Опись документов

Введение

1. Описание технологической схемы

2. Система технологической сигнализации

2.1 Перечень сигнализируемых параметров

2.2 Выбор и обоснование схемы

2.3 Порядок действия схемы

2.4 Выбор и обоснование электроаппаратуры

3. Эргономическое обеспечение рабочего места оператора

3.1 Планировка пунктов управления, щитов и пультов

3.2 Компоновка приборов на щитах и пультах

4. Монтаж системы управления

4.1 Установка щитов и пультов

4.2 Размещение приемных и отборочных устройств, измерительных преобразователей и регулирующих клапанов

4.3 Указания по монтажу электрических и трубных проводок

4.4 Размещение щитов и аппаратуры сзади щитов

5. Питание схемы управления

5.1 Описание схемы электро- и пневмопитания

5.2 Выбор плавких предохранителей

6. Расчет надежности системы автоматизации

Литература

Приложения

Опись документов

Введение

Целью данного курсового проекта является закрепление теоретических знаний по курсу «Проектирование систем автоматизации» и отработка техники рабочего проектирования систем автоматизации химико- технологических процессов. За время выполнения этого проекта студент должен получить навыки:

- работы с нормативно - технической документацией;

- разработки принципиальных и монтажных схем;

- комплектации приборов и средств автоматизации, а так же монтажных изделий и материалов;

- оформления комплектной документации;

- расчета надежности систем автоматизации.

Исходными данными и материалами для выполнения курсового проекта являются отчет о конструкторско - технологической практике и литературные источники.

1. Описание технологической схемы

автоматизация установка висбрекинг

Назначение процесса - получение компонента котельного топлива - остатка висбрекинга.

Для получения стандартного по вязкости котельного топлива без применения процесса висбрекинга в гудрон прямой гонки вовлекается значительное количество ценных дистиллятов.

Процесс висбрекинга - умеренный термический крекинг тяжелых нефтяных остатков с целью снижения их вязкости. Условная вязкость гудрона при 80 оС составляет около 80 УЕ, вязкость остатка висбрекинга при 80 оС около 16 УЕ.

Считается, что процесс висбрекинга вакуумного гудрона в настоящее время остается одним из самых экономичных способов снижения вязкости тяжелых котельных топлив.

Сырье установки - гудрон смеси нефтей (западно-сибирских, угленосных и др.). Целевым продуктом является остаток висбрекинга с вязкостью 16 УЕ при 80 оС.

Кроме целевого продукта с установки выводятся:

- бензиновая фракция КК-200 оС;

Предусматривается возможность получения и вывода легкого газойля (фракция 200-350 оС) и очищенного от сероводорода углеводородного газа.

Установка висбрекинга состоит из следующих технологических стадий (блоков и узлов):

блок печей;

блок ректификации продуктов висбрекинга;

блок очистки газов висбрекинга от сероводорода 15%-ным раствором МЭА;

блок утилизации тепла отходящих дымовых газов печей;

узел подготовки теплофикационной воды;

узел сброса газов на факел;

автономная система обеспечения печей жидким топливом;

система подачи топливного газа к печам;

система подачи уплотнительной жидкости к насосам;

система сбора и откачки дренажных продуктов;

система пенотушения.

Нормальный режим работы установки контролируется и регулируется при помощи контрольно-измерительных приборов, автоматических регуляторов, лабораторных анализов, а также визуального наблюдения за работой оборудования.

Процесс висбрекинга нефтяного гудрона осуществляется непрерывно.

Сырье с температурой не выше 150 оС с установки АВТ-6 по трубопроводу поступает в остатковые теплообменники Т-611, Т-1517 параллельными потоками, при необходимости в сырье могут подкачиваться черный соляр и некондиционный продукт с битумной установки. При повышении давления в сырьевой линии выше 8 кгс/см2 сырье через клапан-регулятор давления PIRC 52 и холодильник ХП-1/1-3 сбрасывается в остатковую линию.

В теплообменниках гудрон нагревается до температуры не выше 350 оС, объединяется в один поток и поступает в колонну К-10, используемую в качестве буферной емкости. Для дыхания в К-10 подается инертный газ из заводского трубопровода с давлением не ниже 6 кгс/см2 . С низа К-10 гудрон забирается насосами Н-51/1, Н-51/2 и направляется на предварительный подогрев в печь П-7. Гудрон в печь П-7 поступает четырьмя потоками.

