Автоматизация технологического оборудования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Практически все строящиеся и реконструируемые промышленные объекты оснащаются средствами автоматизации. Наиболее сложные объекты нефтеперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности, производства минеральных удобрений, черной и цветной металлургии, энергетики, газового хозяйства и др. оснащаются комплексными системами автоматизации.

Системы автоматизации все в большей степени используются на объектах жилищного строительства и социально-бытового назначения.

АТП и контроль их основных параметров связаны с их повышенными требованиями к четкости и безотказности работы приборов и систем автоматизации. Точность производимых измерений и регулируемых воздействий во многом зависит от монтажа.

Монтаж приборов и систем автоматизации является одним из самых наиболее технически сложных разделов монтажных работ. От квалификации монтажников, знания ими современной технологии монтажа, приемов работы, умения пользоваться чертежами, современными инструментами и механизмами во многом зависит качество и сроки строительства и реконструкции промышленных объектов.

Технологические процессы современных промышленных объектов требуют контроля большого числа параметров. В связи с этим при проектировании и эксплуатации промышленных установок исключительное значение придается вопросам обеспечения надежного контроля над ходом технологического процесса.

Надежность и достоверность технологического контроля в значительной мере определяется качеством наладки средств измерения, систем и устройств технологической сигнализации, защит и блокировки. Наладка средств измерений и систем технологического контроля предусматривает комплекс работ по их проверке и настройке, обеспечивающих получение достоверной информации о значении контролируемых величин и ходе того или иного технологического процесса.

Сдача налаженных систем автоматизации в эксплуатацию производится как по отдельным узлам, так и комплексно по установкам, цехам и производствам.

Следует отметить, что наладка средств измерения и систем автоматизации находится в тесной связи с наладкой самого технологического процесса, АСУ ТП электроприводами, санитарно-технических систем и т.п.

Эффективная работа любого производства обеспечивается также комплексной наладкой с участием специалистов различных специализированных организаций и производственных подразделений.

Так как автоматизация производственных процессов внедрена практически во все отрасли агропромышленного комплекса страны - не обошла она и такую отрасль промышленности, как производство пищевых продуктов, и производство алкогольной продукции в том числе.

1. Общая часть

1.1 Краткая характеристика технологического процесса и технологического оборудования

Рассмотрим процесс производства газированных напитков.

Вода, являющаяся основным компонентом газированного напитка, сначала фильтруется в песочном фильтре грубой очистки. Тонкая обеспложивающая фильтрация воды осуществляется в керамическом свечном фильтре.

Для тонкой очистки воды используют фильтр-пресс, также работающий под давлением. Осветленная вода насосом подается в катионитовый фильтр для умягчения. Регенерация фильтров осуществляется с помощью солерастворителя путем изменения тока воды. Умягченная вода подвергается обеззараживанию ультрафиолетовыми лучами в бактерицидной установке. Насосом вода подается в холодильник, где охлаждается до температуры 4…7°С и направляется в производство.

В целях предотвращения кристаллизации сахарозы и придания сахарному сиропу мягкого и приятного вкуса его направляют в сироповарочный аппарат для инверсии. Инвертныи сахарный сироп после охлаждения в теплообменнике до 25°С насосом перекачивается в сборник.

Соки и настои из сборника, отфильтрованные при необходимости в фильтр-прессе, насосом подаются в стальной эмалированный сборник. Для растворения лимонной кислоты и эссенции, а также для приготовления разных добавок на предкупажной площадке размещены сборники.

Колер, используемый для окраски напитков, готовят путем нагревания сахара до 180...200 °С в колеровочном аппарате, куда наливают воду в количестве 1…3 % к массе сахара. Из колеровочного аппарата колер насосом направляется в сборник. Купажный сироп готовится в вертикальном купажном аппарате. Все компоненты купажа поступают в аппарат самотеком из сборников, смонтированных на предкупажной площадке. Готовый купажный сироп фильтруется на фильтре, охлаждается до 8…10 °С и насосом подается в напорный сборник, откуда отправляется на разлив.

1.2 Разработка функциональной схемы автоматизации технологического процесса

В технологическом процессе производства газированных напитков осуществляется контроль технологических параметров: температуры, давления, уровня и расхода жидкости. А также производится регулирование температуры, расхода и уровня.

Для измерения температуры в колеровочном аппарате предназначен датчик температуры (поз.1а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.1б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.1в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи пара.

Для измерения температуры в сироповарочном аппарате предназначен датчик температуры (поз.2а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.2б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.2в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи пара.

Для измерения температуры на выходе теплообменника предназначен датчик температуры (поз.3а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.3б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.3в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи холодной воды.

Для сигнализации состояния песочного фильтра грубой очистки устанавливаются перед (поз. 4а) и после (поз. 4б) фильтра датчики давления, которые измеряют давление на соответствующих участках трубопровода и преобразуют его в унифицированный электрический сигнал, который поступает на сигнализатор разности давлений (поз. 4в). Он, в свою очередь, при отклонении показателя разности давлений от заданного значения вырабатывает соответствующее воздействие на сигнальную арматуру.

