Монтаж і налагодження засобів автоматизації

 

Розташування щитів на технологічній ділянці

Враховуючи те, що цукрове виробництво об’єднує багато складних технологічних процесів, то щит розміщується в найбільш оптимальних для нього умовах.

Щит автоматизації розміщують в спеціальному приміщенні.

Спеціальні приміщення в залежності від їх функціонального призначення (апаратні, операторські, диспетчерські) характеризуються різними розмірами, місцем розташування, мікрокліматом.

В операторських приміщеннях зберігається вся апаратура необхідна для оперативного контролю і управління технологічного процесу.

Апаратні служать для розміщення неоперативних засобів автоматизації, таких як регулятори, функціональні блоки, релейні та інші електро- і пнемо - прилади, встановленні на об’ємних і плоских штативах, релейних щитах і щитах з зборками контактних затискачів. Апаратні не мають постійного обслуговуючого персоналу.

Місце встановлення щитових конструкцій в спец приміщеннях повинні відповідати вимогам, які зумовлять нормальні умови монтажу і експлуатації приладів і засобів автоматизації. У відповідності з вимогами СНИП 3.05.07-85, до початку монтажу щитових конструкцій у відповідних приміщеннях, всі будівельно - монтажні роботи по встановленню трубопроводів і обладнання повинні бути завершені. В спеціальних приміщеннях повинні бути виконані всі будівельні роботи, в тому числі повинні бути змонтовані джерела живлення та підведені до місця монтажу.

В приміщенні встановлені щита температура навколишнього середовища повинна бути не нижчою +5°С.

Розміщення, розміри та експлуатаційні умови спеціальних приміщень, розрахованих на встановлення в них щитів, виконують у відповідності з вимогами РТМ 25.298-83, а також ВСН 205-84. Вибір місця розміщення щитових приміщень (операторських, апаратних) у виносних окремих спорудах повинен відповідати протипожежним вимогам, нормам, будівельним рішенням.

Спеціальні приміщення не дозволяється розміщувати над або під вентиляцією, в місцях на які діють сильні магнітні поля а також в місцях вібрацій.

Площа приміщень вибирається з урахуванням робочої зони. Ширина від 9 до 12 м, висота до 3 м. Ширина між щитом та стінкою повинна бути в межах 0,6-0,8 м.

Щитове приміщення обладнується засобами опалення та вентиляції повітря.

Освітлення спец приміщень повинно забезпечити:

    Рівномірне освітлення поверхні щита;

    Відсутність тіней;

    Відсутності пульсації світлового потоку;

    Подібні характеристики джерел освітлення до характеристик денного світла;

    Мінімальні контрасти в приміщенні.

У приміщенні повинно бути основне та резервне освітлення.

Будівельною частиною, згідно проекту, повинні бути передбаченні закладні конструкції для встановлення і закріплення щитів, а також подвійна підлога, канали, проходи та інше. Подвійні канали монтуються для прокладки під щитами кабелів.

Проводки під щитами прокладаються в трубах, в подвійній підлозі. При установці щита нижче відмітки подвійної підлоги, на чорній підлозі захисного простору доцільно монтувати канали глибиною 50-70 мм, шириною 300-500 мм. Наявність таких каналів дає можливість здійснювати прохід кабелю під раму щита. Канали виконують у шарі бетону.

 

Рисунок 3.1 - Встановлення щита над подвійною підлогою в спеціальному приміщенні

- закладний елемент;

- щит;

- рівень верхньої підлоги;

- плита підлоги.

 

Перед початком монтажних робіт щита, потрібно перевірити будівельну і технологічну готовність проекту, повинні бути виконані підготовчі роботи, змонтовані металоконструкції. Електричні проводки повинні бути підведенні до місці встановлення щита, кінці яких встановлюють так, щоб вони не заважали встановленні та закріплені щита; і виключалась можливість їх механічного пошкодження.

Щитові конструкції повинні поставлятися на об’єкт в завершеному для монтажу виді, а саме з приладами, з внутрішньою електропроводкою, з конструкціями для установки і кріплення приладів і апаратів.