На выходе из печи П-7 потоки объединяются и поступают в печь П-1/1, П-1/2.

Предусмотрена схема работы установки на одной печи П-1/1 или П-1/2, схема освобождения от продукта, пропарки змеевиков неработающей печи.

В поток на выходе из змеевиков печей предусматривается подача охлажденного до 80 оС газойля установки каталитического крекинга Г-43-107М/1 и охлажденного до температуры не выше 200 оС остатка висбрекинга для прекращения реакции. Затем потоки печей объединяются в общую трансферную линию.

Пропарка змеевиков неработающей печи производится через секцию погружного холодильника ХП-1/1-3 со сбросом конденсата в Е-27 и с температурой конденсата не выше 80 оС. Имеется возможность прокачки или постоянной подачи мазута после теплообменников Т-106/1,2;Т-105/1,2 через змеевики неработающей печи с выходом на вход в ХП-1/1-3.

Гудрон в каждую печь поступает четырьмя потоками, затем проходит камеру конвекции, объединяется в два потока, нагревается в камере радиации до температуры не выше 485 оС и двумя потоками продукты реакции выходят из печи.

Для предотвращения закоксовывания змеевиков предусматривается подача в них турбулизатора. В качестве турбулизатора подается фракция легкого газойля. Подача собственной фракции легкого газойля позволяет увеличить пробег установки. Это происходит за счет ароматики, имеющейся в легком газойле, т.к. она является разбавителем коксовых отложений в трубах печей.

Газойлевая фракция выводится с аккумулятора колонны К-1н, используя трубопровод вывода циркуляционного орошения в буферную емкость Е-33.

Турбулизатор (газойлевая фракция) из емкости Е-33 забирается насосом Н-10/1,2 и подается на выкид насосов Н-51/1,2. На время пуска установки легкий газойль на прием насосов Н-10/1,2 подкачивается с низа К-8 или с линии откачки дизельного топлива с установки АВТ-2.

Общее количество турбулизатора составляет до 10 % в расчете под загрузку змеевиков печей П-1/1,2.

В поток на выходе из змеевиков печей предусматривается подача охлажденного до температуры не выше 200 оС остатка висбрекинга для прекращения реакции крекинга.

Имеется схема подачи каталитического газойля в линию подачи остатка на прекращение реакции.

Газойль каталитического крекинга из линии газойля в резервуары 118,119 поступает в колонну К-5, в которой демонтированы тарелки.

Каталитический газойль с низа колонны К-5 поступает в испаритель Т-2, где подогревается до температуры не выше 150 оС. Пары углеводородов с Т-2 поступают на верхнюю часть колонны К-5, которая соединена со шлемом колонны К-1н. Для дыхания К-5 подается инертный газ из заводского трубопровода с давлением не ниже 6 кгс/см2. Каталитический газойль из Т-2 забирается насосом Н-11/1,2 и подается в линию остатка висбрекинга на прекращение реакции. Величина расхода газойля устанавливается в зависимости от загрузки около 10% на сырье.

Охлажденные до температуры не выше 420 оС продукты реакции поступают в ректификационную колонну К-1н под каскадные тарелки через два тангенциальных ввода.

Режим колонны К-1н

Продукты с верха колонны К-1н конденсируются и охлаждаются в аппаратах воздушного охлаждения ХВ-1/1-3 и поступают в емкость орошения Е-21.

Бензиновая фракция (КК-200 0С) из Е-21 насосами Н-18, Н-19 подается на орошение верха К-1н, балансовое количество нестабильного бензина направляется в сырье АВТ-2.

Из аккумулятора колонны К-1н с температурой не выше 340 оС выводится циркуляционное орошение на прием насоса Н-55/1,2, прокачивается через кипятильник Т-2 колонны К-5, теплообменник Т-4 и с температурой не выше 200оС возвращается в колонну К-1н.

Из аккумулятора колонны К-1н выводится фракция легкого газойля (фракция 200-350 оС) в стриппинг К-8. Температура в аккумуляторе колонны не должна превышать 340 оС.

