Техническая реализация САУ (система автоматического управления) технологическим параметром (уровень воды) в котле Е-50

· система подачи воздуха;

· горелочные устройства;

· топка;

· система подачи воды;

· барабан котла.

Рис.1. Функциональная схема котла

Котёл имеет следующие режимы функционирования:

· розжиг;

· основной режим;

· остановка.

Наиболее сложным с точки зрения управления является основной режим с динамически изменяющимися нагрузками и исправность котла во многом зависит от уровня давления пара и количества воды в барабане котла. Рассмотрим, к чему может привести превышение предельных значений параметров котла. При нормальном течении процесса уровень воды в барабане котла уравновешивается давлением подпитки котловой воды и давлением пара. При этом он находится выше среза экранных труб, стенки которых охлаждаются циркулирующей в них водой. В следствии создания чрезмерного высокого давления в барабане котла уровень воды может снизиться ниже допустимого предела, при котором не обеспечивается циркуляция воды. В результате нарушения циркуляции воды в экранных трубах происходит чрезмерное повышение температуры и пережог их стенок. Также опасно и резкое снижения давления пара, что увеличивает опасность возможного заброса воды в пароперегреватель и выведение котла из строя. Кроме того, частые и резкие изменения подачи воды в котел могут вызвать значительные температурные напряжения в металле экономайзера, и качество поддержания уровня также определяется равномерностью подачи воды. Наряду с этим создание необходимого давления пара в котле и его поддержание на заданном уровне обеспечивается созданием соответствующих температурных режимов, достигающихся сжиганием некоторого количества топлива. Итак, регулирование давления пара в барабане котла и питания котельных агрегатов главным образом сводиться к поддержанию материального баланса между отводами пара и подачи воды. Рассмотрев котёл как объект автоматизации затронув в большей части процессы проходящие в барабане котла, увидели, что нормальное протекание процесса, реализуемого паровым котлом, требует выполнения множества условий, а не соблюдение хотя бы одного из них может вызвать аварийную ситуацию и выход из строя дорогостоящего оборудования. Всё это обуславливает необходимость постоянного слежения за параметрами и не медленного реагирования на отклонение их от нормы.

Регулятор РС-29 с усилителем У29.3М.

Технические характеристики:

* выходные сигналы:

- импульсы пульсирующего напряжения постоянного тока среднего значения 24 В;

- импульсы напряжения постоянного тока +10 В или -10 В;

* питание ~(220) В, c частотой (50±1), (60±2) Гц;

* Подключение 30 клемм под винт.

Технические характеристики Т-35б:

* рабочее давление до 10 МПа;

* температура рабочей среды до 300°С;

* изготовлен в соответствии с ТУ 108.21.272-2004;

* материал корпуса сталь 25Л.

Технические характеристики МЭО 250/25-0,25:

* крутящий момент 250 Нм;

* номинальное время полного хода 25 сек.;

* номинальное значение полного хода 0,25 об.;

* электроприводы обеспечивают выполнение заявленных технических параметров при отклонении питающего напряжения от - 15% до +10% от номинальных значений;

* срок службы 15 лет.

3.1 Требования к разрабатываемой САУ

Требования к АСУ любого вида должна соответствовать требованиям настоящего госстандарта, ГОСТ 24.104-85. Выделим из ГОСТа основные требования к разрабатываемой АСУ.

1. Требования к АСУ в целом.

1.1 АСУ любого вида должна соответствовать требованиям настоящего стандарта, требованиям технического задания на ее создание или развитие, а также требованиям нормативно-технических документов, действующих в ведомстве заказчика АСУ.

2. Требования к функциям АСУ.

2.1. АСУ в необходимых объемах должна автоматизированно выполнять.

* Сбор, обработку и анализ информации (сигналов, сообщений и т.п.) о состоянии объекта управления.

* Выработку управляющих воздействий (программ, планов и т. п.).

* Передачу управляющих воздействий (сигналов, указаний, документов) на исполнение и ее контроль.