При монтажі щит встановлюється у вертикальному положенні. Каркаси і допоміжні елементи повинні бути закріплені між собою. Зварювальні шви в місцях кріплення зачищають та фарбують. Дефекти що виникли під час монтажу усуваються, затягуються різьбові з’єднання, порушенні контактні з’єднання відновлюють. При закінченні монтажних робіт щит підлягає ретельному огляді.

Електричні проводки вводяться в щит через ущільнювачі. Для ущільнення вводів виконують захисні гільзи, які у бетонних перегородках встановлюють герметично, а до металевих приварюють. Гільзи ущільнюють сальниками.

Для ущільнення вводу захисних труб на відстань використовують ущільнюючі трійники, які після затягнення в них електропроводок заливають розігрітою кабельною масою.

Кабелі проводять до щита у тому порядку, в якому вони згруповані в приміщенні. Підведенні до щита кабелі підключають до клемників.

У відповідності з вимогами ОСТ 36.13-76, кожний щит повинен заземлюватися, тому щит повинен мати заземлюючий зажим по ГОСТ 21130-75, до якого під’єднується заземлюючий провідник (краще мідний). Заземлюючий зажим знаходиться у нижній частині опорної рами щита, та позначений відповідним знаком.

Заземлення щитових конструкцій проводять згідно ГОСТ 12.007.7-85.

Металеві елементи щитових конструкцій, в тому числі деталі для монтажу приладів і апаратів, повинні мати надійне електричне з’єднання з заземлюючим затискачем.

Заземлення корпусів приладів, які мають спеціальні виводи «земля», виконують гнучким провідником. Цей провідник від клеми «земля» під'єднується до нульового затискача щита.

Компонування приладів і засобів автоматизації на щитах та їх монтаж

Для розміщення приладів і апаратури дифузійного апарату вибираємо щит ШЩ-ЗД-І-2200х800х600.

Компоновка приладів на щиті виконується згідно з ОСТ 36-13-90. відстань між приладами на фасадній панелі щита визначається згідно з рекомендаціями РМ 4-51-73 «Щиты и пульты управления. Принципы компоновки».

Поле І щита являється декоративним і на ньому прилади не розміщуються. На фасадній панелі щита розміщено мікропроцесорні регулятори МІК-25-02, МІК-21-05, МТР-8, технологічні індикатори ИТМ-22-02, лампа сигналізації напруги, вторинний прилад Н-342К і кнопка управління ПКЕ 112/2.

Лампа сигналізації напруги розміщена на висоті 1900 мм., технологічний індикатор - 1750 мм і 1550 мм, регулятори МІК-25-02 МІК-21-05, МТР-8 - на висоті 1350 мм, вторинний прилад Н-342К - на висоті 1750 мм, кнопка управління - на висоті 1050 мм.

Клемно-блочні з’єднання для підключення вхідних і вихідних кіл регулятора розміщуються на передній панелі з середини щита на висоті 1150 мм.

При монтажі приладів на бокових стінках щита ліва і права стінки навантажуються однаково, тому що при автоматизації пневматика не використовується.

Автоматичні вимикачі розміщені на лівій стінці щита на висоті 1200 мм і 1000 мм. На праві стінці на висоті 1000 мм розміщені блоки живлення.

Електричні проводки всередині щита виконують по ОСТ 36-13-90. Провідники в щиті збираються в джгути, які прокладаються горизонтально або вертикально по найкоротшим відстаням з найменшим числом згинів. Джгути не повинні заважати при експлуатації приладів. Кріплення провідників проводиться за допомогою перфорованої стрічки. Маркування провідників проводять по ГОСТ 19034-82, полівінілхлоридними трубочками білого кольору довжиною 15-20 мм.

При компоновці щита необхідно відводити достатньо місця для природної вентиляції приладів. Якщо вони нагріваються до температури 50ºС, то потрібно використовувати штучні джерела вентиляції.

Монтаж датчиків і регулюючих органів на об’єкті

При автоматизації дифузійного апарату використовуються датчики температури, рівня, рН, концентрації, витрат і виконавчі механізми, для зміни положення регулюючого органу в залежності від команди регулятора.