Для отпарки легких углеводородов из фракции 200-350 оС в стриппинг К-8 подается перегретый водяной пар.

Отпаренный легкий газойль снизу К-8 забирается насосами Н-22,23 и после утилизации тепла в теплообменниках Т-108,Т-104/1,2 закачивается в линию остатка висбрекинга перед ХП-1/1-3.Предусмотрен вывод легкого газойля после охлаждения в холодильнике ХП-1/3 с установки. Для отпарки легких углеводородов из остатка висбрекинга в куб колонны К-1н подается водяной пар.

Остаток висбрекинга с температурой не выше 410 оС, выходящий с низа колонны К-1н, смешивается с охлажденным до температуры не выше 200 оС остатком висбрекинга и с температурой не выше 380 оС поступает на прием Н-53/1,2, которые тремя потоками прокачивают его через теплообменники Т-6 Т-11, Т-15 Т-17, где отдает тепло сырью, поступающему на установку.

Остаток висбрекинга после сырьевых теплообменников отдает тепло в теплоутилизирующих аппаратах Т-107/1,2, Т-106/1,2, Т-105/1,2 и делится на три потока. Один поток направляется в низ колонны К-1н, другой в линию сырья на выходе из печи в качестве квенчинга, балансовая часть остатка висбрекинга, после смешения с легким газойлем охлаждается в холодильнике погружного типа ХП-1/1-3 и выводится с установки в парк. Часть остатка висбрекинга, идущего в парк, подается в смеситель С-1, куда поступает нефтешлам. После смесителя С-1 смесь остатка висбрекинга и нефтешлама в соотношении около 3:1 поступает в дезинтегратор Д-1 для приготовления стойкой эмульсии и откачивается в трубопровод остатка висбрекинга в парк. Балансовое количество бензина с Е-21 насосами Н-18,19 через холодильник Х-26 откачивается на установку АВТ-2, в резервуарный парк или на установку Г-43-107М/1.

Конденсат водяного пара из Е-21 по межфазовому уровню направляется в Е-25. Внутри емкости смонтирована перегородка высотой 1000 мм от дна емкости. Технологический конденсат насосом Н-58/1,2 откачивается на АВТ-2 или Г-43-107М/1.

Газ висбрекинга из емкости Е-21 доохлаждается водой в холодильнике Х-25 и направляется в газосепаратор Е-22, где сконденсировавшаяся жидкость отделяется от газа. Конденсат из газосепаратора Е-22 насосами Н-57/1,2 возвращается в Е-21. Газ из Е-22 направляется в колонну абсорбции К-7н для моноэтаноламиновой очистки от сероводорода. Поглощение сероводорода из газа висбрекинга происходит на контактных тарелках в колонне К-7н.

Режим абсорбции

Регенерация раствора моноэтаноламина на установке не предусматривается. Подача регенерированного (15%-ного) раствора МЭА в колонну К-7н предусматривается из централизованного блока регенерации раствора МЭА на установке производства серы.

Очищенный газ висбрекинга с верха К-7н выводится с установки на прием компрессоров установки Г-43-107М/1 или поступает в емкость Е-3 для использования в качестве топлива печей установки.

Насыщенный раствор МЭА из К-7н насосом Н-56/1,2 откачивается в блок регенерации раствора МЭА в составе комплекса Г-43-107М/1.

2. Система технологической сигнализации

2.1 Перечень сигнализируемых параметров

По контуру температуры:

- температура подшипников Н - 53/1,2, max 50 оС;

- температура подшипников Н- 55/1,2, max 50 оС;

- температура подшипников Н- 22, max 50 оС;

- температура подшипников Н- 23, max 50 оС;

- температура подшипников Н- 18, max 50 оС;

- температура подшипников Н- 19, max 50 оС.

По контуру давления:

- давление наверху К-1Н, max 0,49 МПа.

По контуру уровня:

- уровень остатка висбрекинга в кубе К-1Н;

- уровень легкого газойля в К-8;

- уровень раздела фаз в Е-21;

- уровень бензина в Е-21;

- уровень остатка висбрекинга в аккумуляторе К-1Н;

- наличие продукта на приеме Н - 18, Н - 19;

- наличие продукта на приеме Н - 55/1,2;

- наличие продукта на приеме Н - 22, Н - 23.