Для сигнализации состояния фильтр-пресса устанавливаются перед (поз. 5а) и после (поз. 5б) фильтра датчики давления, которые измеряют давление на соответствующих участках трубопровода и преобразуют его в унифицированный электрический сигнал, который поступает на сигнализатор разности давлений (поз. 5в). Он, в свою очередь, при отклонении показателя разности давлений от заданного значения вырабатывает соответствующее воздействие на сигнальную арматуру.

Для измерения уровня в сборнике колера предназначен датчик уровня (поз. 9а), который преобразует значение в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз. 9б). При отклонении уровня от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз. 9в), который управляет работой исполнительного механизма насоса.

Для измерения уровня в сборнике сахарного сиропа предназначен датчик уровня (поз. 10а), который преобразует значение в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз. 10б). При отклонении уровня от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз. 10в), который управляет работой исполнительного механизма насоса.

Для измерения уровня в сборнике сока предназначен датчик уровня (поз. 11а), который преобразует значение в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз. 11б). При отклонении уровня от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз. 11в), который управляет работой исполнительного механизма насоса.

Для сигнализации состояния фильтр-пресса устанавливаются перед (поз. 12а) и после (поз. 12б) фильтра датчики давления, которые измеряют давление на соответствующих участках трубопровода и преобразуют его в унифицированный электрический сигнал, который поступает на сигнализатор разности давлений (поз. 12в). Он, в свою очередь, при отклонении показателя разности давлений от заданного значения вырабатывает соответствующее воздействие на сигнальную арматуру.

Для измерения температуры на выходе теплообменника предназначен датчик температуры (поз.13а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.13б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.13в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи холодной воды.

Для измерения расхода воды предназначен датчик расхода (поз.14а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.14б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.14в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи воды.

Для измерения расхода сока предназначен датчик расхода (поз.15а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.15б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.15в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи сока.

Для измерения расхода сахарного сиропа предназначен датчик расхода (поз.16а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.16б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.16в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи сахарного сиропа.

Для измерения расхода колера предназначен датчик расхода (поз.17а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.17б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.17в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи колера.

Для измерения расхода кислоты предназначен датчик расхода (поз.18а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.18б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.18в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи кислоты.

Для измерения расхода настоя предназначен датчик расхода (поз.19а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.19б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.19в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи настоя.

Для сигнализации состояния фильтр-пресса устанавливаются перед (поз. 20а) и после (поз. 20б) фильтра датчики давления, которые измеряют давление на соответствующих участках трубопровода и преобразуют его в унифицированный электрический сигнал, который поступает на сигнализатор разности давлений (поз. 20в). Он, в свою очередь, при отклонении показателя разности давлений от заданного значения вырабатывает соответствующее воздействие на сигнальную арматуру.

Для измерения температуры на выходе теплообменника предназначен датчик температуры (поз.22а), который преобразует физическую величину в унифицированный сигнал, который поступает на регулятор (поз.22б). При отклонении температуры от заданного значения регулятор вырабатывает управляющее воздействие, поступающее на магнитный пускатель (поз.22в), который управляет исполнительным механизмом, воздействующим на регулирующий орган подачи холодной воды.

Кроме автоматического управления в схеме предусмотрено ручное управление (поз. 6), (поз. 7), (поз. 8), (поз. 23).

Также для оперативного контроля за ведением технологического процесса в схеме предусмотрены приборы контроля (поз. 21а), (поз. 24а).

1.3 Разработка принципиальной электрической схемы управления

Защита цепей управления от короткого замыкания осуществляется с помощью автоматического выключателя QF1.

Реверсивная схема управления исполнительным механизмом, управляющая положением регулирующего органа подачи пара в колеровочный аппарат, с переключением режимов управления может работать в двух режимах: ручном и автоматическом.

Эта схема предназначена для регулирования температуры в колеровочном аппарате. Выбор режима производится переключателем режима управления SA1.

В первом случае пуск двигателя осуществляется кнопками SB2 «Вперед», SB3 «Назад».

При нажатии кнопки SB2 на обмотку контактора магнитного пускателя КМ1 подается напряжение. При срабатывании пускателя кнопка SB2 шунтируется блок-контактом 1КМ1 и силовыми контактами замыкается цепь питания электродвигателя, и он начинает вращаться в прямом направлении (открытие вентиля подачи пара).

Для запуска двигателя в обратном направлении (закрытие вентиля подачи пара) следует нажать кнопку SB1, которая разорвет цепь питания КМ1, а следовательно и двигателя. Затем следует нажать кнопку SB3, которая включит в цепь питания обмотку пускателя КМ2. Он, в свою очередь, контактом 1КМ2 шунтирует кнопку SB3.

Работа схемы в автоматическом режиме аналогична работе в ручном режиме, но пуск, в этом случае, осуществляется контактами 1П1 и 2П1 регулятора П1. С помощью этих контактом осуществляется пуск в прямом (1П1) и обратном направлениях (2П1).

Защита электродвигателя от перегрузок осуществляется контактами теплового реле КК1 и КК2, которые размыкают цепь питания магнитных пускателей.