Датчиком температури служить термоперетворювач опору Метран-203. Перед його монтажем ретельно перевіряємо цілісність чутливого елемента і опір ізоляції по відношенню до захисної арматури. На рисунку 3.2 зображено методи монтажу термоперетворювачів опору.

 

Рисунок 3.2 Методи монтажу термоперетворювачів опору

а, б - на горизонтальних та вертикальних поверхнях;

в-на коліні;

г - за допомогою розширювача.

 

Монтаж термоперетворювача опору проводиться за допомогою бобишки, яка встановлюється в трубопроводі.

При монтажі датчиків температури повинні виконуватись такі вимоги:

1. місце датчика відповідає технічному проекту і інструкції з експлуатації завода виробника;

2. забороняється монтувати датчик в незавершених трубопроводах або обладнанні;

3. не повинні встановлюватись у вологих приміщеннях, у приміщеннях з вібрацією, з ударним навантаженням, в агресивному середовищі, якщо інше не дозволяється заводом виробником;

4. прилади повинні пройти зовнішній огляд і перед монтажну перевірку.

5. глибина чутливого елемента повинна забезпечити найбільший дотик із середовищем вимірювання;

.   на прилад не повинні впливати сторонні джерела тепла і радіації

.   з’єднання датчика і регулятора повинно проводитись термоелектричними провідниками.

Датчиком рівня служить перетворювач рівня Метран 100ДГ-1531, що встановлений безпосередньо в корпусі дифузійного апарату. При його монтажі необхідно щоб забезпечувалась зручність монтажу та обслуговування. Місце встановлення датчика повинне відповідати технічному проекту.

Чутливим елементом для вимірювання рН дифузійного соку служать електроди ДМ-5М. Електроди перетворюють значення рН в пропорційний сигнал електричної напруги. Монтаж чутливого елемента проводять в місцях легкодоступних для обслуговування, з характерним рН.

Рефрактометри призначені для вимірювання вмісту цукру в дифузійному соку і встановлені в трубопроводі відкачування дифузійного соку. Монтуються на байпасній лінії за допомогою фланцевих з’єднань.

Витрати дифузійного соку, сульфітованої та жомопресової води вимірюються за допомогою витратоміра типу Mag 1100flo. Його розміщення і монтаж проводиться таким чином, щоб забезпечити необхідну точність вимірювань, вільний доступ при налагодженні. Перед монтажем прилад піддають зовнішньому огляду, при цьому перевіряється відповідність технічним параметрам, комплектність, відсутність механічних пошкоджень. Кріплення приладу в технологічному трубопроводі не повинно порушувати його герметичність. Для забезпечення щільності з’єднань використовують прокладки з різних матеріалів, що вибираються в залежності від середовища вимірювання. Витратомір Mag 1100flo монтується в трубопровід за допомогою фланцевих з’єднань. При цьому установка фланців повинна проходити так, щоб площини фланців були паралельні між собою і перпендикулярні до осі трубопроводу. Прокладка що використовується для ущільнення не повинна виступати всередину трубопроводу. Важливою умовою при монтажі датчика є те, що він монтується на прямій ділянці трубопроводу і вимірювальне середовище повинне повністю заповнювати трубопровід.

Забезпечення заданого режиму регулювання в значній мірі залежить від правильного встановлення регулюючого органу. При цьому повинна бути чітко встановлена залежність між переміщенням регулюючого органу, виражена в градусах. Регулюючі органи встановлюються на трубопроводі. Вони повинні вільно, без заклинювання переміщатися від одного крайнього положення до іншого.

Виконавчий механізм встановлюють поблизу регулюючого органу в місцях без вібрацій, у суворому співвідношенні з проектом. Монтаж проводиться на спеціальних підставках або кронштейнах, які в свою чергу закріплюють на стінах, каналах та інших конструкціях споруди. Конструкція кріплення виконавчого механізму повинна бути міцною з урахуванням маси механізму та створення ним зусиль. При встановленні виконавчого механізму потрібно стежити щоб його вал знаходився у горизонтальному положенні. Вал з’єднують з валом регулюючого органу кривошипом і тягою. Корпус заземлюють за допомогою провідника з перерізом не менше 4 .

