Главная
Коллекция "Otherreferats"
Производство и технологии
Автоматизация производства пищевой промышленности
Автоматизация производства пищевой промышленности
Значение автоматизации производства для пищевой промышленности. Приоритетные направления в области автоматизации отрасли. Автоматизация холодильных компрессорных станций. Разработка схемы автоматизации, обоснование выбора приборов и средств.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.05.2012 |
| Размер файла | 85,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- 1. Введение
- 1.1 Приоритетные направления в области автоматизации отрасли
- 1.2 Значение автоматизации данного производства
- 2. Характеристика объекта автоматизации
- 2.1 Описание технологического процесса и оборудования данного производства, данного объекта
- 2.2 Анализ возмущающих воздействий объекта автоматизации
- 3. Разработка схемы автоматизации
- 3.1 Методика разработки схемы
- 3.2 Описание принятой схемы автоматизации
- 3.3 Выбор и обоснование выбора приборов и средств автоматизации
- 4. Разработка принципиальных электрических (пневматических) схем
- 4.1 Методика разработки схем
- 4.2 Описание принятых принципиальных электрических (пневматических) схем
- 5. Разработка схемы внешних электрических и трубных проводов
- 5.1 Методика разработки схемы
- 5.2 Описание принятой схемы
- 6. Экологический аспект при проектировании систем управления линии
- 6.1 Характеристики основных видов загрязнений
- 6.2 Методы и средства защиты окружающей среды от указанных загрязнений
- Литература
1. Введение
1.1 Приоритетные направления в области автоматизации отрасли
Первоначальное развитие технологических процессов и оборудования шло независимо от развития автоматизации. В результате этого во многих случаях структура производственных процессов сложилась таким образом, что делала почти невозможной ее автоматизацию. В настоящее время совершенствование технологических процессов идет главным образом по пути создания и внедрения высокопроизводительных поточных линий, которые легко автоматизировать. Периодические процессы заменяются и вытисняются непрерывными.
Важную роль в повышении производительности труда и качестве продукции пищевых производств призвана сыграть комплексная механизация и автоматизация производства на основе широкого применения автоматических манипуляторов.
Автоматизированные системы управления и регулирования являются неотъемлемой частью технологического оснащения современного производства, способствуют повышению и качества продукции и улучшают экономические показатели производства за счет выбора и поддержания оптимальных технологических режимов.
Сейчас на ряде предприятий энергетической промышленности внедрились электронные вычислительные машины для управления технологическими процессами и предприятием в целом. Широкое применение нашли кибернетические системы управления, обладающие свойством самонастраиваться и приспосабливаться к новым условиям работы, обеспечивая получения наилучших конечных результатов. Кибернетические системы и являются той основой, на которой развивается комплексная автоматизация производства.
автоматизация прибор холодильный компрессорный
Автоматизация - это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности.
Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.
По уровню автоматизации компрессорные холодильные установки занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Холодильные установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка холода в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на холодильных установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в охладительной технике.
Автоматизация параметров дает значительные преимущества:
обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т.е. повышение производительности его труда, приводит к изменению характера труда обслуживающего персонала, увеличивает точность поддержания параметров вырабатываемого холода, повышает безопасность труда и надежность работы оборудования, устройства управления
1.2 Значение автоматизации данного производства
Современный уровень производства пищевых продуктов характеризуется с одной стороны увеличением урожайности полей за счет введения новых урожайных сортов растений, селекцией высокопроизводительных сортов , химизацией сельского хозяйства; с другой стороны - сокращение посевных площадей из-за строительства городов, расширение сети дорог, аэродромов, промышленных комплексов, под которые зачастую отводятся лучшие земли. Это всё происходит на фоне постоянного и быстрого увеличения населения планеты Вопрос продовольствия становится одним из наиболее важных и острота решения этого вопроса будет возрастать.
По данным до 2000 года население планеты увеличится вдвое по сравнению с 1980 годом, следовательно потребление пищевых продуктов и материальных ресурсов идущих на их производство тоже увеличится.
Сейчас проблема заключается не в том, что пищевые ресурсы исчерпаны, а в том, что потери продовольствия и сельскохозяйственной продукции на пути от поля к столу потребителя достигают значительных величин. Сейчас в мире производится около 4 млрд. тонн пищевых продуктов, половина из которых требует холодильной обработки, и лишь четверть проходит такую обработку Около 30% продукции не доходит к потребителю.
Поэтому необходимо создание непрерывной холодильной цепочки, которая состоит из отдельных звеньев, которые обеспечивают условия для непрерывной холодильной обработки и хранения скоропортящихся продуктов на пути от мест производства или выращивания к местам потребления.
Начальным звеном холодильной цепи являются производственно - заготовительные холодильники, которые являются составной частью пищевого предприятия или представляют собой самостоятельные организационные структуры. Работа этих холодильников имеет исключительно сезонный характер и не рассчитана на длительное хранение продукции, поэтому объём камер не очень большой. Это камеры охлаждения и заморозки.
В местах, где происходит перегрузка продуктов с одного вида транспорта на другой создают перевалочные холодильники, которые предназначены для кратковременного хранения продукции.
Для длительного хранения продуктов питания, а также для равномерного снабжения ими населения больших городов и индустриальных центров через торговую сеть, именно распределительные холодильники становятся основным звеном холодильной цепи.
Торговые холодильники предназначены для кратковременного хранения пищевых продуктов в розничной торговле и на предприятиях общественного питания.
Домашние холодильники - это последнее звено холодильной цепи.
Соединительным звеном холодильной цепи является холодильный транспорт (автомобильный, железнодорожный, речной, морской и воздушный). Однако холодильная цепь не обеспечивает сохранение всех продуктов, которые производятся сельским хозяйством. Основное внимание уделялось продуктам животного происхождения. Они обеспечены холодильной цепью с момента их производства до момента их потребления.
Искусственный холод в плодоовощной промышленности используют при предварительном охлаждении, транспортировки, замораживании и хранение плодов и овощей, а также во производства и хранения соков и плодоовощных консервов.
