижневої роботи як дублера слюсаря.

Перед початком роботи:

1. Перевірити справність засобів індивідуального захисту, комплектність і справність інструмента, пристосувань і приладів. При роботі застосовувати їхній тільки в справному стані.

2. Заступаючи на зміну, необхідно ознайомитися з записами начальника зміни за минулу добу.

3. Для перенесення інструмента до місця роботи використовувати спеціальну сумку.

4. Перевірити, щоб освітлення робочого місця було достатнім. Користуватися місцевим освітленням напругою понад 36В забороняється.

5. Якщо необхідно використати переносну лампу в звичайних умовах, її напруга повинна бути не більш 36В. При виконанні газонебезпечних робіт застосовувати переносні світильники у вибухобезпечному виконанні.

6. Уважно оглянути місце роботи, привести його в порядок, забрати всі сторонні предмети, що заважають роботі.

7. Відключення і підключення приладів, устаткування від живлення електрострумом первинної мережі (від розподільчого пункту, щита й ін.) дозволяється робити тільки електромонтером цього цеху.

8. Для попередження випадкового включення приладів в електромережу дочекатися від електромонтера цеху видалення запобіжника мережі електроживлення приладів і устаткування, а при капітальному ремонті від'єднання ізоляції кінців проводів, що живлять дане устаткування. На місці, де зроблене відключення вивісити попереджувальний плакат «НЕ ВКЛЮЧАТИ - ПРАЦЮЮТЬ ЛЮДИ!»

9. Перед початком роботи поблизу працюючого агрегату й устаткування переконатися в безпеці і попередити майстра про своє місцезнаходження і зміст роботи.

10. Під час роботи:

11. Перед установкою чи зняттям приладів і устаткування необхідно перекрити імпульсні лінії за. Відкриті кінці металевих трубок повинні бути заглушені пробкою, а гумові - спеціальними затисками.

12. Перед оглядом, чищенням і ремонтом приладів, що знаходяться в експлуатації, вживати заходів, що виключають можливість ураження від напруги.

13. При виконанні роботи потрібно бути уважним, не відволікатися на сторонні справи і розмови, не відволікати інших.

14. Працюючи в бригаді, погоджувати свої дії з діями інших членів бригади.

15. Розбирання приладів і устаткування робити послідовно. Відкріплюючи вузол, деталь, стежити за тим, щоб не упали вузли, що сполучаються, і деталі.

16. При роботі і ремонті ставати на випадкові предмети забороняється.

17. При ремонті на висоті використовувати тільки справні сходи і драбини.

18. Після кожного ремонту, ревізії, зв'язаних з газовим устаткувань, необхідно повірити всі з'єднання на щільність (на витік газу) за допомогою мильного розчину.

19. Для перевірки наявності напруги користуватися справним вольтметром чи спеціальною контрольною лампою, обладнаною відповідним до вимоги правил електробезпечності.

20. Робити очищення, ремонт приладів і устаткування під напругою забороняється.

21. Щити і шафи КВП закривати на замок.

22. Систематично стежити за справністю манометрів і напоромірів; не допускати випадків їхньої експлуатації в несправному стані чи з простроченим терміном огляду.

23. Робити роботи під тиском газу, пари, стиснутого повітря й ін. (зняття манометрів, роз'єднання імпульсів, набивання сальників і ін.) забороняються.

24. При продувці газових імпульсних ліній, з'єднану з імпульсом гумову трубку вивести з приміщення. Продувка імпульсів з викидом газу в приміщення забороняється.

25. При перевірці витратомірів необхідно спочатку відкрити зрівняльний вентиль, а потім закрити плюсової і мінусової вентилі, щоб запобігти вибивання мембрани в датчику.

26. Робити обхід або роботи в приміщенні тільки з дозволу майстра газової ділянки і за участю виділеного їм слюсаря. Знаходитися і працювати одному в приміщенні ГРУ забороняється.

27. З метою виявлення й усунення несправності, що викликають витік газу, робити не рідше разу в зміну, перевірку на щільність приладів і устаткування робити за допомогою мильного розчину.

28. Щодня в першу зміну спільно зі слюсарем газової ділянки робити перевірку автоматики безпеки на спрацьовування по всіх параметрах. Результати перевірки заносити у вахтовий журнал.

29. Один раз у 15 днів згідно графіка, затвердженого головним інженером заводу, у присутності начальника зміни, енергетика цеху робити перевірку і налаштування автоматики безпеки і блокування. Результати перевірки заносити в журнал цеху, що перевіряється.

30. При роботі в загазованому середовищі повинні застосовуватися молотки і кувалди з кольорового металу, а робоча частина інструмента і пристосувань з чорного металу. Застосування електродриля й інших інструментів, що роблять іскріння, забороняється.

