§ 2.2

Структурные схемы измерения и управления

участок, осуществляемое старшим аппаратчиком;

третий уровень - централизованное управление несколькими участками, входящими в I и II (или III и IV) технологические линии сернокислотного производства;

четвертый уровень - управление с диспетчерского пункта всеми технологическими линиями сернокислотного производства, осуществляемое диспетчером.

Структурные схемы выполняются, как правило, на одном листе. Таблица с условными обозначениями (табл. 2.1) располагается на поле чертежа схемы над основной надписью. Таблица заполняется сверху вниз. При большом числе условных обозначений продолжение таблицы помешают слева от основной надписи с тем же порядком заполнения. Основную надпись и дополнительные графы к ней выполняют согласно ГОСТ 21.103-78.

Толщину линий на схеме выбирают в соответствии с ГОСТ 2.303 - 68. Рекомендуется использовать для условных изображений линии толщиной 0,5 мм; для линий связи - 1 мм; для остальных линий - 0,2 - 0,3 мм.

Размеры цифр и букв для надписей выбирают в соответствии с ГОСТ 2.304 - 81. Пояснительный текст следует выполнять в соответствии с ГОСТ 2.316 - 68. Текстовую часть, помещенную на поле чертежа, располагают над основной надписью. Между текстовой и основной надписями не допускается помещать изображения, таблицы и т. п. Пункты пояснительного текста должны иметь сквозную нумерацию. Каждый пункт записывают с красной строки. Заголовок «Примечание» не пишут. В тексте и надписях не допускаются сокращения слов, за исключением общепринятых, а также установленных приложениями к ГОСТ 2.316 - 68 и ГОСТ 2.105-79.

Размеры всех условных изображений не регламентируются и выбираются по усмотрению исполнителя с соблюдением одинаковых размеров для однотипных изображений.

В настоящее время для технологического контроля и автоматического управления широкое применение находят агрёгатированные системы средств телемеханики, комплексы технических средств локальных измерительных и управляющих систем, агрегатирован-ные системы контроля и регулирования, электрические централизованные и др.

Агрегатированные комплексы выполняются, как правило, на элементах микроэлектронной техники, имеют развитую и гибкую систему связей между входящими

в нее устройствами, а также с объектом управления и обслуживающим персоналом, обеспечивающую достаточно широкие возможности их использования в различных вариантах компоновки и режимах работы.

Так, например, мини-ЭВМ семейства СМ находят широкое применение для компоновки различных структур АСУ ТП в энергетической, химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой, металлургической, металлообрабатывающей, горнорудной, приборостроительной, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Комплекс позволяет реализовать следующие информационно-вычислительные функции АСУ ТП:

сбор, первичную обработку и хранение информации;

косвенные измерения параметров процесса и состояния технологического оборудования;

сигнализацию состояния параметров технологического процесса и оборудования;

расчет технико-экономических и эксплуатационных показателей технологического процесса и технологического оборудования;

подготовку информации для вышестоящих и смежных систем и уровней управления;

регистрацию параметров технологического процесса, состояний оборудования и результатов расчета;

контроль и регистрацию отклонений параметров процесса и состояния оборудования от заданных;

анализ срабатывания блокировок и защит технологического оборудования;

диагностику и прогнозирование хода технологического процесса и состояния технологического оборудования;

оперативное отображение информации и рекомендаций ведения технологического процесса и управления технологическим оборудованием;

выполнение процедур автоматического обмена информацией с вышестоящими и смежными системами управления.

На базе мини-ЭВМ СМ-1634, СМ-2М, СМ-1210 реализуются управляющие вычислительные комплексы (УВК), выполняющие различные функции, в том числе:

регулирование отдельных параметров технологического процесса;

однотактное логическое управление;

каскадное регулирование;

многосвязанное регулирование;

программные и логические операции дискретного управления процессом и оборудованием;

оптимальное управление установившимся режимом технологического процесса и работы оборудования;

оптимальное управление переходным процессом;

оптимальное управление технологическим объектом в целом.

В проекте автоматизации необходимо произвести выбор и компоновку агрегатиро-ванных комплексов технических средств и средств автоматизации, т. е. на базе типовых технических средств разработать структурную схему технологического контроля и управления определенными параметрами данного объекта автоматизации.

На структурной схеме агрегатированные и модульные элементы комплекса технических средств и средств автоматизации изображают в виде прямоугольников с указанием в них условных обозначений. Расшифровка этих обозначений с указанием их функций производится в таблице, помещенной на чертеже схемы. Связь между элементами схемы изображается линиями со

стрелками, показывающими направление прохождения сигналов.