Современные технологические процессы предварительного охлаждения, а именно, быстрое снижение температуры перед транспортировкой или закладкой на хранение, позволяет продолжить срок холодильного хранения.
Во время усовершенствования холодильников должны решаться следующие задачи:
обеспечение высоких теплозащищающих свойств ограждающих конструкций путем использования современных эффективных теплоизоляционных материалов, герметизацией стыков панелей, дверей, вводов труб и кабелей;
разработка и внедрение прогрессивных технологий холодильной обработки, хранения, и транспортирования при строгом нормировании и поддержании температуры и влажности на основе рационального выбора энергосберегающих систем, инженерного оборудования, в том числе на базе микропроцессорной техники;
достижение минимального удельного объема камер путем усовершенствования объемно - планировочных и конструктивных решений холодильников;
во время проектирования и строительства должен быть внедрен принцип формирования холодильников и холодильных комплексов обработки и хранения на основе блочных автономных строительно-технологических секций (модулей) комплектной поставки.
Цель автоматизации холодильных машин и установок - это повышения экономической эффективности их работы и обеспечение безопасности людей (в первую очередь обслуживающего персонала).
Экономическая эффективность работы холодильной машины обеспечивается уменьшением эксплуатационных расходов и сокращением затрат на ремонт оборудования.
Автоматизация уменьшает количество обслуживающего персонала и обеспечивает работу машины в оптимальном режиме.
Безопасность работы холодильного оборудования обеспечивается применением автоматических устройств, защищающих оборудование от опасных режимов работы.
По степени автоматизации холодильные машины и установки делятся на 3 группы:
1. Холодильное оборудование с ручным управлением.
2. Частично автоматизированное холодильное оборудование.
3. Полностью автоматизированное холодильное оборудование.
Оборудование с ручным управлением и частично автоматизированные машины работают с постоянным присутствием обслуживающего персонала.
Полностью автоматизированное оборудование не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала, но не исключает необходимости периодических контрольных осмотров и проверок по установленному регламенту.
Автоматизированная холодильная установка должна содержать одну или несколько систем автоматизации, каждая из которых выполняет определенные функции. Кроме того, существуют устройства объединяющие (синхронизирующие) работу этих систем.
Система автоматизации - это совокупность объекта автоматизации и автоматических устройств, позволяющих управлять работой автоматизации без участия обслуживающего персонала.
Объектом автоматизации может быть холодильная машина или установка в комплексе, либо отдельные ее элементы.
Системы автоматизации бывают 2-х видов:
1. Замкнутые.
2. Разомкнутые.
2. Характеристика объекта автоматизации
2.1 Описание технологического процесса и оборудования данного производства, данного объекта
Автоматизация холодильных компрессорных станций.
Искусственный холод находит широкое применение в пищевой промышленности, в частности при консервировании скоропортящихся продуктов. При охлаждении обеспечивается высокое качество хранимых и выпускаемых продуктов.
Искусственное охлаждение может осуществляться периодически и непрерывно. Периодическое охлаждение происходит при плавлении льда либо при сублимации твердого диоксида углерода (сухого льда). Этот способ охлаждения обладает большим недостатком, так как в процессе плавления и сублимации хладагент теряет свои охлаждающие свойства; при длительном хранении продуктов трудно обеспечить определенную температуру и влажность воздуха в холодильной камере.
В пищевой промышленности широко распространено непрерывное охлаждение с применением холодильных установок, где хладагент - сжиженный газ (аммиак, фреон и др.) - совершает круговой процесс, при котором он после осуществления холодильного эффекта восстанавливает свое первоначальное состояние.
Применяемые хладагенты кипят при определенном давлении, зависящем от температуры. Следовательно, изменяя давление в сосуде, можно изменять температуру хладагента, а следовательно, и температуру в холодильной камере. Компрессор / всасывает пары аммиака из испарителя II, сжимает их и через маслоотделитель III нагнетает в конденсатор IV. В конденсаторе пары аммиака конденсируются за счет охлаждающей воды, и жидкий аммиак из конденсатора, охлажденный в линейном ресивере V, через регулирующий вентиль VI поступает в испаритель II, где, испаряясь, охлаждает промежуточный хладоноситель (рассол, ледяную воду), нагнетаемый к потребителям холода насосом VII.
Регулирующий вентиль VI служит для дросселирования жидкого аммиака, температура которого при этом снижается. Система автоматизации предусматривает автоматическое управление работой компрессора и противоаварийные защиты. Командой на автоматический пуск компрессора служит повышение температуры рассола (ледяной воды) на выходе из испарителя. Для управления температурой используется регулятор температуры типа, датчик которого устанавливается на трубопроводе выхода рассола (ледяной воды) из испарителя.
При работе компрессора в автоматическом режиме функционируют следующие противоаварийные защиты: от понижения разности давлений масла в системе смазки и картере - применяется датчик-реле разности давлений; от понижения давления всасывания и повышения давления нагнетания - применяется датчик-реле давления; от повышения температуры нагнетания - применяется датчик-реле температуры; от отсутствия протока воды через охлаждающие рубашки - применяется реле протока; от аварийного повышения уровня жидкого аммиака в испарителе - применяется полупроводниковое реле уровня.
При пуске компрессора в автоматическом режиме открывается вентиль с электромагнитным приводом на подаче воды в охлаждающие рубашки и закрывается вентиль на байпасе.
Автоматическое регулирование уровня жидкого аммиака в испарителе осуществляется полупроводниковыми реле уровня, управляющим вентилем с электромагнитным приводом, установленным на подаче жидкого аммиака в испаритель.
Контроль верхнего и нижнего уровней жидкого аммиака в линейном ресивере осуществляется полупроводниковыми реле уровня.
Контроль давления рассола в нагнетательном трубопроводе осуществляется датчиком-реле давления.
Дистанционный контроль температуры воздуха, аммиака, рассола, воды в контрольных точках холодильной установки осуществляется термопреобразователями.
Аппаратура контроля, управления и сигнализации остального технологического оборудования размещена в панелях щита управления.