2.2 Выбор и обоснование схемы.

Схема технологической сигнализации предназначена для оповещения обслуживающего персонала о нарушении нормального режима ведения технологического процесса. Часто используются автоматические устройства, подающие одновременно световой и звуковой сигнал. Технологическая световая сигнализация, сопровождаемая звуковым сигналом, производится либо ровным, либо мигающим светом. Частота мигания света определяется в зависимости от количества сигнализируемых параметров.

Наибольшее распространение нашли схемы технологической сигнализации с центральным (общим) съемом звукового сигнала с повторностью действия, способных повторно подавать звуковой сигнал при срабатывании любого датчика сигнализации независимо от состояния всех остальных датчиков, т. е. до размыкания контактов, вызвавших предыдущее появление сигнала.

Алгоритм работы такой схемы сигнализации заключается в том, что при повышении режимного параметра выше допустимой нормы генерируются световой и звуковой сигналы. Снятие сигналов происходит следующим образом: звуковой сигнал снимают кнопкой съема звукового сигнала, а световой исчезает при возврате параметра в область значений, определенных регламентом.

2.3 Порядок действия схемы

Схема технологической сигнализации, приведенная в ТД 99.02.07.33, имеет:

HL - лампа контроля напряжения, HA - звонок, KV - реле предупредительной сигнализации, KV1-KV5 - промежуточное реле индивидуальных сигналов, включаемые контактами датчиков SK1-SK6, HL1-HL5 - индивидуальные лампы, 1VD1-1VD5, 2VD1-2VD5 - развязывающие диоды, SB1 - кнопка опробирования сигнала, SB2 - кнопка съема сигнала.

Если первый параметр превысит заданный предел, контакт SK1 замкнется. Включается реле KV, которое включает звонок HA и реле KV1 включает лампу HL1. Для отключения звонка HA нужно нажать кнопку SB2, которая отключает реле KV, реле KV1 остается включенным по цепи SK1 - обмотка реле KV1 - замыкающий контакт реле KV1 - источник питания. Лампа HL1 горит до тех пор, пока не восстановится режим и контакт SK1 не разомкнется.

Если возник следующий сигнал (замкнулся SK2), а сигнал еще не снят, то срабатывает реле KV, включает звонок HA и реле KV2, которое включает лампу HL2. Реле KV деблокирует кнопкой SB2, отключает звонок HA, лампа HL2 продолжает гореть до устранения нарушения режима.

Для проверки исправности ламп нужно кратковременно нажать кнопку SB1 - кнопку апробирования сигнала.

Проверка сигнализации: подаем питающее напряжение - лампа HL горит, в цепи нет контактов, звонок HA не звонит, т. е. реле KV отпущено и его контакты разомкнуты. Контролируемые параметры в норме, контакты датчиков технологического контроля К1- 5разомкнуты, реле KV1-5 отпущены, лампы Н1-5 погашены. Для проверки исправности ламп кратковременно нажать кнопку SB1.

2.4 Выбор и обоснование электроаппаратуры

Выбор электроаппаратуры определяется принятым для схемы питания значением напряжения и родом тока, а также выполняемыми данной аппаратурой функциями, необходимым числом контактов, характеристикой помещения, где будет устанавливаться аппаратура, с точки зрения его опасности при применении электрооборудования.

В качестве световых сигнализаторов в схемах технологической сигнализации используем светодиоды с красной индикацией сигнала. Сигнальные диоды рекомендуется выбирать на напряжение несколько больше, чем нормальное.

Выбор звукового сигнализатора зависит от характеристики сигнала, продолжительности его включения, номинального напряжения и потребляемой мощности. В качестве звукового сигнализатора используется звонок.

При недостаточной резервной мощности контактного устройства, низком допустимом напряжении на контактах, а так же при необходимости сигнала, в схему включают дополнительное промежуточное реле.

3. Эргономическое обеспечение рабочего места оператора

Управление технологическими процессами в современных технологических автоматизированных производствах осуществляется, как правило, из операторских и диспетчерских пунктов управления.