Контакты 2КМ1 и 2КМ2 предназначены для защиты от случайного включения схемы управления сразу в двух направлениях.

Аналогично работают схемы управления исполнительными механизмами для регуляции температуры в сироповарочном аппарате, на выходе теплообменников, а также расхода воды, сока, сахарного сиропа, колера, кислоты и настоя. В них управление в автоматическом режиме осуществляется регуляторами П2, П3, П10, П18 и П11, П12, П13, П14, П15, П16 соответственно, а в ручном режиме кнопками «Стоп»: SB5, SB8, SB24, SB45 и SB27, SB30, SB33, SB36, SB39, SB42, «Вперед»: SB6, SB9, SB25, SB46 и SB28, SB31, SB34, SB37, SB40, SB43, «Назад»: SB7, SB10, SB26, SB47 и SB29, SB32, SB35, SB38, SB41, SB44 соответственно.

Нереверсивная схема управления электродвигателем насоса подачи колера работает в двух режимах: ручном и автоматическом. Эта схема предназначена для регуляции уровня колера в сборнике.

В ручном режиме пуск двигателя осуществляется кнопкой SB19 «Пуск», которая включит обмотку магнитного пускателя в цепь питания, при этом через силовые контакты на обмотку электродвигателя подастся напряжение и двигатель придет во вращении. Блок-контактом 1КМ10 пускатель шунтирует кнопку SB19. Останов двигателя производится кнопкой SB18 «Стоп», которая разорвет цепь питания схемы управления.

В автоматическом режиме управление производится с помощью измерителя-регулятора П6, который, при превышении заданного уровня, размыкающим контактом разорвет цепь питания обмотки магнитного пускателя.

Аналогично происходит управление электродвигателями насосов подачи в сборники сахарного сиропа и сока регуляторами П7, П8 (автоматический режим), кнопками «Стоп»: SB20, SB22, «Вперед»: SB21, SB23 (ручной режим), а также управление ультрафиолетовым фильтром и электродвигателем насоса подачи готового напитка кнопками «Стоп»: SB14, SB48, «Вперед»: SB15, SB49 (только ручной режим).

Сигнализация разности давлений осуществляется следующим образом. При замыкании технологического контакта 1П4 загорается сигнальная лампа HL8, одновременно подается звуковой сигнал. Для снятия звукового сигнала кнопкой снятия сигнала SB11 включить реле К1, которое своим контактом включит в цепь питания обмотку реле К2, оно самоблокируется контактом 1К2 и размыкает цепь питания НА1, при этом сигнальная лампа продолжает гореть, пока не разорвется технологический контакт 1П4. После размыкания 1П4 схема переходит в исходное состояние.

Аналогично, с помощью сигнализаторов П5, П9, П17, осуществляется сигнализация разности давлении на других участках технологической схемы.

1.4 Выбор средств автоматизации

Первичные измерительные преобразователи.

Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом ТСМУ-205.

Назначение и область применения.

Термопреобразователь предназначен для преобразования значения температуры жидких, газообразных и сыпучих веществ в унифицированный токовый выходной сигнал.

Обеспечивает измерение температуры нейтральных и агрессивных сред, не разрушающих материал защитной арматуры.

Используется в системах автоматического контроля и регулирования температуры на объектах энергетики, нефтяной, газовой, горнодобывающей и других отраслей промышленности.

Конструктивные особенности и преимущества.

Термопреобразователь состоит из первичного преобразователя и измерительного преобразователя.

В качестве первичных преобразователей используются термопреобразователи сопротивления с НСХ - 100М.

Измерительный преобразователь представляет собой печатную плату диаметром 43 мм, залитую с двух сторон компаундом, на которой размещены элементы электронной схемы.

Измерительный преобразователь преобразует сигнал, поступающий с выхода первичного преобразователя, в унифицированный токовый выходной сигнал, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.

Технические данные.

- Диапазон преобразуемых температур -50…+50?С;

- Предельное избыточное рабочее давление - 1 МПа;

- Масса - 0,2 кг;

- Выходной унифицированный сигнал - 4…20 мА;

- Схема подключения - 2-х проводная;

- Сопротивление нагрузки Rн - до 1000 Ом;

- Предел допускаемой основной приведенной погрешности - 0,5 %.

Радарный уровнемер АРЕХ.

Уровнемеры АРЕХ - это современное и экономичное средство, обеспечивающее бесконтактное надежное и точное измерение уровня жидких, пастообразных продуктов в широком диапазоне. Уровнемеры хорошо работают в резервуарах с выпуклым и коническим дном.

Технические характеристики:

- Диапазон измерения уровня - 0,6…30 метров;

- Выходной сигнал - 4 … 20 мА с цифровым сигналом на базе HART-протокола;

- Исполнение - взрывозащищенное;

- Степень защиты от воздействия пыли и воды - IP66;

- Межповерочный интервал - 1 год;

- Гарантийный срок эксплуатации - 1 год.

Малогабаритный датчик Метран-55:

Малогабаритные датчики Метран-55 предназначены для работы в различных отраслях промышленности, системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование измеряемых величин избыточного (ДИ), абсолютного (ДА) давления, разрежения (ДВ), давления-разрежения (ДИВ) нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал.