2.2 Анализ возмущающих воздействий объекта автоматизации
В данной схеме предусмотрены контроль, регулирование, управления и сигнализация параметров технологического процесса.
Контроль верхнего и нижнего уровней жидкого аммиака в линейном ресивере, в котором контролируется уровень от которого зависит наполнение ресивера.
Также контролю подлежит температура воздуха в холодильной установке от которой зависит охлаждение и количество вырабатываемого холода.
Контроль давления холодного рассола в нагнетательном трубопроводе, который зависит от нагнетания насосом, насос воздействуя на холодный рассол изменяет его подачу.
Также контролируется температура холодной воды поступающей из бассейна в конденсатор которая необходима для конденсирования (охлаждения) паров аммиака.
На выходе из конденсатора контролируется температура жидкого аммиака, который поступает в линейный ресивер.
Регулирующий вентиль VI установленный на трубопроводе служит для дросселирования жидкого аммиака, за счет чего температура при этом снижается.
Повышение температура рассола (ледяной воды) на выходе из испарителя управляет работой компрессора и служит командой на автоматический пуск компрессора.
На трубопроводе от ресивера установлен вентиль с электромагнитным приводом, воздействуя на который регулируется подача жидкого аммиака в испаритель.
При отсутствии протока воды через охлаждающие рубашки или давления воды ниже установленного предела, отключается компрессор.
На подаче воды в охлаждающие рубашки, на трубопроводе установлен вентиль с электромагнитным приводом, воздействуя на который при пуске компрессора в автоматическом режиме изменяет его положение в открытое состояние, а при этом закрывается вентиль 6 на байпасе.
От аварийного повышения уровня жидкого аммиака в испарителе установлены датчики температуры, следящие за верхним уровнем. Через вентиль установленный па трубопроводе от ресивера регулируется уровень жидкого аммиака в испарителе.
3. Разработка схемы автоматизации
3.1 Методика разработки схемы
Схемы автоматизации являются основным техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащение объекта управления приборами и средствами автоматизации (в том числе средствами телемеханики и вычислительной техники).
Объектом управления в системах автоматизации технологических процессов является совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенными в пего запорными и регулирующими органами, а также энергии, сырья и других материалов, определяемых особенностями используемой технологии.
Задачи автоматизации решаются наиболее эффективно тогда, когда они прорабатываются в процессе разработки технологического процесса.
В этот период нередко выявляется необходимость изменения технологических схем с целью приспособления их к требованиям автоматизации, установленным па основании технико-экономического анализа.
Создание эффективных систем автоматизации предопределяет необходимость глубокого изучения технологического процесса не только проектировщиками, но и специалистами монтажных, наладочных и эксплуатационных организаций.
При разработке схем автоматизации технологических процессов необходимо решить следующее:
получение первичной информации о состоянии технологического процесса и оборудования;
непосредственное воздействие на технологический процесс для управления;
стабилизация технологических параметров процесса;
контроль и регистрация технологических параметров процессов и состояния технологического оборудования;
Укачанные задачи решаются на основании анализа условий работы технологического оборудования, выявленных законов и критериев управления объектом, а также требований, предъявляемых к точности стабилизации, контроля и регистрации технологических параметров, к качеству регулирования и надежности.
Задачи автоматизации, как правило, реализуются с помощью технических средств, включающих в себя: отборные устройства, средства получения первичной информации, средства преобразования и переработки информации, средства представления и выдачи информации обслуживающему персоналу, комбинированные, комплектные и вспомогательные устройства. Результатом составления схем автоматизации являются:
1) выбор методов измерения технологических параметров;
2) выбор основных технических средств автоматизации, наиболее полно отвечающих предъявляемым требованиям и условиям работы автоматизируемого объекта;
3) определение приводов исполнительных механизмов регулирующих и запорных органов технологического оборудования, управляемою автоматически или дистанционно;
4) размещение средств автоматизации на щитах, пультах, технологическом оборудовании и трубопроводах и т.п. и определение способов представления информации о состоянии технологического процесса и оборудования.
Современное развитие всех отраслей промышленности характеризуется большим разнообразием используемых в них технологических процессов.
Изображение технологического оборудования и коммуникаций
Технологическое оборудование и коммуникации при разработке схем автоматизации должны изображаться, как правило, упрощенно, без указания отдельных технологических аппаратов и трубопроводов вспомогательного назначения. Однако изображенная таким образом технологическая схема должна давать ясное представление о принципе ее работы и взаимодействии со средствами автоматизации.
На технологических трубопроводах обычно показывают ту регулирующую и запорную арматуру, которая непосредственно участвует в контроле и управлении процессом, а также запорные и регулирующие органы, необходимые для определения относительного расположения мест отбора импульсов или поясняющие необходимость измерений.
Технологические аппараты и трубопроводы вспомогательного назначения показывают только в случаях, когда они механически соединяются или взаимодействуют со средствами автоматизации. В отдельных случаях некоторые элементы технологического оборудования допускается изображать на схемах автоматизации в виде прямоугольников с указанием наименования этих элементов или не показывать вообще.
Около датчиков, отборных, приемных и других подобных по назначению устройств следует указывать наименование того технологического оборудования, к которому они относятся.
Позиционные обозначения приборов и средств автоматизации
Всем приборам и средствам автоматизации, изображенным на схемах автоматизации, присваиваются позиционные обозначения (позиции), сохраняющиеся во всех материалах проекта.
На стадии проекта позиционные обозначения выполняют арабскими цифрами в соответствии с нумерацией и заявочной ведомостью приборов, средств автоматизации и электроаппаратуры.
Обозначения на схемах автоматизации электроаппаратуры на стадии рабочей документации или при одностадийном проектировании должны соответствовать обозначениям, принятым в принципиальных электрических схемах.
При определении границ каждой функциональной группы следует учитывать следующее обстоятельство: если какой-либо прибор или регулятор связан с несколькими датчиками или получает дополнительные воздействия под другим параметром (например, корректирующий сигнал), то все элементы схемы, осуществляющие дополнительные функции, относятся к той функциональной группе, на которую они оказывают воздействие.