На щитах и пультах пунктов управления устанавливаются десятки контрольных приборов, сигнальных устройств, аппаратов управления, дающих оператору информацию о состоянии технологического процесса и возможность управлять им. Организация представления информации оператору должна наилучшим образом соответствовать закономерностям восприятия и дальнейшей переработки ее человеком, поскольку значительное количество ошибок, допускаемых операторами, связано с тем, что щиты и пульты, на которых отображается информация и с которых ведется управление процессом, во многих случаях не обеспечивают оптимальных условий выполнения решаемых оператором задач.

Чтобы обеспечить эффективную работу оператора в таких условиях, необходимо проектирование щитов, пультов, а также операторских пунктов в целом вести не только на основе технических требований и предпосылок, но и с привлечением данных инженерной технологии и технической эстетики.

3.1 Планировка пункта управления

Помещение пункта управления проектируется таким образом, чтобы обеспечить задачи создания наиболее благоприятных условий для успешной деятельности оператора, отвечающих и техническим нормам и требованиям инженерной технологии и технической эстетики. Хорошим планировочным решением пункта управления можно считать такое, при котором все панели оперативного приборного щита располагаются вдоль одной из стен помещения, а место оператора находится в вершине угла 120о (не более), образованного линиями, идущими от крайних точек щита. Рекомендуется, чтобы расстояние от постоянного места нахождения оператора до щита было не более 5 м, что определяется условием видимости приборов.

Точность восприятия показаний приборов зависит как от формы и расположения в пространстве шкалы и стрелки приборов, так и от того под каким углом на них смотрит оператор. Оптимальным для обзора воспринимаемой информации является угол 30о. При считывании показаний прибора сбоку допустимый угол обзора составляет 45о к нормам щита так как при больших углах наблюдается значительное искажение. Ширина прохода перед щитом должна быть не менее 8000 мм, проходы между щитами при длине щита более 7 м должны иметь два выхода.

Полы в щитовых помещениях выполняются не электропроводными в целях безопасности помещений. Помещения пунктов управления должны быть хорошо освещены. Поэтому в операторных пунктах предусматривается рабочее и аварийное освещение. В дневное время используется естественное освещение, поступающее через оконные проемы.

3.2 Компоновка приборов на щитах и пультах

От принятых компоновочных решений во многом зависят работоспособность, надежность, точность и быстрота действия оператора. Рациональная организация, компоновка панелей, щитов и пультов управления должна обеспечить наиболее полное использование их площадей. Количество органов управления на пульте должно быть минимальным, но достаточным для выполнения поставленных перед оператором задач по управлению автоматизированным объектом.

При компоновке приборов на щитах должны учитываться следующие факторы:

1) Важность - приборы, отображающие наиболее ответственные параметры системы, располагаются в пределах оптимальной зоны поля зрения;

2) Частота использования - приборы, наиболее часто используемые операторами, размещаются в пределах оптимальной зоны;

3) Функциональные связи - приборы, измеряющие параметры связанных между собой объектов, соединяются на панели в контактную группу, зрительно разграниченную с другими группами;

4) Рекомендуется следующая высота расположения средств автоматизации и аппаратуры управления:

-показывающие приборы и сигнальная аппаратура 800-2100 мм.

-оперативная аппаратура контроля и управления 500-1600 мм.

При размещении аппаратуры на многосекционных агрегатных, блочных и центральных щитах следует придерживаться технологического принципа. Это значит, что аппаратуру, относящуюся к объектам регулирования и являющуюся частью технологической линии, нужно располагать на отдельной панели (или на нескольких панелях, в зависимости от ее многочисленности).

При проектировании щита для контроля и управления несколькими параллельно работающими технологическими установками аппаратуру контроля и управления для второй и последующих установок надо размещать в том же порядке, что и на панелях для первой установки. При последовательном сочетании однотипных технологических агрегатов (или установок) приборы и сигнализаторы, контролирующие отдельные участки технологического процесса одного агрегата (или установки), нужно размещать на отдельных панелях по вертикали, а приборы, контролирующие один и тот же параметр нескольких агрегатов - по горизонтали.

Аппаратура управления на пультах располагает в соответствии с ее значимостью и частотой использования, причем компоновка ее должна быть не симметричной: это уменьшает вероятность ошибочных включений в случае аварийных режимов. Ключи, переключатели и кнопки управления размещают в наиболее удобном для оператора месте. Аппаратуру управления и переключателя измерительных цепей располагают на одной линии с теми приборами и сигнальными устройствами, с которыми они связаны функционально.