Простота конструкции, надежность, малые габариты, невысокая стоимость обеспечивают повышенный спрос потребителей.

Преимущества датчиков исполнения МП:

- погрешность измерений ±0,15%;

- диапазон перенастройки 10:1;

- непрерывная самодиагностика;

- встроенный фильтр радиопомех;

- микропроцессорная электроника;

- возможность простой и удобной настройки параметров двумя кнопками.

Технические данные:

- Измеряемые среды: жидкость, пар, газ;

- Диапазон измеряемых давлений: минимальный 0-0,06 МПа, максимальный 0-100 МПа;

- Выходной сигнал: 4-20, 0-5, 0-20 мА; 4-20, 0-5 мА- для МП;

- Температура окружающего воздуха: -40.. .70°С;

- Исполнения по ГОСТ 12997: обыкновенное; кислородное;

взрывозащищенное (ExiallCTSX);

- Межповерочный интервал: 2 года, 3 года - для датчиков МП;

- Степень защиты от воздействия пыли и воды: IP65;

- Санитарно-эпидемиологическое заключение №74.50.01.51 ОП.000536.04.04 от 07.04.04.

Датчик расхода корреляционный ДРК-4:

Датчик расхода корреляционный ДРК-4 предназначен для измерения расхода и объема воды в полностью заполненных трубопроводах. По согласованию с изготовителем возможно применение для других жидких сред (растворов солей, кислот и т.п.).

ДРК-4 используется как в технологических целях, так и в целях коммерческого учета, в системах тепло- и водоснабжения.

Основные преимущества:

- отсутствие сопротивления потоку и потерь давления;

- возможность монтажа первичных преобразователей на трубопроводе при любой ориентации относительно его оси;

- коррекция показаний с учетом неточности монтажа первичных преобразователей;

- сохранение информации при отключении питания в течение 10 лет;

- беспроливной, имитационный метод поверки.

Технические данные:

- Измеряемая среда - вода (питьевая, техническая, речная и т.п.) с параметрами:

- температура от 1 до 150?С;

- давление до 2,5 МПа;

- Диаметр трубопровода 80…4000 мм;

- Пределы измерений 2,7…452 м³/ч;

- Выходные сигналы:

- токоимпульсный (ТИ);

- «замкнуто/разомкнутый»;

- унифицированный токовый сигнал 0-5, 4-20 мА;

- Самодиагностика.

- Вторичные приборы.

Измеритель-регулятор технологический Метран-950.

Измеритель-регулятор технологический Метран-950 предназначен для измерения, контроля и регулирования электрических величин (сила постоянного тока, напряжение, сопротивление), температуры, неэлектрических величин (давления, расхода, уровня), преобразованных в указанные выше электрические сигналы, а также преобразования измеряемого параметра в выходной 0-5, 4-20, 0-20 мА унифицированный сигнал постоянного тока.

Технические данные:

- Подключение различных типов первичных преобразователей к универсальному входу;

- Возможность программирования и перенастройки потребителем;

- Визуализация измеряемых параметров на встроенном светодиодном индикаторе;

- Связь с системой управления по RS232;

- Преобразование измеряемого параметра в выходной унифицированный сигнал;

- Встроенный источник питания для внешних устройств;

- Три выходных реле аварийной сигнализации;

- Все установки параметров и настройка производятся кнопками с передней панели прибора или с компьютера с помощью программного обеспечения;

Энергопотребление:

- Питание - от сети переменного тока напряжением 220 В и частотой (50±1) Гц.

- Потребляемая мощность 8 ВА.

- Встроенный источник питания постоянного тока для внешних устройств:

- выходное напряжение 24 В;

- номинальный ток нагрузки 24 мА.

Габаритные размеры и масса:

- Габаритные размеры 70x75x116 мм;

- Масса, не более 0,6 кг.

1.5 Перечень элементов

Таблица:

Позиция	Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
1	2	3	4	5
	Первичные преобразователи
1а, 2а,	Метран ТСМУ-205
3а, 13а,		Термопреобразователь с унифиц.
22а		ванным выходным сигналом	5
4а, 4б,	Метран-55
5а, 5б,
12а, 12б,
20а, 20б		Малогабаритный датчик	6
8а, 9а,	АРЕХ
10а		Радарный уровнемер	3
14а-19а	ДРК-4
		Датчик расхода корреляционный	6
	Вторичные приборы
1б, 2б,	Метран-950
3б, 4в,
5в, 9б-
11б, 12в,
13б-17б
	Аппаратура управления
SB1,	SB7
SB5,
SB8,
SB12,
SB14,
SB16,
SB18,
SB20,
SB22,
SB24,
SB27,
SB30,
SB33,
SB36,
SB39,
SB42,
SB45,
SB48		Кнопка «Стоп»	18
SB13,	SB7
SB15,
SB17,
SB19,
SB21,
SB23,
SB49		Кнопка «Пуск»	7
SB2,	SB7
SB6,
SB9,
SB25,
SB28,
SB31,
SB34,
SB37,
SB40,
SB43,
SB46		Кнопка «Вперед»	11
SB3,	SB7
SB7,
SB10,
SB26,
SB29,
SB32,
SB35,
SB38,
SB41,
SB44,
SB47		Кнопка «Назад»	11
SB11	SB7	Кнопка «Снятие звукового сигнала»	1
SB4	SB7	Кнопка «Проверка исправности
		сигнальной арматуры»	1
SA14		Переключатель режима работы	14
KM1-	КМИ-34032
KM6,
KM13-
KM28		Магнитный пускатель реверсивный	11
KM7-	КМИ-10910
KM12,
KM2		Магнитный пускатель нереверсивный	7
К1-К5	РЭК-77/4	Реле промежуточное модульной
		серии	5
КК1-	РТИ-1301
КК29		Электротепловое реле	29
	Сигнальная арматура
HL1-	AD-22DS
HL34		Сигнальная лампа	34