Регулятор соотношения, в частности, входит в состав той функциональной группы, на которую оказывается ведущее воздействие по независимому параметру. То же относится и к прямому цифровому управлению, где входным цепям контура регулирования присваивается одна и та же позиция.
В системах централизованного контроля с применением вычислительной техники, в схемах телеизмерения, в сложных схемах автоматического управления с общими для разных функциональных групп устройствами все общие элементы выносятся в самостоятельные функциональные группы.
Позиционные обозначения в схемах автоматизации проставляют рядом с условными графическими обозначениями приборов и средств автоматизации (по возможности с правой стороны или над ними).
Требования к оформлению схем автоматизации
Схема автоматизации выполняется в виде чертежа, на котором схематически условными изображениями показывают: технологическое оборудование, коммуникации, органы управления и средства автоматизации с указанием связей между технологическим оборудованием и средствами автоматизации, а также связей между отдельными функциональными блоками и элементами автоматики.
Схемы автоматизации могут разрабатываться с большей или меньшей степенью детализации. Однако объем информации, представленный на схеме, должен обеспечить полное представление о принятых основных решениях по автоматизации данного технологического процесса и возможность составления на стадии проекта заявочных ведомостей приборов и средств автоматизации, трубопроводной арматуры, щитов и пультов, основных монтажных материалов и изделий, а на стадии рабочего проекта - всего комплекса проектных материалов, предусмотренных в составе проекта.
Схему автоматизации выполняют, как правило, на одном листе, на котором изображают средства автоматизации и аппаратуру всех систем контроля, регулирования, управления и сигнализации, относящуюся к данной технологической установке. Вспомогательные устройства, такие как редукторы и фильтры для воздуха, источники питания, реле, автоматы, выключатели и предохранители в цепях питания, соединительные коробки и другие устройства и монтажные элементы, на схемах автоматизации не показывают.
Сложные технологические схемы рекомендуется расчленять на отдельные технологические узлы и выполнять схемы автоматизации этих узлов в виде отдельных чертежей на нескольких листах или на одном.
Для технологических процессов с большим объемом автоматизации схемы могут быть выполнены раздельно по видам технологического контроля и управления. Например, отдельно выполняются схемы автоматического управления, контроля и сигнализации и т.п.
Схемы автоматизации могут быть выполнены двумя способами: с условным изображением щитов и пультов управления в виде прямоугольников (как правило, в нижней части чертежа), в которых показываются устанавливаемые на них средства автоматизации; с изображением средств автоматизации на технологических схемах вблизи отборных и приемных устройств, без построения прямоугольников, условно изображающих щиты, пульты, пункты контроля и управления.
При выполнении схем по первому способу на них показываются все приборы и средства автоматизации, входящие в состав функционального блока или группы, и место их установки. Преимуществом этого способа является большая наглядность, в значительной степени облегчающая чтение схемы и работу с проектными материалами.
При построении схем по второму способу, хотя он и дает только общее представление о принятых решениях по автоматизации объекта, достигается сокращение объема документации. Чтение схем автоматизации, выполненных таким образом, затруднено, не отображают организацию пунктов контроля и управления объектом.
Как уже указывалось, приборы и средства автоматизации при выполнении схем автоматизации как первым, так и вторым способом могут быть изображены развернуто, упрощенно или комбинированно.
При развернутом изображении на схемах показывают: отборные устройства, датчики, преобразователи, вторичные приборы, исполнительные механизмы, регулирующие и запорные органы, аппаратуру управления и сигнализации, комплектные устройства (машины централизованного контроля, телемеханические устройства) и т.д.
При упрошенном изображении на схемах показывают: отборные устройства, измерительные и регулирующие приборы, исполнительные механизмы и регулирующие органы. Для изображения промежуточных устройств (вторичных приборов, преобразователей, аппаратуры управления и сигнализации и т.п.) используются общие обозначения в соответствии с действующими стандартами на условные обозначения в схемах автоматизации.
Комбинированное изображение предполагает показ средств автоматизации в основном развернуто, однако некоторые узлы изображают упрощенно.
Приборы и средства автоматизации, встраиваемые в технологическое оборудование и коммуникации или механически связанные с ними, изображают на чертеже в непосредственной близости от них. К таким средствам автоматизации относятся: отборные устройства давления, уровня, состава вещества, датчики, воспринимающие воздействие измеряемых и регулирующих величин (измерительные сужающие устройства, ротаметры, счетчики, термометры расширения и т.п.), исполнительные механизмы, регулирующие и запорные органы.
Для датчиков и приборов, указывающих положение регулирующих органов, исполнительных механизмов и т.п. необходимо показывать существующую механическую связь.
Прямоугольники щитов и пультов следует располагать в такой последовательности, чтобы при размещении в них обозначений приборов и средств автоматизации обеспечивалась наибольшая простота и ясность схемы и минимум пересечений линий связи.
В прямоугольниках можно указывать номера чертежей общих видов щитов и пультов. В каждом прямоугольнике с левой стороны указывают его наименование.
Приборы и средства автоматизации, которые расположены вне щитов и не связаны непосредственно с технологическим оборудованием и трубопроводами, условно показывают в прямоугольнике "Приборы местные".
При вычерчивании схемы автоматизации следует избегать дублирования одинаковых ее частей, относящихся как к технологическому оборудованию, так и к средствам автоматизации.
На чертежах схем автоматизации должны быть приведены пояснения, на основании каких документов они разработаны. Допускается также на свободном поле схемы давать краткую техническую характеристику автоматизируемого объекта, поясняющие таблицы, диаграммы и т.п.
Для облегчения понимания сущности автоматизируемого объекта, возможности выбора диапазонов измерения и шкал приборов, уставок регуляторов на схемах автоматизации указывают предельные рабочие (максимальные или минимальные) значения измеряемых или регулируемых технологических параметров при установившихся режимах работы.