В качестве примера на рис. 2.5 приведена упрощенная структурная схема технического обеспечения АСУ ТП доменной печи № 9 Криворожского металлургического завода, построенная с использованием средств УВК. Доменная печь имеет конвейерную систему подачи материалов на колошник. Сбор информации о работе доменной печи, конвейерной системы, шихтоподачи и других систем осуществляется датчиками уровня ДУ в шихтовых и датчиками вида материала ДВМ в промежуточных бункерах, сигнализаторами С наличия и вида материалов на конвейерах переполнения течек и промежуточных воронок, датчиками давления и перепада давления ДДПД в отдельных полостях загрузочного устройства, датчиками угла поворота ДУП лотка загрузочного устройства, датчиками температуры ДТ, датчиками расхода ДР и т. п.

Обработка и предоставление информации, стабилизация или изменение по задан-

I <

лсдм

3RM ШП

оменнав печь

6ЦИЯ

Главный, щит доменной nei/u а пуль-ть1 управления

ад сг ц« й/7 МС \ти\ гв

S8M УХДП

Рис. 2.5. Упрощенная структурная схема АСУ ТП доменной печи № 9 Криворожского

металлургического завода: ДНМ - датчики наличия материалов; ДУ - датчики уровня; ДВ - датчики массы; АШиК - анализаторы шихты и кокса; B/f-влагомер кокса; ДВМ -датчики вида материалов; Д/}7/1 - датчики разрыва лент конвейеров; /7ВЛ/£- питатели для выдачи материалов из бункеров; ЯМ - исполнительные механизмы; ДТ -датчики температуры; ДД/7Д - датчики давления или перепада давлений; ДР - датчики расхода; ДВл - датчики влажности; Дг;/- анализаторы дутья и газа; ДУП - датчику! угла поворота; ТК - телекамеры; СТ - сигнальное табло; ВП - вторичные приборы; МС - мнемосхемы; ЯУ-ключи управления; РЗВД - ручные задатчики массы дозы; ЛСДАГ - локальные системы дозирования материалов; ЛСР - локальные системы регулирования; БЦИЧ - блок цифровой ивдикации с частотными вводами; РДЗ - ручные дистанционные задатчики; ЦИ - цифровые индикаторы; ИПМ - индикаторы положения механизмов; ТВ - телевизоры; ЭВМ ШП - электронная вычислительная машина шихтрподачи (управляющая взвешиванием материалов и производительностью тракта ШП); ЦВУ СЦК - цифровое вычислительное устройство системы централизованного контроля (осуществляющее сбор и обработку первичной информации, расчет комплексных и удельных показателей работы печи, автоматическое заполнение отчетных документов); БЦР - блок цифровой регистрации; БЦИД - блок цифровой индикации с дискретными вводами; ЭВМ УХДП - электронная вычислительная машина, управляющая тепловым состоянием и ходом печи; ИТ - информационные табло; / - первый этап внедрения (пусковой комплекс); П и П1 - соответственно второй и третий этапы внедрения.

§ 3.1 Назначение функциональных схем, методика и общие принципы их выполнения

ной программе технологических параметров, ввод информации в УВМ и вывод рекомендаций по управлению ходом доменной печи и другие операции осуществляются с помощью технических средств централизованного контроля и управления работой доменной печи.

При разработке проектов автоматизации сложных технологических процессов с использованием агрегатированных комплексов вычислительной техники, требующих предварительного проведения научно-исследовательских экспериментальных работ в условиях действующего оборудования в период освоения проектных мощностей, следует предусматривать поэтапное выполнение монтажных работ и включение УВК в работу.

В общем случае можно рекомендовать следующее поэтапное включение УВК в работу:

1) пуск объекта с технологическим контролем и автоматическим управлением от

локальных систем регулирования; в этот период уточняются динамические и статические характеристики объекта, устраняются ошибки монтажа и проекта, возможные де-, фекты технологического оборудования, стабилизируется технологический процесс и т. п.; отрабатываются программы и алгоритмы на УВМ без их подключения к действующему технологическому оборудованию;

2) подключение УВМ к действующему технологическому оборудованию и включение ее в режим «советчика» с выдачей эксплуатационному персоналу рекомендаций по управлению ходом доменной печи;

3) включение УВМ в режим автоматического управления объектом через системы локального регулирования.

При необходимости в проектах автоматизации приводятся структурные схемы отдельных комплексов технических средств и средств автоматизации.

Раздел 3

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ СИСТЕМ ИЗМЕРЕНИЯ И АВТОМАТИЗАЦИИ

3.1.НАЗНАЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СХЕМ, МЕТОДИКА И ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ИХ ВЫПОЛНЕНИЯ

Функциональные схемы 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 него 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 на 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 функциональных схем автоматизации технологических процессов необходимо решить следующее:

получение первичной информации о состоянии технологического процесса и оборудования;

непосредственное воздействие на технологический процесс для управления им;

стабилизация технологических параметров процесса;

контроль и регистрация технологических параметров процессов и состояния технологического оборудования;

Указанные задачи решаются на основании анализа условий работы технологического оборудования, выявленных законов и критериев управления объектом, а также требований, предъявляемых к точности ста-