 

Рисунок 3.3 - Загальний вид, виконавчого механізму МЕО 100/25-0,25

- речаг; 5 ручний привід; 9 - зубчаста пара;

- болт заземлення; 6 - редуктор; 10 - черв’ячна пара.

- датчик; 7 - штепсельний розєм;

- панель; 8 - електродвигун;

 

При відхиленні певного технологічного параметра від номінального значення, регулятор подає сигнал на виконавчий механізм, рух якого має призвести до встановлення технологічного параметра в номінальне значення. Рух виконавчого механізму обмежується кінцевими вимикачами які відключають електродвигун виконавчого механізму при досягненні ним одного з кінцевих положень.

Налагодження системи автоматизації

Для забезпечення нормального проходження технологічного процесу і точності контролюючих параметрів велику увагу приділяють налагодженню приладів і засобів автоматизації.

Налагодження засобів вимірювань і систем технологічного контролю передбачає комплекс робіт по їх перевірці і налагодженні, що забезпечує одержання достовірної інформації, позначення контрольованих величин і хід технологічного процесу.

Налагоджувальні роботи виконуються в три стадії.

На першій стадії проводяться підготовчі роботи, вивчаються проектні рішення, канали зв’язку з об’єктом, технологічне обладнання, здійснюється передмонтажна перевірка приладів і засобів автоматизації.

На другій стадії виконується автономне налагодження систем технологічного контролю, монтаж яких закінчено на об’єкті. Роботи другої стадії можуть виконуватися одночасно з монтажними роботами.

На третій стадії виконуються роботи по комплексному налагодженні систем контролю і автоматизації до значень при яких система використовується в експлуатації. Роботи третьої стадії проводяться після повного закінчення будівельно - монтажних робіт.

Налагоджувальні роботи включають такі операції:

. Підготовча робота, в процесі якої наладчики спільно з монтажним персоналом детально розглядають проектну та іншу технологічну документацією, вносять до неї необхідні зміни, знайомляться з об'єктами налагоджувальних робіт і технологією виробництва, основним і допоміжним обладнанням, після чого складають програму налагоджувальних робіт.

. Стандартна перевірка і регулювання приладів і апаратури автоматизації, яка проводиться на стендах в лабораторії налагоджувальної дільниці. При стендовій перевірці визначають, чи відповідає апаратура проекту, а також технічній документації заводів-виробників. Якщо прилад не відповідає вказаній технічній документації, його не можна використовувати при монтажі.

. Індивідуальне випробування апаратури, після закінчення монтажу. Випробування проводять на непрацюючому технологічному обладнанні шляхом штучно подаваних сигналів на той чи інший прилад або елемент схеми автоматизації. При цьому встановлюють відповідність змонтованої апаратури і з'єднувальних проводок нормам, а також перевіряють працездатність приладів і засобів автоматизації, правильність і надійність спрацювання їх при подачі штучних сигналів.

. Налагодження приладів і засобів автоматизації на оптимальний режим роботи на працюючому технологічному обладнанні.

Мета пусконалагоджувальних робіт - відрегулювати весь комплекс пристроїв і налаштувати їх на заданий технологічний режим. Попереднє випробування і налагодження систем автоматизації виконують у відповідності з технологічними режимними картами, які надаються замовником.

Налагодження і підготовку до пуску розпочинають з пристроїв, які живлять прилади і системи автоматизації електроенергією.

При налагодженні системи автоматизації на діючому технологічному обладнанні необхідно забезпечити проектну точність вимірювання параметрів технологічного процесу. Точність виміру системи перевіряють порівнянням показів приладів системи контролю з безпосереднім вимірюванням параметрів процесу або даними, одержаними в результаті розрахунків. Безпосереднє вимірювання параметрів виконують зразковими приладами на місці.