Эти значения в единицах шкалы выбираемого прибора или в международной системе единиц без буквенных обозначений указываются на линиях связи от отборных устройств датчиков до приборов. Для приборов, встраиваемых непосредственно в технологическое оборудование или трубопроводы (термометры расширения, расходомеры постоянного перепада и т.п.) и располагаемых вне прямоугольников, предельные значения величин указывают под позиционными обозначениями приборов или вблизи обозначений.
Над основной надписью, по ее ширине сверху вниз, на первом листе чертежа располагают таблицу не предусмотренных стандартами условных обозначений, принятых в данной схеме автоматизации; при необходимости эти таблицы можно выполнять на отдельных листах.
Пояснительный текст располагают обычно над таблицей условных обозначений (или над основной надписью) или в другом свободном месте.
3.2 Описание принятой схемы автоматизации
Холодильная автоматизированная установка состоит из компрессора (I), оснащенного устройством автоматической защиты, из двух испарителей (II), маслоотделителя (III), конденсатора (IV), линейного ресивера (V) с двумя датчиками уровня, одним насосов.
Компрессор I всасывает пары аммиака из испарителя II. Командой на автоматический пуск компрессора служит повышение температуры рассола (ледяной воды) на выходе из испарителя. Для управления температурой используется регулятор температуры типа РТ-2 (106), датчик которого 10а устанавливается на трубопроводе выхода рассола (ледяной воды)
из испарителя. При работе компрессора I в автоматическом режиме функционируют следующие противоаварийные защиты: от понижения разности давлений масла в системе смазки и картере - применяется датчик-реле разности давлений РКС-ОМ5 (1); от понижения давления всасывания и повышения давления нагнетания - применяется датчик-реле давления Д220А (2); от повышения температуры нагнетания - применяется датчик-реле температуры ТР-ОМ5 (3). При пуске компрессора I в автоматическом режиме открывается вентиль с электромагнитным приводом 15кч888рСВМ (5) на подаче воды в охлаждающие рубашки и закрывается вентиль 15кч888рСВМ (6) на байпасе. На трубопроводе от отсутствия протока воды через охлаждающие рубашки применяется реле протока РП-65 (4). В испарителе II от аварийного повышения уровня жидкого аммиака установлены два датчика уровня (7а, 8а) сигнал с которых поступает на полупроводниковое реле уровня ПРУ-5М (7б, 8б).
Также в испарителе II осуществляется автоматическое регулирование уровня жидкого аммиака по средствам установленного датчика уровня (9а) с которого сигнал подаётся на полупроводниковое реле уровня ПРУ-5М. (96), управляющим вентилем с электромагнитным приводом 15кч888рСВМ (9в), установленным на подаче жидкого аммиака в испаритель. Компрессор I сжимает пары аммиака и через маслоотделитель III нагнетает в конденсатор IV. В конденсаторе пары аммиака конденсируются за счёт охлаждающей воды поступающей по трубопроводу из бассейна, на трубопроводе установлен датчик температуры воды (16), а на выходе из конденсатора IV на трубопроводе также установлен датчик температуры жидкого аммиака (15), также предусмотрен датчик температуры воздуха (14) все датчики подключены к прибору УКТ38-В (19б). Далее жидкий аммиак из конденсатора поступает в ресивер V в котором установлены два датчика уровня (12а, 13а) для контроля верхнего и нижнего уровней жидкого аммиака сигнал с датчиков поступает на полупроводниковое реле уровня ПРУ-5М (12б, 13б). Охлаждённый в ресивере жидкий аммиак через регулирующий вентиль VI поступает в испаритель II, где, испаряясь, охлаждает промежуточный хладоноситель (рассол, ледяную воду), контроль давления рассола в нагнетательном трубопроводе осуществляется датчиком-реле давления Д220А (11). Далее рассол нагнетается к потребителям холода насосом VII.
3.3 Выбор и обоснование выбора приборов и средств автоматизации
На компрессоре установлен датчик-реле разности давлений типа РКС-ОМ5 (1) предназначен для контроля сигнализации и двухпозиционного регулирования разности давлений в системах смазки холодильных агрегатов в подвижных и стационарных установках и автоматизации технологических процессов. Контролируемые среды: хладоны, воздух, вода, масло; аммиак для датчика РКС-ОМ5А. Приборы выпускаются с зоной нечувствительности направленной в сторону повышения разности давлений относительно уставки. Установка предела срабатывания производится по шкале с помощью винта настройки. Выходное устройство имеет один переключающий контакт. Разрывная мощность контактов при напряжении 220 В не более 300 В - А для переменного тока и 60 Вт для постоянного.
Приборы указанного типа рассчитаны на работу при температуре окружающего воздуха от - 50 до +65°С а датчик РКС-ОМ5А при температуре от - 30 до +65°С и относительной влажности до 98 %.
Габаритные размеры 66x104x268 мм. масса не более 1, 6 кг.
Исполнение обыкновенное, экспортное тропическое.
Изготовитель - орловское ПО "Промприбор".
Контроль давления рассола в нагнетательном трубопроводе осуществляется датчиком-реле давления Д220А (11), от понижения давления всасывания и повышения давления нагнетания - применяется датчик-реле давления Д220А (2)
Датчики-реле давления сдвоенные типа Д220 (2, 11) имеют датчик низкого давления (ДНД) и датчик высокого давления (ДВД), действующие с помощью системы рычагов на одно общее коммутационное контактное устройство. Технические характеристики боров приведены ДНД обеспечивает переключение контактов при понижении контролируемого давления до установленного значения и возврат в исходное положение при повышении контролируемого давления (с учетом зоны нечувстви-ности). ДВД производит переключение контактов при повышении контролируемого давления до установленного значения и возврат в исходное положение при понижении контролируемого давления (с учетом зоны нечувствительности). Конструктивно каждый датчик включает в себя чувствительный элемент - сильфон и узел настройки уставок. В ДНД предусмотрен также узел настройки зоны нечувствительности. Разброс срабатываний не превышает 0, 01 МПа для ДНД и 0, 02 МПа для ДВД. Д220А-12 Максимально допустимое давление среды, 2, 2 МПа. Пределы уставки срабатывания, ( - 0, 09) - (+0, 15) МПа. Основная погрешность срабатывания, 0, 02 МПа. Зона нечувствительности, 0, 03-0, 1 МПа. Контролируемая среда аммиак в холодильных установках па стационарных (модификация А) и нестационарных (модификация АР) объектах). Габаритные размеры, 200Х155Х85мм.