31. Промивання деталей гасом, бензином робити на спеціально обладнаному для цієї мети місці з дотриманням правил пожежної безпеки.

32. Під час зміни необхідно робити запис у вахтовому журналі про всі неполадки і виконані роботи з розписом чергового.

33. Під час зміни виконувати тільки ту роботу, що доручена адміністрацією, і за умови, що безпечні методи її виконання добре відомі. У сумнівних випадках потрібно звертатися до майстра за роз'ясненням.

34. По закінченні роботи:

35. Зробити збирання робочого місця, забрати деталі, інструмент і матеріали на відведене для цього місце.

36. В аварійній ситуації ремонтний персонал КВПіА йде після закінчення зміни тільки після усунення несправностей, що викликали дану ситуацію.

Пожежна безпека

Помітивши загоряння, електромонтер повинен негайно приступити до гасіння пожежі наявними засобами і повідомити старшого по зміні.

Старший по зміні визначає вогнище пожежі, можливі шляхи її поширення і потребу у відключенні електрообладнання в зоні пожежі.

Для цього відключається комутаційна апаратура, зливається масло з маслонаповненого обладнання, витісняється водень із системи водневого охолодження.

Обладнання відключається без розпорядження, але з наступним повідомленням чергового по організації.

Для гасіння пожежі в електроустановках електромонтер повинен застосовувати вуглекислотні вогнегасники, сухий пісок, азбестову або грубошерстну тканину.

Якщо погасити пожежу своїми силами неможливо, електромонтер або старший по зміні повинен негайно викликати найближчу пожежну команду по телефону, радіо чи будь-якими засобами зв'язку.

При нещасних випадках, при пожежі електромонтер повинен уміти надати потерпілому першу медичну допомогу, при необхідності викликати швидку медичну допомогу і повідомити адміністрацію.

При відсутності у потерпілого дихання і пульсу електромонтер повинен зробити йому штучне дихання і непрямий (зовнішній) масаж серця, звернувши увагу на зіниці. Розширені зіниці свідчать про різке погіршання кровообігу мозку. При такому стані оживлення починати негайно, після чого викликати швидку медичну допомогу і повідомити адміністрацію про нещасний випадок.

Електромонтер повинен вміти надати першу допомогу при опіках. Не слід стягувати з обпеченого місця одяг і видаляти білизну, що прилипла до рани. При опіку очей електричною дугою необхідно робити холодні примочування розчином борної кислоти.

Укомплектування робочого місця первинними засобами пожежегасіння. Крім того, необхідно перевірити наявність пожежних повiдомлювачiв та цільність скла i пломб на них.

Місця розміщення засобів пожежегасіння:

ЦПУ - вогнегасник ОУ- 8.

РПА - вогнегасник ОУ- 8.

Майстерня КВП - вогнегасник ОУ- 8.

Вид, кількість та розміщення первинних засобів пожежогасіння має відповідати „Правилам пожежної безпеки України”.

8 ВИСНОВОК

Під час виконання курсового проекту, була розроблена схема автоматизації водогрійного котла ПТВМ-100, яка передбачає використання новітніх приладів, засобів, та алгоритмів автоматизації виробництва та дозволить вирішити наступні завдання:

- підвищення якості вимірювальних параметрів та зменшення похибок при вимірюваннях;

- підтримка існуючих технологічних параметрів на заданому рівні;

- реалізація сучасних алгоритмів керування, розподілених систем за допомогою використання програмованого логічного контролера;

- сигналізація важливих значень технологічних параметрів в процесі виробництва.

- Аналіз технологічного об'єкту показав необхідність розробки та впровадження нових технологій з метою підвищення безпеки експлуатації об'єкта, збільшення точності підтримки нагрітої води, підвищення безпеки праці і надійності роботи устаткування та покращення економічних показників.

Також були розроблені заходи по охороні праці і техніці безпеки.

ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ:

1. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в пищевой промышленности / Широков Л.А., В.И. Михайлов, Р.З. Фельдман и др.; под ред. Л.А. Широков. - М.: Агропромиздат,1986 - 311 с.

2. Автоматизація технологічних процесів і виробництв харчової промисловості / Ладанюк А.П., Трегуб В.Г., Ельперін І.В., Цюцюра В.Д. - К.: Аграрна освіта, 2001 - 224с.

3. Проектирование схем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А.

4. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. - 2е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоавтомиздат, 1990 - 464 с.

5. Офіційний сайт Метран : metran.ru

6. Офіційний сайт Schneider Electric: http://www.schneider-electric.com/site/home/index.cfm/ru/

7. http://estudo.ru

8. http://www.electronshik.ru

9. http://www.tessco.com/products/displayProductInfo.do?sku=319625&eventPage=1

10. http://www.elemer.ru/production/temperature/

Размещено на Allbest.ru