* Реализацию и контроль выполнения управляющих воздействий.

* Обмен информацией (документами, сообщениями и т. п.) с взаимосвязанными автоматизированными системами.

3.Требования к подготовленности персонала АСУ.

3.1 Квалификация персонала АСУ должна обеспечивать эффективное функционирование системы во всех заданных режимах.

3.2 Персонал АСУ должен быть подготовлен к выполнению своих обязанностей в соответствии с инструкциями организационного обеспечения.

3.3 Каждое лицо, входящее в состав персонала АСУ, должно применять соответствующие информационные модели и работать с используемыми им техническими средствами и документацией, определяющей порядок его деятельности.

4.Требования к техническому обеспечению АСУ.

4.1 Комплекс технических средств АСУ должен быть достаточным для выполнения всех автоматизированных функций АСУ.

4.2 В комплексе технических средств АСУ должны в основном использоваться

технические средства серийного производства. При необходимости допускается применение технических средств единичного производства.

4.3 Технические средства АСУ, используемые при взаимодействии АСУ с другими системами, должны быть совместимы по интерфейсам с соответствующими техническими средствами этих систем и используемых систем связи.

4.4 В АСУ должны быть использованы технические средства со сроком службы не менее десяти лет. Применение технических средств с меньшим сроком службы допускается только в обоснованных случаях и по согласованию с заказчиком АСУ.

4.5 Размещение технических средств, используемых персоналом АСУ при выполнении автоматизированных функций, должно соответствовать требованиям эргономики: для производственного оборудования по ГОСТ 12.049-80, для средств представления зрительной информации по ГОСТ 21829-76, в том числе для табло коллективного пользования из цифровых знакосинтезирующих электролюминесцентных индикаторов по ГОСТ 21837-76.

4.6 Любое из технических средств АСУ должно допускать замену его средством аналогичного функционального назначения без каких-либо конструктивных изменений или регулировки в остальных технических средствах АСУ (кроме случаев, специально оговоренных в технической документации на АСУ).

4.7 Технические средства АСУ допускается использовать только в условиях, определенных в эксплуатационной документации на них. В случаях, когда необходимо их использование в среде, параметры которой превышают допустимые значения, установленные для этих технических средств, должны быть предусмотрены меры защиты отдельных технических средств АСУ от влияния внешних воздействующих факторов.

5. Требования к программному обеспечению АСУ.

5.1 Программное обеспечение АСУ должно быть достаточным для выполнения всех функций АСУ, реализуемых с применением средств вычислительной техники, а также иметь средства организации всех требуемых процессов обработки данных, позволяющие своевременно выполнять все автоматизированные функции во всех регламентированных режимах функционирования АСУ.

5.2 Программное обеспечение АСУ должно обладать следующими свойствами:

* функциональная достаточность (полнота);

* надежность (восстанавливаемость, наличие средств выявления ошибок);

* адаптируемость;

* модифицируемость;

* модульность построения;

* удобство эксплуатации.

6.Требования к информационному обеспечения АСУ.

6.1 Информационное обеспечение АСУ должно быть достаточным для выполнения всех автоматизированных функций АСУ.

6.2 В АСУ для связи между устройствами комплекса технических средств должны быть применены:

* входные и выходные сигналы:

* электрические - тока и напряжения по ГОСТ 26.011-80, с дискретным

изменением параметров по ГОСТ 26.013-81, кодированные по ГОСТ 26.014-81,

* гидравлические по ГОСТ 26.012-80,

* пневматические по ГОСТ 26.015-81;

* наборы символов алфавитно-цифровые по ГОСТ 19767-74;

* коды 8-битные по ГОСТ 19768-74.

6.3 Информационное обеспечение АСУ должно быть совместимо с информационным обеспечением систем, взаимодействующих с ней, по содержанию, системе кодирования, методам адресования, форматам данных и форме представления информации, получаемой и выдаваемой АСУ.

6.4 Формы документов, создаваемых АСУ, должны соответствовать требованиям стандартов УСД или нормативно-технических документов ведомства заказчика АСУ.