Сигнал от датчика температуры поступает на датчик-реле температуры типа ТР-ОМ5 (3) предназначен для использования в системах контроля и двухпозиционного регулирования температуры жидких и газообразных сред в холодильных и других установках. Датчики ТР-ОМ5-00-ТР-ОМ5-04 выпускаются с зоной нечувствительности, направленной в сторону повышения температуры контролируемой среды относительно уставки срабатывания, а остальные приборы - в сторону понижения температуры. Контактное устройство имеет один переключающий контакт. Коммутируемая мощность контактов не более 300 В - А при напряжении 220 В переменного тока и 60 Вт при напряжении 220 В постоянного тока. Датчики рассчитаны на работу при температуре окружающего воздуха от - 40 до +50°С и относительной влажности до 98 %. Пределы уставки срабатывания ( - 60) - ( - 30)°С. Основная погрешность ±1, 0°С. Зона нечувствительности регулируемая 4 - 6°С. Длина капилляра 1, 5; 2, 5; 4, 0; 10.
Габаритные размеры 160x104x68 мм, масса не более 2, 2 кг. Исполнение обыкновенное, экспортное, тропическое.
Реле протока сильфонное типа РПС (4) предназначено для контроля наличия потока воды температурой до 70°С в системах автоматизации различных технологических процессов. Реле должно устанавливаться на горизонтальном участке. Регулировка предела срабатывания осуществляется с помощью специального винта по шкале. Перед установкой реле во втулке, расположенной между двумя сильфонами, просверливается отверстие, диаметр которого определяется по графику зависимости расхода от давления на входе в реле. График приводится в инструкции по эксплуатации. Выходное устройство имеет один замыкающий контакт. Погрешность срабатывания не превышает 10 % от номинального значения расхода.
Реле рассчитано на работу при температуре окружающего воздуха от 5 до 50°С и относительной влажности до 95 %. Диаметр условного прохода, 20 мм. Максимально допустимое давление среды, 0, 1 МП а. Пределы уставки срабатывания, 0-100 л/мин. Допустимый ток контактного устройства 2 А при напряжении 220 В переменного тока. Габаритные размеры 135x115x18 мм, масса не более 2, 5 кг. Исполнение обыкновенное, экспортное, тропическое. Изготовитель - казанское ПО "Теплоконтроль".
Реле уровня полупроводниковые типов ПРУ-5М и ПРУ-5МИ (7б, 8б, 9б, 12б, 13б) предназначены для контроля уровня аммиака, хладона, воды, дизельного топлива, масла и других жидкостей плотностью не менее 0, 52 г/см3 в стационарных и судовых установках. Приборы состоят из первичного (ПП) и передающего (ПРП) преобразователей. В первичном преобразователе перемещение поплавка преобразуется в сигнал переменного тока с помощью катушек, включенных в мостовую схему. Изменение напряжения на катушках происходит в результате изменения их индуктивности за счет перемещения поплавка из магнитного материала. Сигнал с ПП поступает на дифференциальный усилитель ПРП с выходным электромагнитным реле. В зависимости от положения уровня контролируемой жидкости происходит срабатывание выходного реле, контакты которого могут использоваться во внешних цепях контроля и управления исполнительными механизмами.
Первичный преобразователь реле ПРУ-5МИ предназначен для работы во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок, передающий преобразователь используется вне взрывоопасных зон.
Материал деталей ПП, соприкасающихся с контролируемой средой, - сталь 12Х18Н10Т и сталь 08 КП; поплавок в зависимости от агрессивности контролируемой среды имеет соответствующее ей защитное покрытие.
Питание реле переменным током напряжением 220 или 380 В частотой 50 или 60 Гц. Потребляемая мощность не более 10 В-А. Габаритные размеры: ПП 90x135x180 мм; ПРП 152х90х Х295 мм; масса: ПП не более 2, 5 кг; ПРП не более 2, 7кг. Исполнение обыкновенное, тропическое.
Вентили мембранные бессальниковые с разгрузочным золотником 15кч888р СВМ (5, 6, 9в) управляются электромагнитным приводом в водозащищенном исполнении. Герметичность запорного органа обеспечивается при перепаде давления на золотнике не менее 0, 1 МПа. Температура окружающей среды для воды и воздуха до 50°С, для рассола и аммиака от - 50 до +50°С. Диаметр условного прохода 25, 40, 50, 65. Строительная длина 160, 170, 230, 290. Рабочая среда рассол (-40) - (+45), аммиак с маслом (-30) - (+45). Условное давление 1, 6 МПа. Род тока и напряжения переменный 127, 220, 380; постоянный 110, 220. Масса 6, 2; 7, 8. Изготовитель или поставщик "Семеновский арматурный завод".
Чувствительный элемент ТСМ (14-18, 19а) представляет собой бескаркасную обмотку из медной проволоки, покрытую фторопластовой пленкой и помещенную в тонкостенную металлическую гильзу с керамическим порошком. Чувствительный элемент - медные типа ЭЧМ - 070 - диаметр 5 мм и длину 20, 50 или 80 мм. Пределы измерения медных чувствительных элементов от - 50 до + 200°С, инерционность 15 и 25 с для номинальных статических характеристик 50М и 100М соответственно.
Сигнал от ТСМ поступает на восьмиканальный прибор УКТ38-В.
УКТ38-В (19б) Устройство контроля температуры восьмиканальное со встроенным барьером искрозащиты УКТ38-В предназначен для контроля температуры в нескольких зонах одновременно (до 8-ми) и аварийной сигнализации о выходе любого из контролируемых параметров за заданные пределы, а также для их регистрации на ЭВМ.