1.6 Энергоснабжение и заземление

Напряжение системы электропитания, КИП и СА выбирается с учетом принятых напряжений в распределительной сети системы электроснабжения автоматизированного объекта. Для распределения электрической энергии на современных промышленных предприятиях наибольшее распространение получили четырех проводные системы трехфазного переменного тока напряжением 380/220В с глухим заземлением нейтрали.

На отдельных промышленных объектах находят применение трех проводные трехфазные системы переменного тока с изолированной нейтралью напряжением 380 и 500В. В системах электропитания КИП и СА следует по возможности применять напряжения, принятые в распределительных сетях системы электроснабжения автоматизируемого объекта, так как они могут быть использованы без дополнительного преобразования.

Отметим основные положения, которые необходимо учитывать, при выборе напряжения систем электропитания КИП и СА. Системы трёхфазного переменного тока 380/220В, с глухо-заземленной нейтралью и 380 В с изолированной нейтралью и постоянного тока 110 и 220В можно использовать для питания стационарно установленных приборов, аппаратов и других средств автоматизации переменного и постоянного тока в помещении всех категорий опасности в отношении поражения людей электрическим током.

В цепях управления электродвигателями исполнительных механизмов и электроприводов задвижек (вентилей) в помещениях, всех категорий опасности в отношении поражения людей электрическим током, допускается применение того же напряжения, что и в главных (силовых) цепях.

Питание схем производственных сигнализаций рекомендуется осуществлять на напряжении системы электропитания КИП и СА (как правило напряжением 220В переменного или постоянного тока).

В качестве источников питания системы КИП и СА используются цеховые распределительные подстанции, распределительные щиты, питающие сборки системы электроснабжения автоматизируемого объекта, к которым не подключена резко переменная нагрузка. С выполнением систем электропитания КИП и СА тесно связаны вопросы заземления электроустановок систем автоматизации. Для заземления этих электроустановок должна использоваться заземляющая сеть системы электроснабжения и силового электрооборудования автоматизируемого объекта.

Магистральными заземляющими проводниками выполняется заземление в питающей сети системы электропитания КИП и СА, а радиальными - в распределительной сети.

Заземление в электроустановках систем автоматизации необходимо выполнять в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных и наружных установках при использовании приборов, аппаратов и других средств автоматизации с напряжением, в цепях питания, измерения, управления, сигнализации выше 36В переменного тока и 110В постоянного тока.

2. Монтаж элементов автоматических устройств системы управления

2.1 Подготовка объекта под монтаж

До начала монтажа систем автоматизации на строительной площадке, а также в зданиях и сооружениях, сдаваемых под монтаж систем автоматизации, должны быть выполнены строительные работы, предусмотренные СНиП 3.01.01-85, ПОС и ППР.

В строительных конструкциях зданий и сооружений (полах, перекрытиях, стенах, фундаментах оборудования) в соответствии с архитектурно-строительными чертежами должны быть:

- установлены закладные конструкции под щиты, пульты, приборы, средства автоматизации и т.п.;

- выполнены каналы, туннели, ниши, борозды, закладные трубы для скрытых проводок, проемы для прохода, трубных и электрических проводок с установкой в них стальных плит, коробов, гильз, патрубков, обрамлений и других закладных конструкций;

- установлены площадки для обслуживания приборов и средств автоматизации;

- оставлены монтажные проемы для перемещения крупногабаритных узлов и блоков;

- нанесены разбивочные оси и рабочие высотные отметки.

В специальных помещениях, предназначенных для систем автоматизации, а также в производственных помещениях в местах, предназначенных для монтажа приборов и средств автоматизации, должны быть закончены строительные и отделочные работы, произведена разборка опалубок, строительных лесов, подмостей, не требующихся для монтажа систем автоматизации, произведена уборка мусора.

К началу монтажа систем автоматизации на технологическом, сантехническом и других видах оборудования и на трубопроводах должны быть установлены: закладные и защитные конструкции для монтажа первичных приборов, причем закладные конструкции для установки отборных устройств давления, расхода и уровня должны заканчиваться запорной арматурой; приборы и средства автоматизации, встраиваемые в трубопроводы, воздуховоды и аппараты (сужающие устройства, объемные и скоростные счетчики, ротаметры, проточные датчики расходометров и концентратометров, уровнемеров всех типов, регулирующие органы и т.п.).