4. Монтаж системы управления

4.1 Установка щитов и пультов

Щиты и пульты управления устанавливаются в соответствии с проектными решениями и требованиями СНиП III-34-74. В современных условиях монтажа щиты поставляют на объект в законченном для установки виде. На них смонтирована аппаратура, выполнены электрические и трубные проводки, подготовленные к подключению внешних цепей, а так же предусмотрены конструкции для установки приборов и подводимых к щитам кабелей. В комплект поставки с щитами входят и крепежные изделия, необходимые для сборки и установки щитов.

Малогабаритные щиты обычно монтируются на стенах и других строительных конструкциях. Монтаж производится при помощи кронштейнов или на полу на стойках, обеспечивающих установку щита на высоте (высота должна быть удобной для наблюдения за приборами).

Щит нормальных размеров устанавливается непосредственно на пол при условии, что он обеспечивает достаточную жесткость и не подвержен сильной вибрации. В противном случае щит должен устанавливаться на специальном фундаменте.

Щиты шкафные и панельные с каркасом устанавливают на твердом основании на анкерных болтах или закладной металлической раме. Опорные рамы щитов и пультов имеют овальные отверстия для их установки с помощью болтовых соединений на закладных строительных конструкциях.

При размещении мест установок щитов следует обеспечивать необходимые проходы для их обслуживания. Ширина в свету проходов для обслуживания перед ними и сзади них в производственных помещениях должна быть не менее 800 мм. При угле открытия в 1700 это расстояние должно исчисляться от корпуса щита, при угле открытия 90-1100 - от открытой двери.

При разработке чертежей установки щитов одновременно следует решать вопросы организации ввода проводок в щиты и пульты.

4.2 Размещение приемных и отборочных устройств, измерительных преобразователей и регулирующих клапанов

Устанавливать ТСА необходимо таким образом, чтобы обеспечить надежную точность измерения, свободный доступ для обслуживания.

Место установки первичных преобразователей на технологических аппаратах зависит от измеряемого параметра (температура, давление) и среды:

· приборы для измерения пара в технологическом аппарате (трубопроводе, флегмовой емкости, отстойнике), например, манометры, устанавливают сверху, чтобы на показания прибора не влияли частицы жидкости, которые присутствуют в паре. Установка производится по месту;

· приборы, которые измеряют давление жидкости, устанавливают ниже верхнего уровня жидкости, чтобы избежать влияния частиц пара на показания прибора. Установка по месту;

· для измерения температуры среды в аппарате или трубопроводе, врезают в аппарат (трубопровод) термопару одним из трех способов: перпендикулярно потоку, под углом к потоку или вдоль потока. Если требуется измерить температуру поверхности аппарата (реактора, колонны, трубопровода), то используют либо поверхностные термометры, либо термопару врезают в поверхность аппарата (трубопровода). Иногда термопара заглубляется в железо и накрывается медной пластинкой. Устанавливается прибор в тех местах, где поток постоянен;

· при измерении расхода диафрагмы устанавливают только на прямом участке трубопровода. Минимальное расстояние от местного сопротивления по направлению до диафрагмы должно составлять 100 трубопровода, после диафрагмы - 50 ;

· исполнительные механизмы монтируют на трубопроводах так, чтобы направление регулируемой среды совпадало с направлением, указанным на корпусе клапана.

4.3 Указания по монтажу электрических и трубных проводок

Трубные проводки прокладываются по кратчайшему расстоянию между измеряемыми приборами и агрегатами в местах, доступных для монтажа, обслуживания и ремонта, не подверженных сильному нагреву или охлаждению. Одиночные и групповые трубные проводки, а также несущие конструкции для них разрешается прокладывать по стенам, перекрытиям, колоннам, эстакадам на расстоянии 25-30 мм от стен т перекрытий. Трубные проводки должны обладать необходимой механической прочностью при воздействии максимально возможных температур. Материалы труб должны быть стойкими против агрессивных воздействий. Проходные сечения импульсных линий связи должны обеспечивать подачу сигналов на заданном расстоянии.

Трубные проводки из цветных металлов защищают от механических повреждений при прокладке ниже 2,5 м.