Применяется для подключения датчиков, находящихся во взрывоопасных зонах в технологическом оборудовании в пищевой, медицинской и нефтеперерабатывающей промышленности. Прибор имеет искробезопасную электрическую цепь уровня, что обеспечивает его взрывозащищенность.
УКТ38-В представляет собой восьмиканальное устройство сравнения, имеющее восемь входов для подключения датчиков, блок искрозащиты, микропроцессорный блок обработки данных, формирующий сигнал "Авария", и одно выходное реле. Регистрация контролируемых параметров на ЭВМ осуществляется через адаптер сети ОВЕН АС2 по интерфейсу RS-232.
Входы прибора УКТ38-В имеет 8 входов для подключения измерительных датчиков.
Входы УКТ38-В могут быть только однотипными и выполняются в одной из следующих модификаций:
01 для подключения термопреобразователей сопротивления типа ТСМ 50М или ТСП 50П;
03 для подключения термопреобразователей сопротивления типа ТСМ 100М или ТСП 100П;
04 для подключения термопар типа ТХК (L) или ТХА (K);
Блок обработки данных предназначен для обработки входных сигналов, индикации контролируемых значений и формирования аварийного сигнала.
Блок обработки данных УКТ38-В включает в себя 8 устройств сравнения.
Выходные устройства УКТ38-В имеет одно выходное реле "Авария" для включения аварийной сигнализации или аварийного отключения установки.
Для управления температурой используется регулятор температуры типа РТ-2 (106), датчик которого 10а устанавливается на трубопроводе выхода рассола (ледяной воды) из испарителя.
Регуляторы температуры типа РТ-2 (10б) предназначены для двухпозиционного РТ2 трехпозиционного РТЗ и пропорционального РТ-П регулирования температуры в системах автоматизации установок вентиляции, кондиционирования и в системах автоматизации других технологических процессов. Регуляторы работают в комплекте с термопреобразователями сопротивления ТСМ и ТСП с номинальными статическими характеристика1\ш Гр.23 и 100П соответственно.
Двух позиционные регуляторы имеют регулируемую зону возврата 0, 5-10°С; трехпозиционные регуляторы - регулируемую зону нечувствительности 0, 5-10°С. Пропорциональные регуляторы работают в комплекте с исполнительным механизмом, имеющим реостат обратной связи сопротивлением 120 или 185 Ом. Минимальное значение зоны пропорциональности не более 1°С, максимальное - не менее 5°С, чувствительность составляет не более 10 % от зоны пропорциональности. Основная допустимая погрешность не более 1°С при шкале до 40°С и не более 2°С при шкале свыше 40°С.
Выходные контакты коммутируют цепи переменного тока до 2, 5 А и постоянного тока до 0, 2 А при напряжении до 220 В.
Питание регуляторов переменным током напряжением 220 В частотой 50 или 60 Гц. Потребляемая мощность до 8 В-А.
Регуляторы рассчитаны на работу при температуре окружающего воздуха от 5 до 50°С и относительной влажности до 80 %.
Габаритные размеры 90x150x215 мм, масса не более 2, 5 кг.
Исполнение обыкновенное, экспортное, тропическое.
Изготовитель - Ереванский завод приборов.
4. Разработка принципиальных электрических (пневматических) схем
4.1 Методика разработки схем
Принципиальные электрические схемы определяют полный состав приборов, аппаратов и устройств (а также связей между ними), действие которых обеспечивает решение задач управления, регулирования, защиты, измерения и сигнализации. Принципиальные схемы служат основанием для разработки других документов проекта: монтажных таблиц щитов и пультов, схем внешних соединений и др.
Эти схемы служат также для изучения принципа действия системы, они необходимы при производстве наладочных работ и в эксплуатации.
При разработке систем автоматизации технологических процессов принципиальные электрические схемы обычно выполняют применительно к отдельным самостоятельным элементам, установкам или участкам автоматизируемой системы, например выполняют схему управления задвижкой, схему автоматического и дистанционного управления насосом, схему сигнализации уровня в резервуаре и т. Используя эти схемы, составляют в случае необходимости принципиальные электрические схемы, охватывающие целый комплекс отдельных элементов, установок или агрегатов, которые дают полное представление в связях между всеми элементами управления, блокировки, зашиты и сигнализации этих установок или агрегатов. Примером таких схем может служить принципиальная электрическая схема управления насосной установкой, состоящей из насоса, вакуум-насоса и нескольких электрифицированных задвижек.
При всем многообразии принципиальных электрических схем в различных системах автоматизации любая схема, независимо от степени ее сложности, представляет собой определенным образом составленное сочетание отдельных, достаточно элементарных электрических цепей и типовых функциональных узлов, в заданной последовательности выполняющих ряд стандартных операций: передачу командных сигналов от органов управления или измерения к исполнительным органам, усиление или размножение командных сигналов, их сравнение, превращение кратковременных сигналов в длительные и, наоборот, блокировку сигналов и т.п. К элементарным цепям могут быть отнесены типовые схемы включения измерительных приборов различного назначения.
Разработка принципиальных электрических схем всегда содержит определенные элементы творчества и требует умелого применения элементарных электрических цепей и типовых функциональных узлов, оптимальной компоновки их в единую схему с учетом удовлетворения предъявляемых к схемам требований, а также возможного упрощения и минимизации схем. В практике проектирования принципиальных электрических схем на базе опыта проектирования монтажа, наладки и эксплуатации различного рода систем автоматизации сложились некоторые общие принципы построения электрических схем. Вопрос о методах разработки принципиальных электрических схем в процессе проектирования систем автоматизации технологических процессов следует рассматривать в общем комплексе вопросов, связанных с контролем, управлением и регулированием данного объекта. Во всех случаях помимо полного удовлетворения требований, предъявляемых к системе управления, каждая схема должна обеспечивать высокую надежность, простоту и экономичность, четкость действий при аварийных режимах, удобство оперативной работы, эксплуатации, четкость оформления.