Приемка объекта оформляется актом готовности объекта к производству работ по монтажу систем автоматизации в соответствии с требованиями СНиП 3.05.07-85.

2.2 Выбор методов производства монтажных работ

При производстве работ по монтажу и наладке систем автоматизации должны соблюдаться требования СНиП 3.05.07 - 85, СНиП 3.01.01-85, СНиП III-4-80, СНиП III-3-81 и ведомственных нормативных документов, утвержденных в порядке, установленном СНиП 1.01.01-82.

Монтаж систем автоматизации производится в соответствии с рабочей документацией, с учетом требований предприятий - изготовителей приборов, средств автоматизации, агрегатных и вычислительных комплексов, предусмотренных техническими условиями или инструкциями по эксплуатации этого оборудования.

Работы по монтажу следует выполнять индустриальным методом с помощью средств малой механизации, механизированного и электрифицированного инструмента и приспособлений применение ручного труда.

Работы по монтажу систем автоматизации должны осуществляться в две стадии.

На первой стадии выполняется: заготовка монтажных конструкций, узлов и блоков, элементов электропроводок и их укрепительная сборка вне зоны монтажа, проемов отверстий в строительных конструкциях и элементах зданий, закладных конструкций и отборных устройств на технологическом оборудовании и трубопроводах, наличие заземляющей сети, закладка в сооружаемые фундаменты, стены, полы и перекрытия труб и глухих коробов для скрытых проводок.

На второй стадии выполняются: разметка трасс и установка опорных и несущих конструкций для электрических и трубных проводок, исполнительных механизмов, приборов и т.д.; прокладка трубных и электрических проводок по установленным конструкциям, установка щитов, стативов, приборов и средств автоматизации, подключение к ним трубных и электрических проводок, индивидуальные испытания.

Смонтированные приборы и средства автоматизации электрической ветви Государственной системы приборов (ГСП), щиты и пульты, конструкции, электрические и трубные проводки, подлежащие заземлению согласно рабочей документации, должны быть присоединены к контуру заземления. При наличие требования предприятий - изготовителей средств агрегатных и вычислительных контактов должны быть присоединены к контуру специального заземления.

2.3 Монтажные указания

Перед монтажом термо - преобразователей сопротивления проверяют целостность чувствительного элемента и сопротивление изоляции по отношению к защитной арматуре. Последнее должно быть не менее 20 МОм.

Термо - преобразователи сопротивления, предназначенные для измерения температуры в технологических аппаратах и трубопроводах, внутренняя резьба которых должна быть равна наружной резьбе присоединительного штуцера термо - преобразователя. Длина монтажной части термо - преобразователей сопротивления определяется требованиями заказчика и может достигать 3200 мм. Установленные термопреобразователи сопротивления должны воспринимать среднюю температуру потока, а потери теплоты от лучеиспускания или теплопроводности должны быть сведены к минимуму.

Для этого чувствительный элемент термо - преобразователя сопротивления устанавливают в центре потока.

Рисунок - Установка термо - преобразователей сопротивления на трубопроводах:

Провода к термо - преобразователям подводят, как правило, в гибких метало - рукавах длиной не менее 500 мм.

Для удобства эксплуатации перед термо - преобразователем оставляют небольшой запас провода.

Приборы для измерения давления принимают от заказчика в монтажной зоне с приложением протоколов стендовой поверки. Устанавливают их в хорошо освещенных местах, подальше от нагретых частей агрегатов.

При внешнем осмотре приборов обращают внимание на наличие защитных колпачков на штуцерах, предохраняющих внутренние полости от загрязнения и резьбу от механических повреждений.

Не допускается применять приборы, если: отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении поверки, истек срок их поверки, при отсутствии давления стрелка не возвращается на нулевую отметку шкалы, а останавливается на отметке, значение которой превышает половину допускаемой погрешности для данного прибора.

2.4 Составление таблиц соединений и подключений по принципиальной электрической схеме

Таблица соединений:

