Лекция № 8. Основные положения разработки систем регулирования

Основные положения разработки систем регулирования

Система управления ТОУ должна обеспечивать ряд целей управления:

ü заданную точность поддержания технологического регламента в любых условиях;

ü надежную и безаварийную работу оборудования;

ü пожаро- и взрывобезопасность.

Разработку системы управления начинают с выбора параметров, участвующих в управлении. К ним относятся контролируемые, сигнализируемые и регулируемые величины, а также параметры, изменяя которые, можно вносить регулирующее воздействие. Далее выбирают идеи и способы осуществления алгоритмов управления, защиты и блокировки, а затем – конкретные автоматические устройства системы управления. Существенное значение имеет достижение цели управления при минимальном числе параметров.

1. Выбор регулируемых параметров и каналов внесения регулирующих воздействий.

При осуществлении выбора необходимо знать целевое назначение процесса, взаимосвязь его с другими процессами производства, его статические и динамические характеристики.

Обычно число регулируемых параметров составляет ¼ часть всех остальных параметров. Важно стабилизировать входные параметры, т.к. с их изменением в объект поступают наиболее сильные возмущения. Однако это не всегда возможно, т.к. многие параметры определяются технологическими режимами предыдущего и последующего процессов.

Обычно выбирает наиболее целесообразный перечень регулируемых параметров в силу следующих обстоятельств:

ü должен быть обеспечен перечень требований к системе управления;

ü число параметров должно быть минимальным;

ü канал управления должен обеспечивать максимально-быстрое изменение регулируемой величины.

Выбор эффективных каналов основан на анализе статических и динамических характеристик:

ü по статической характеристике можно оценить степень влияния одних параметров на другие;

ü по динамической характеристике можно оценить эффективность вносимого воздействия (взаимосвязь параметров).

2. Выбор контролируемых параметров

Необходимо при минимальном числе контролируемых параметров обеспечить наиболее полное представление о процессе.

Контролю подлежат, прежде всего, параметры, знание текущих значений которых облегчает пуск, наладку и ведение технологического процесса, т.е. все регулируемые и нерегулируемые параметры. при изменение которых в объект поступает возмущающее воздействие.

Особое внимание следует обратить на контроль параметров, характеризующих предельные допустимые концентрации газов в воздухе производственных помещений.

3. Выбор сигнализируемых параметров.

Выбор осуществляется после анализа объекта с учетом его пожаро- и взрывоопасности, токсичности и агрессивности перерабатываемых веществ.

Сигнализации подлежат все параметры, изменение которых могут привести к аварии, несчастным случаям или серьезному нарушению технологического режима. Одним из важных назначений устройств сигнализации является оповещение обслуживающего персонала о нарушениях технологического процесса, которые могут привести к браку выпускаемой продукции (отклонение наиболее ответственных внутренних параметров, прекращение подачи продуктов, теплоносителей) или аварии.

Под аварией понимают, как правило, быстротечный переход из состояния нормальной работы установки к нештатному развитию процесса. Признаки аварии регламентируются нормативно-справочной документацией. Различают две категории аварий:

ü I категория – нарушение работы предприятия или его части (разрушение здания, оборудования, трубопроводов, нарушение выпуска продукции) с большими экономическими потерями и материальными затратами на восстановление;

ü II категория – нарушение работы на отдельном участке цеха, объекта (остановка из-за отключения электроэнергии, подачи воды, пара).

Для своевременного распознавания возникновения нештатной ситуации на объекте разрабатываются систем технической диагностики и диагностики состояния процесса.

Под технической диагностикой подразумевают оценку состояния оборудования в ходе его эксплуатации по заранее выясненной совокупности определяющих параметров, а под диагностикой состояния – оценку хода технологического процесса, с выявлением отклонений от регламента, вызванных внесшими и внутренними для объекта возмущениями.

С помощью систем диагностики можно предсказывать возможные отклонения в режимах работы оборудования и локализовывать на основе специальных методов неисправности.

Алгоритм системы диагностики упрощенно можно представить следующим образом:

1. получение информации о техническом состоянии системы (количественное и качественное состояние объекта);

2. анализ полученной информации (обработка и сравнение полученных результатов с допустимыми, декларированными значениями);

3. подготовка и принятие управленческих решений, необходимых для возвращение процесса в нормальный режим работы и пересмотр объемов и сроков технического обслуживания системы или отдельных агрегатов.

Системы диагностирования закладываются при проектировании системы управления, т.к. только при этом можно обеспечить необходимый уровень контролепригодности и технологичности. Важной задачей диагностирования является разработка эффективных средств диагностирования (датчиков, преобразователей), имеющих повышенную надежность и срок службы.

4. Выбор параметров и способов защиты (блокировки)

В качестве параметров защиты выбираются:

ü концентрация взрывоопасных веществ в воздухе помещений (ПДК);

ü прекращение подачи одного из веществ в технологический аппарат (пар, вода, хладоагент);

ü давление в аппарате.

Оперативный персонал при оповещении его средствами сигнализации о нежелательном развитии событий должен принять соответствующие меры по их ликвидации. Если меры не эффективны и параметр достигает аварийного значения должна сработать автоматическая система защиты, которая обязана:

ü перераспределить материальные и тепловые потоки;

ü включить или выключить аппараты с целью предотвращения выпуска брака или перехода к аварии;

ü объект переводится в безопасное состояние вплоть до останова, а пуск осуществляется только оператором.