7.Требования к организационному обеспечению АСУ.

7.1 Организационное обеспечение АСУ должно быть достаточным для эффективного выполнения персоналом АСУ возложенных на него обязанностей при осуществлении автоматизированных на него обязанностей при осуществлении автоматизированных и связанных с ними неавтоматизированных функций системы.

7.2 Инструкции организационного обеспечения АСУ должны определять действия персонала АСУ, необходимые для выполнения каждой автоматизированной функции, во всех режимах функционирования АСУ, с учетом заданных требований по безошибочности и быстродействию реализации персоналом АСУ своих функциональных обязанностей, а также содержать конкретные указания о действиях в случае возникновения аварийных ситуаций или нарушении нормальных условий функционирования АСУ. Требования к содержанию инструкций - по ГОСТ 24.209-80.

7.3 По каждой автоматизируемой функции, которая выполняется во взаимодействии данной АСУ с другими системами, инструкции персоналу АСУ и этих систем должны быть взаимоувязаны для всех режимов выполнения данной функции и содержать указания о действиях персонала при отказах технических средств АСУ.

8. Требования к лингвистическому обеспечению АСУ.

8.1 Лингвистическое обеспечение АСУ должно быть достаточным для общения различных категорий пользователей в удобной для них форме со средствами автоматизации АСУ и для осуществления процедур преобразования и машинного представления обрабатываемой в АСУ информации.

8.2 В лингвистическом обеспечении АСУ должны быть:

* предусмотрены языковые средства для описания любой используемой в АСУ

информации;

* унифицированы используемые языковые средства;

* стандартизованы описания однотипных элементов информации и записи

синтаксических конструкций;

* обеспечены удобство, однозначность и устойчивость общения пользователей со средствами автоматизации АСУ;

* предусмотрены средства исправления ошибок, возникающие при общении

пользователей с техническими средствами АСУ.

8.3 Лингвистическое обеспечение АСУ должно быть отражено в документации

(инструкциях, описаниях) организационного обеспечения АСУ в виде правил общения пользователей с техническими средствами АСУ во всех режимах функционирования системы.

9. Требования к правовому обеспечению АСУ.

Правовое обеспечение АСУ должно включать совокупность правовых норм:

* определяющих юридическую силу информации на носителях данных и документов, используемых при функционировании АСУ и создаваемых системой;

* регламентирующих правоотношения между людьми, входящими в состав персонала АСУ (права, обязанности и ответственность), а также между персоналом АСУ и персоналом систем, взаимодействующих с АСУ.

10. Требования к эксплуатационной документации на АСУ.

10.1 Эксплуатационная документация на АСУ должна быть достаточной для ввода АСУ в действие и ее эффективного функционирования.

10.2 Эксплуатационная документация на АСУ должна:

* содержать сведения, необходимые для быстрого и качественного освоения и

правильной эксплуатации средств автоматизации АСУ;

* содержать указания по деятельности персонала АСУ в аварийных ситуациях или при нарушении нормальных условий функционирования АСУ;

* не содержать положений, допускающих неоднозначное толкование.

3.2 Требования к ТСА и качество управления

Качество управления технологическим процессом характеризуется выполнение системой функций:

* автоматический сбор значений параметров технологического процесса;

* анализ значений контролируемых параметров технологического процесса;

* автоматическое управление параметрами технологического процесса;

* определение внешних ситуаций.

3.3 Анализ качества управления существующей САУ

Анализ возложенных на систему управления функций показал, что для обеспечения сбора значений параметров технологических процессов котельный агрегат и его технологическое оборудование должны быть оснащены датчиками, а для управления параметрами - исполнительными устройствами. Конечно же, для осуществления анализа значений контролируемых параметров, формирования управляющих воздействий, определения внештатных ситуаций необходимо вычислительное устройство - автоматический регулятор, обеспечивающий сравнение полученных значений параметров со значениями параметров нормального течения процесса - установок.

Страницы: 1, 2, 3