Проводник	Откуда идет	Куда поступает	Данные провода	Примечание
1	2	3	4	5
А		QF1/1	КВНГ
А1	QF1/2	HL1/X1, П1/1, SB1/1,
		SB4/4, SB5/1, SB8/1	КВНГ
А2	SB4/1	VD1, VD2, VD3, VD4	КВНГ
1	SB1/2	SA1/13	КВНГ
2	SA1/14	SB2/1, 1KM1/14	КВНГ
3	SB2/4, 1KM1/13	2KM2/22, HL2/X1,1П1/5	КВНГ
4	2KM2/21	KM1/A2	КВНГ
5	KM1/A1	KK1/95	КВНГ
6	SA1/14	1П1/4	КВНГ
7	SA1/14	SB3/1, 1KM2/14	КВНГ
8	SB3/4, 1KM2/13	2KM1/22, HL3/X1, VD2,
		1П1/4	КВНГ
9	2KM1/21	KM2/A2	КВНГ
10	KM2/A1	KK2/96	КВНГ
11	SA1/14	2П1/7	КВНГ
12	SB5/2	SA2/13	КВНГ
13	SA2/14	SB6/1, 1KM3/14	КВНГ
14	SB6/4, 1KM3/13	2KM4/22, HL4/X1, VD3,
		1П2/5	КВНГ
15	2KM4/21	KM3/A2	КВНГ
16	KM3/A1	KK3/95	КВНГ
17	SA2/14	1П2/4	КВНГ
18	SA2/14	SB7/1, 1KM3/14	КВНГ
19	SB7/4, 1KM3/13	2KM3/22, 1KM4/13,
		HL5/X1, VD4, 2П2/8	КВНГ
20	2KM3/22	KM4/A2	КВНГ
21	KM4/A1	KK4/95	КВНГ
22	SA2/14	2П2/7	КВНГ
23	SB8/2	SA3/13	КВНГ
24	SA3/14	SB9/1, 1KM5/14	КВНГ
25	SB9/4, 1KM5/13	2KM6/22, HL6/X1, VD5,
		1П3/5	КВНГ
26	2KM6/21	KM5/A2	КВНГ
27	KM5/A1	KK5/95	КВНГ
28	SA3/14	1П3/4	КВНГ
29	SA3/14	SB10/1, 1KM6/14	КВНГ
30	SB10/4, 1KM6/13	2KM5/22, 1KM6/13,
		VD6, HL7/X1, 2П3/5	КВНГ
31	2KM5/21	KM6/A2	КВНГ
32	KM6/A1	KK6/95	КВНГ
33	SA3/14	2П3/7	КВНГ

3. Наладка элементов автоматических устройств в системы управления

3.1 Указания по испытанию смонтированной системы автоматизации

При индивидуальном испытании должны быть выполнены следующие работы:

- проверка на соответствие смонтированных систем автоматизации рабочей документации и требованиям СНиП 3.05.07-85;

- испытание трубных проводок на прочность и плотность;

- проверка сопротивления изоляции электропроводок.

Испытание трубных проводок на прочность и плотность, а также проверку сопротивления изоляции электропроводок осуществляют в соответствии с разделом 3 СНиП 3.05.07-85.

По окончании работ по индивидуальному испытанию оформляется акт о приемке оборудования после индивидуального испытания, к которому прилагается производственная документация.

Допускается передача монтажных работ под наладку отдельными системами или отдельными частями комплекса.

Сдача оформляется актом о приемке оборудования после индивидуального испытания.

3.2 Предмонтажная поверка и наладка средств автоматизации

К измерительным устройствам систем автоматического контроля и регулирования относят вторичные показывающие, самопишущие и интегрирующие приборы, а также измерительные блоки регуляторов, сигнализаторов и реле технологической защиты.

Измерительные устройства предназначены для работы в комплекте с передающими преобразовательными, находящимися под непосредственным воздействием чувствительного элемента датчика, либо взаимодействующим с промежуточными блоками системы. Сигнал передающих преобразователей к измерительным устройствам постоянного и переменного тока.

Комплект состоит из передающего преобразователя линии связи, измерительного устройства, а также в ряде случаев дополнительных промежуточных преобразователей называют системой дистанционной передачи связи. Эти системы также как и передающие преобразователи принято делить на две группы с унифицированным сигналом и естественными сигналами.

Первая группа входит в государственную систему промышленных приборов ГСП и средств автоматизации и включает в себя приборы: силовой комплексации; ферродинамические и частотоферодинамичские. Вторая группа подразделяется на дифференциально трансформаторные, реостатные, индуктивные, сельсинные системы передачи показаний.

Общие правила поверки электрических вторичных измерительных приборов.

В объем поверки вторичных измерительных приборов входит:

1. Внешний осмотр и опробование.

2. Измерение сопротивления изоляции.

3. Испытание изоляции повышенным напряжением переменного тока.

4. Определение погрешностей показаний приборов, определение вариации показаний прибора.

5. Проверка невозвращения стрелки к начальной отметке.

6. Определение характера успокоения подвижной части.

7. Проверка уравновешенности подвижной части.

8. Определение погрешности у самопишущих приборов.

9. Проверка качества записи.

10. Проверка совпадений по шкале и диаграмме.

11. Проверка средней скорости продвижения диаграммной бумаги.

12. Определение порога чувствительности.

13. Определение погрешности интегрирующей части прибора.

14. Определение погрешности срабатывания у регулирующих и самопишущих приборов.

3.3 Комплексная наладка системы автоматизации

Наладка средств измерений и систем технологического контроля предусматривает комплекс работ по их проверке и настройке, обеспечивающих получение достоверной информации о значениях контролируемых величин и ходе того или иного технологического процесса.

Этот комплекс работ для строящихся объектов выполняется в три стадии.

На первой стадии выполняются подготовительные работы, изучение и анализ основных проектных решений и предмонтажная проверка средств измерений.

На этой стадии заказчик предоставляет производственное помещение для организации приобъектной лаборатории и проектную документацию по автоматизации с соответствующими инструкциями и технологическими картами.