Защитные трубы электропроводок следует прокладывать на таких расстояниях от других трубопроводов, чтобы обеспечить нормальные условия их монтажа. Эти расстояния должны составлять в местах пересечения технологических линий не менее 50 м, а при пересечении с трубопроводами с газами не менее 100 мм.

Удаление трасс электропроводок от сооружений, технологических трубопроводов и оборудования при параллельной прокладке трасс должно быть не менее:

· для открытых электропроводок от технологических трубопроводов 10 мм, от трубопроводов транспортирующих горючие жидкости и газы - 250 мм;

· для кабелей, прокладываемых в земле: от теплопроводов - 2000 мм, от газовых трубопроводов, транспортирующих горючие жидкости - 2000 мм, от фундаментов опор линий передач - 1000 мм, от рельсов заводского транспорта - 2000 мм, от насаждений - 2000 мм, от фундаментов зданий - 600 мм.

В электропроводках систем автоматизации допускается совместная прокладка в одной защитной трубе, коробе цепей управления, регулирования, сигнализации питания напряжением до 400 В переменного и 440 В постоянного тока. Допускается совместная прокладка проводов в стальных защитных трубах для следующих приборов:

- от термопар и термометров сопротивления к автоматическим электронным потенциометрам, уравновешенным мостам;

- от термопар и термометров сопротивления от одного индукционного дифференциально - трансформаторного датчика к вторичному прибору.

Электропроводки систем автоматизации допускается прокладывать рядом с аналогично выполненными электропроводками установок электроснабжения, за исключением:

- измерительных цепей приборов и средств автоматизации с малой помехозащищённостью;

- взаиморезервирующих цепей питания, управления;

- ответственных цепей систем автоматического пожаротушения.

4.4 Размещение преобразователей и аппаратуры сзади щитов.

Компоновка электро- и пневмоаппартуры и установочных изделий внутри щитов и стативов должна выполняться с учетом конструктивных особенностей этих изделий и обеспечения удобства монтажа и эксплуатации.

При компоновке приборов внутри щитов должно учитываться:

- размеры допустимых полей монтажа щитов;

- способы установки аппаратуры на унифицированных монтажных конструкциях;

- выступающие части средств автоматизации и элементов управления, установленных на фасадных панелях щитов и стативов;

- наименьшее количество пересечений и изгибов электрических и трубных проводок;

- необходимые проходы обслуживания внутри шкафных щитов и в пространстве за панельными щитами;

- способы установки малогабаритных щитов.

С целью обеспечения удобства эксплуатации и соблюдения требований техники безопасности аппаратуру внутри щитов и стативов размещают на следующих расстояниях от нижней кромки опорной рамы:

1) приборы, регуляторы, функциональные блоки, элементы аналоговой и дискретной техники, преобразователи, сигнализаторы 600-1900 мм.;

2) трансформаторы, стабилизаторы, пускатели, ревуны, звонки, источники питания малой мощности, освещение щита 1700-1975 мм;

3) выключатели, предохранители, автоматы, розетки 700-1700 мм;

4) реле 600-1900 мм;

5) аппаратура пневмопитания 300-700 мм;

6) сборник коммутационных зажимов не ниже 350 мм;

7) переборочные соединители 500-1975 мм.

5. Питание схемы управления

5.1 Описание схемы электро- и пневмопитания

Схема электропитания показана на чертеже ТД.99.02.06.31.

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. На принципиальных электрических схемах питания отображаются решения, принятые по выполнению системы электропитания приборов и средств автоматизации.

Главное требование, предъявляемое к системе электропитания, состоит в том, чтобы эта система обеспечивала необходимую надежность (бесперебойность) питания, качество электроэнергии (допустимые отклонения от номинала и колебания напряжения, не синусоидальность формы, пульсацию). Принципиальная электрическая схема должна быть спроектирована так, чтобы ее эксплуатация в производственных условиях была предельно простой, требовала минимум затрат труда и внимания обслуживающего персонала, обеспечивала возможность проведения ремонтных и наладочных работ с соблюдением необходимых мер безопасности.

Выбор схемы электропитания, рода тока, напряжения, аппаратов защиты и управления должен производится с учетом решений, принятых в системе электроснабжения автоматизируемого объекта.