При визначенні точності роботи системи контролю наладчик повинен враховувати і вводити поправки на відхилення становищ вимірюваних середовищ від розрахункових. Як правило, точність роботи системи автоматизації перевіряють при показниках технологічного процесу, близьких до проектних, щоб умови роботи приладів також наближались до розрахункових. Вимога наявності середніх навантажень в повній мірі відноситься й до наладки систем регулювання та дистанційного управління.

При відхиленні показів системи контролю від розрахункових перевіряють всі елементи системи, включаючи і з'єднувальні лінії, усувають несправності і повторно включають систему в роботу.

Точна і надійна робота системи контролю в значній мірі визначається якістю проведення початкових етапів налагоджувальних робіт, а систем регулювання - якістю динамічної настройки на діючому технологічному обладнанні.

Налагодження автоматичних систем регулювання включає такі види робіт:

1. Визначення інерційності і коефіцієнта підсилення регулюючих величин;

2. Розрахунок за одержаними даними настройок регуляторів;

.   Встановлення і включення регуляторів з розрахунковими значеннями настройок в роботу;

.   Корегування при необхідності встановлених значень параметрів динамічної настройки регуляторів.

Інерційні властивості об'єкта можуть бути визначені як розрахунковим шляхом, так й експериментально. На практиці налагоджувальних робіт застосовують різні експериментальні методи оцінки властивостей регульованих величин, оскільки вони менш громіздкі й дозволяють враховувати всі відхилення конструкцій апаратів і самих процесів від ідеальних, які приймаються за основу при розрахункових методах. Вид експериментального методу вибирають з урахуванням необхідної точності одержаних даних, захищеності процесу від перешкод, можливих відхилень параметрів ділянок регулювання від номінальних, необхідних для одержання достеменних характеристик.

Обробка одержаних експериментальних даних дозволяє одержати інформацію про властивості каналів регулювання, такі як інерційність та коефіцієнт підсилення. Після настройки регуляторів системи включають в роботу. Завдання регуляторам по підтриманню регульованих величин встановлюють у відповідності з вимогами проекту або технологічного персоналу. При роботі систем дистанційного управління, що входять в системи регулювання, номінальне значення регульованого параметра повинно забезпечуватися при відкритті регулюючого органу в межах 40-75% від максимального.

Налагоджувальні роботи повинні проводитися з відома технологічного персоналу. При оцінці автоматичної системи вирішальне слово залишається за технологами.

Для підтримання значень технологічного процесу використано мікропроцесорні регулятори МІК-25-02, МІК-21-05, МТР-8 робота яких залежить від правильності їх налаштування. Вони є легко програмованими, зручними у використанні компактними приладами. Регулятори дуже гнучкі у використанні і можуть швидко і легко, змінивши конфігурацію, виконати більшість завдань управління технологічними процесами.

Регулятори конфігуруються через передню панель приладу або через гальванічно розділений інтерфейс RS-485, що також дозволяє використовувати прилади в якості віддаленого контролера при роботі в сучасних мережах управління і збору інформації.

Параметри конфігурації регуляторів зберігаються в незалежній пам'яті. Програма конфігурації регуляторів повинна бути складена заздалегідь і оформлена в виді таблиці, це позбавить користувача від помилок при введенні параметрів конфігурації.

При настройці і перебудові з одного типу вхідного сигналу на інший тип, необхідно привести у відповідність наступне:

- параметри меню конфігурації, що відповідають типу вхідного сигналу;

-   положення перемичок на клемно-блоковому з'єднувачі; 

-   положення перемичок на модулі універсальних входів.

Після виконання операцій конфігурації, регулятори переводять в режим РОБОТА. У режимі РОБОТА відбувається вимірювання і обробка вхідних сигналів по заданій програмі.

Висновок: в даному розділі дипломного проекту сформовано завдання по автоматизації похилого дифузійного апарату. На підставі цих завдань вибрано шляхи (методи) їх досягнення. Для технічної реалізації системи автоматизації вибрано сучасні мікропроцесорні засоби. Для розміщення приладів і засобів автоматизації вибрано щит ШЩ-ЗД-І-2200х800х600, який скомпоновано з урахуванням нормативних вимог і безпеки обслуговування. Щит розміщений в спеціальному приміщенні.

 

 

 

Розрахункова частина