На второй стадии выполняются работы по проверке правильности монтажа средств измерения и систем технологического контроля, автономная наладка и подготовка систем к включению в работу для обеспечения индивидуальных испытаний технологического оборудования. С целью сокращения сроков ввода объекта в эксплуатацию автономная наладка может выполняться одновременно с производством монтажных работ по совмещенному монтажно-наладочному графику.

Включение в работу отдельных приборов и систем производится в процессе индивидуальных испытаний и комплексного опробования агрегатов и технологического оборудования на инертных средах и постепенного замещения их рабочими продуктами. На третьей стадии выполняются работы по комплексной наладке систем технологического контроля и доведению их параметров до значении, при которых они используются в процессе нормальной эксплуатации.

Сдача налаженных систем автоматизации в эксплуатацию производится как по отдельным узлам, так и комплексно по установкам, цехам, производствам.

Следует отметить, что в проектной практике системы технологического контроля и системы автоматизации технологических процессов разрабатываются как единый комплекс средств измерения и автоматизации (СИА) в составе проектной документации по автоматизации. По этой документации наладочные работы в системах технологического контроля и системах автоматизации выполняются комплексно.

Следует также отметить, что наладка средств и систем СИА находится в тесной связи с наладкой самого технологического процесса, АСУ ТП электроприводами, санитарно-технических систем и т. п.

Эффективная работа любого производства обеспечивается только комплексной наладкой с участием специалистов различных специализированных организаций и производственных подразделений.

4. Эксплуатация элементов автоматических устройств системы управления

4.1 Задачи службы метрологии и автоматизации

Метрологический контроль и метрологическое обеспечение производства включает следующие виды работ:

1. Составление графиков государственной и ведомственной поверок, Согласование, утверждение и обеспечение их выполнения.

2. Организация и проведение поверки в пределах прав, предоставленных предприятию органами Госстандарта.

3. Техническое обеспечение и участие в государственных испытаниях, проводимых на базе предприятия.

4. Организация и проведение поверки в органах Госстандарта и других организациях.

5. Выполнение необходимых измерений при контроле за ходом технологических процессов, руководство работами, направленными на обеспечение единства и требуемой точности измерений, выполняемых подразделениями предприятия.

6. Контроль за метрологическим обеспечением всей производственной деятельности предприятия.

7. Обеспечение хранения и сличения в установленном порядке рабочих эталонов и стандартных образцов состава и свойств вещества и материалов, поддержание в надлежащем состоянии образцовых средств измерения и их эксплуатация. Совершенствование метрологического обеспечения включает следующие виды работ:

1. Участие в разработке перспективных планов автоматизации производства, метрологического обеспечения предприятия.

2. Наблюдение за средствами, измерения и автоматизации, анализ качественных показателей их работы.

3. Участие в выявлении и обосновании наиболее актуальных и экономически целесообразных объектов автоматизации.

4. Осуществление мероприятий но реконструкции средств измерения и автоматизации, их усовершенствованию собственными силами и с привлечением сторонних организаций.

5. Участие в работах по подготовке к аттестации и в испытаниях новых видов продукции.

6. Разработка технических заданий на проектирование и изготовление нестандартных средств измерения и автоматизации, стендов, приспособлений для осуществления необходимых испытаний и измерений.

7. Внедрение передового опыта в области автоматизации.

4.2 Основные работы, проводимые службой метрологии и автоматизации

Технические работы, проводимые СМ и А предприятия, кроме работ, связанных с внедрением новых средств измерения и автоматизации, подразделяются на внеплановые и планово-предупредительные. Внеплановые работы сводятся, в основном, к оперативному ремонту, или замене отказавших средств измерения и автоматизации.

Планово-предупредительные работы включают:

- техническое обслуживание средств измерениями автоматизации, находящихся в эксплуатации;

- текущий и Детальный ремонт средств измерения и автоматизации; поверку средств измерения.

Техническое обслуживание (ТО) включает следующие виды работ:

- технический осмотр (очистка от пыли и остатков технологических продуктов, осмотр, очистка и поджатие клемм, ревизия кинематики и ее смазка, проверка плотности подсоединения трубных линий и неисправности устройств, дистанционной передачи данных, сохранности труб);

- проверку работоспособности, проверку по контрольным точкам (установки на «нуль»), выявление и устранение мелких дефектов, возникших в процессе эксплуатации;

- замену диаграмм, очистку самопишущих устройств и заправку их чернилами, смазку механизмов движения, заливку или замену специальных жидкостей, устранение их течи;

- проверку работы средств автоматизации в том случае, если обнаружено несоответствие в ходе технологического режима и показаниях средств измерения;

- промывку измерительных камер, заправку ртутью дифманометров, исправление уплотнений и крепежа, проверку отборных устройств давления, расхода, сушку элементов средств измерения и автоматизации и зачистку контактов;

- снятие средств измерения и автоматизации для ремонта и своевременное представление их на проверку;

- проверку источников питания, показывающих и регистрирующих узлов средств измерения для анализа состава и свойств веществ и материалов;

- чистку, смазку и проверку реле, датч...