Источники питания в системе должны иметь достаточную мощность и обеспечивать требуемое напряжение у электроприемников. Отключение напряжения на шинах источников питания не должно превышать значений, при которых обеспечивается нормальная работа наиболее удаленных или наиболее чувствительных к отклонениям напряжения электроприемников и возможных наихудших для системы электроснабжения автоматизируемого объекта нагрузочных режимах.

В нормальном режиме включен рабочий ввод 1. Включен пакетный выключатель SA1 и замкнуты нормально разомкнутые контакты реле K1. Рабочий ток поступает через распределительную цепь, контактные выключатели и предохранители к приборам.

В случае аварии аварийной ситуации (короткое замыкание на рабочем вводе) происходит обесточивание обмотки реле K1, отключение его нормально разомкнутых контактов и включение нормально разомкнутых. Последние коммутируют цепи резервного ввода. При этом будут замкнуты контакты пакетного выключателя SA2.

При обесточивании обмотки реле K1 через третий нормально замкнутый контакт включается звуковая сигнализация.

При нажатии оператором на кнопку пакетного выключателя и кнопку SB1 происходит включение обмотки другого реле K2 (подключает сигнальную лампу). При этом реле само блокируется через свой нормально разомкнутый контакт K2 и подключает сигнальную лампу оповещения включения резервного ввода и происходит автоматическое отключение звуковой сигнализации.

Схема пневмопитания показана на чертеже ТД.99.02.07.32.

Наиболее широкое применение пневматика находит при проектировании автоматизации взрыво- и пожароопасных технологических процессов, а также процессов, ход которых проходит сравнительно медленно. Однако в настоящее время пневматику практически вытеснили электрические устройства, обеспечивающие более высокую точность и скорость, и длину дистанционной передачи сигнала.

Одним из достоинств пневматических систем является их неподверженность радиационным и магнитным воздействиям. Кроме того, пневматические устройства, основанные на взаимодействии свободных струй, не изменяют рабочих параметров при вибрационных перегрузках.

Основной недостаток пневматических систем - запаздывание передачи сигнала. Однако быстродействие средств автоматики при автоматизации многих технологических процессов не является решающим фактором. Другим недостатком пневмосистем являются повышенные требования к осушке и очистке сжатого воздуха.

В качестве источника питания для пневмосистем автоматизации используется энергия сжатого воздуха от воздушных компрессорных установок систем воздухоснабжения промышленных предприятий. Качество сжатого воздуха определяется составом, количеством и размерами содержащихся в нем примесей, главным образом влаги, минеральных масел и различного рода твердых частиц.

Входные параметры сжатого воздуха: 10…50 Со, давление 0,6 МПа.

На схемах пневмопитания условными обозначениями обозначаются: установка воздухоснабжения с всасывающими и нагнетающими воздухопроводами; фильтры для очистки воздуха; установка для осушки воздуха; воздухосборники и ресиверы; главный, цеховые и распределительные коллекторы, воздухопроводы от коллекторов до пневмоприемников; индивидуальные и групповые редукторы давления воздуха и блоки питания; запорная переключающая арматура; резервные и продувочные штуцера; групповые и индивидуальные фильтры; контрольные манометры.

5.2 Выбор плавких предохранителей.

Различают предохранители с большой тепловой инерцией, способные выдержать значительные кратковременные перегрузки током, и безынерционные, обладающие малой тепловой инерцией и ограниченной способностью к перегрузкам. К первым относятся в основном предохранители со свинцовыми токопроводящими мостиками, ко вторым - с медными. В схемах электропитания систем автоматизации наибольшее распространение имеет вторая группа плавких вставок.

Предохранители выбираются по следующим условиям:

1) по номинальному напряжению сети:

Uном.пред..>Uном.с,

где Uном.пред-номинальное напряжение предохранителя; Uном.с.-номинальное напряжение сети.

Рекомендуется номинальное напряжение предохранителей выбирать по возможности равным номинальному напряжению сети (в этих случаях плавкие вставки имеют лучшие защитные характеристики).

2) по длительному расчетному току линии:

Iном.вст.>Iдлит ,

где Iном.вст.-номинальный ток плавкой вставки; Iдлит-длительный расчетный ток линии.

Расчет потребности электроэнергии и сжатого воздуха.

Таблица 1