Надежность. Под надежностью схемы понимают ее способность безотказно выполнять свои функции в течение определенного интервала времени в заданных режимах работы. Это требование обычно обеспечивается целым рядом технических мероприятий, таких как применение наиболее надежных элементов, приборов и аппаратов; оптимальные режимы их работы; резервирование малонадежных или наиболее ответственных элементов или цепей схемы; автоматический контроль за неисправностью схемы; запретные блокировки, исключающие возможность проведения ложных операций; сокращение времени нахождения элементов схемы под напряжением и т.д.
Надежность действия является главным требованием, которое предъявляется к схемам. Если при проектировании обеспечению надежности действия схемы не будет уделено должного внимания, то все другие преимущества, которые имеет схема, могут быть утрачены. Требования к уровню надежности схем регулирования. управления и сигнализации определяются оценкой последствий отказов их действия для конкретных участков технологического процесса. Иногда эти отказы могут явиться причинами возникновения или развития тяжелых аварий.
Методы оценки надежности и способы ее повышения применительно к электрическим схемам подробно освещены в технической литературе.
Простота и экономичность проектируемых схем обеспечивается применением стандартной, наиболее дешевой аппаратуры и типовых (нормализованных) узлов: сокращением до минимума числа элементов в схеме и ограничением их номенклатуры; применением систем электропривода производственных механизмов, обеспечивающих высокие энергетические показатели в установившихся и переходных режимах работы, и т.п.
Существенное, а иногда и решающее значение при выборе схемы контроля и управления процессом на расстоянии имеет стоимость соединительных кабелей или проводов.
При проектировании принципиальной электрической схемы необходим тщательный анализ предъявляемых к этой схеме требований. Если некоторые второстепенные требования значительно усложняют и удорожают схему, то эти требования следует пересмотреть. Решая вопросы экономичности схемы, необходимо учитывать не только капитальные вложения, но и ежегодные эксплуатационные расходы.
Четкость действия схемы при аварийных режимах. Каждая принципиальная электрическая схема в системах автоматизации технологических процессов должна быть построена таким образом, чтобы при возникновении аварийных режимов, вызванных неисправностями в цепях управления, а также при полном исчезновении или снижении и последующем восстановлении напряжения питания в главных (силовых) цепях управления обеспечивалась безопасность обслуживающего персонала и предотвращалось дальнейшее развитие аварии, приводящее к повреждению механического или электрического оборудования и браку продукции.
При анализе работы схемы в аварийных режимах следует учитывать возможность перегорания предохранителей или отключения автоматов: появление короткого замыкания или замыкания на землю в различных точках схемы (в основном во внешних соединениях); обрыв проводов: сгорание катушек контакторов или реле: приваривания контактов и т.п. Принято рассматривать аварийный режим, возникающий в результате появления какой-либо одной неисправности, так как вероятность появления одновременно двух или более неисправностей в одной и той же схеме достаточно мала.
Удобство оперативной работы. Принципиальная электрическая схема должна обеспечивать оптимальные условия для работы оперативного персонала. Это требование предусматривает упрощение операций, производимых обслуживающим персоналом при управлении; сокращение числа органов управления: возможность простого и быстрого выбора необходимого режима работы; переход с автоматического управления на ручное и обратно: снятие и введение блокировочных связей и зависимостей и т.д.
Подобные документы
Автоматизация производства на предприятии. Уровни автоматизации. Организация и стимулирование работ по автоматизации производства. Технико-экономический анализ характеристик рабочего места. Работа по паспортизации, аттестации, рационализации рабочих мест.
реферат [27,4 K], добавлен 30.01.2009Задачи и пути совершенствования холодильных установок на современном этапе. Разработка функциональной схемы автоматизации холодильного модуля. Экономическое обоснование данного проекта. Устройство и принцип работы пульта автоматизации компрессора ПАК 11.
курсовая работа [87,1 K], добавлен 19.09.2010Описание технологической схемы производства исследуемой продукции. Выбор и обоснование параметров контроля, сигнализации и регулирования. Технические средства автоматизации. Описание функциональной схемы автоматизации, анализ и оценка ее эффективности.
контрольная работа [37,1 K], добавлен 12.08.2013Применение автоматических систем управления на пищевых предприятиях. Выполнение схемы автоматизации воздушной компрессорной станции. Показатели качества процесса регулирования. Описание функциональной схемы фирмы Овен "Реле регулятор с таймером ТРМ501".
курсовая работа [131,7 K], добавлен 08.02.2014Сущность и содержание процесса автоматизации, его принципы и сферы внедрения на сегодня, история развития. Научные основы автоматизации производства, их значение в экономике государства. Особенности проявления автоматизации в различных отраслях.
контрольная работа [37,3 K], добавлен 14.05.2011Понятие и роль автоматизации производства на химических предприятиях. Разработка системы оптимального управления паровым котлом: описание схемы автоматизации, обоснование контура регулирования, подлежащего расчету. Моделирование схемы регулирования.
дипломная работа [7,2 M], добавлен 14.08.2011Краткая характеристика объекта автоматизации. Серная кислота как один из важнейших продуктов химической технологии, который находит широкое применение в промышленности. Основные технические решения по автоматизации. Функциональная схема автоматизации.
контрольная работа [485,3 K], добавлен 06.08.2013Описание процесса термической обработки металла в колпаковых печах. Создание системы автоматизации печи. Разработка структурной и функциональной схемы автоматизации, принципиально-электрической схемы подключения приборов контура контроля и регулирования.
курсовая работа [766,2 K], добавлен 29.03.2011Проектирование систем и изображение средств автоматизации энергетической установки на функциональных схемах. Параметры, регулируемые в холодильных установках. Построение схем автоматизации и регулирования. Предельные рабочие значения регулируемых величин.
реферат [532,0 K], добавлен 21.02.2010Принципы управления производством. Определение управляющей системы. Типовые схемы контроля, регулирования, сигнализации. Разработка функциональных схем автоматизации производства. Автоматизация гидромеханических, тепловых, массообменных процессов.
учебное пособие [21,4 K], добавлен 09.04.2009
