Диплом: Автоматизированные системы управления производственно-технологическими процессами на ПАО ГМК «Норильский никель», страницы 45-54

устанавливается модификация для уменьшения срабатывания до 1-2 секунд.

Немаловажными особенностями устройства являются его компактность и

небольшой вес клапана, что позволяет монтировать его в самых

труднодоступных местах, даже при небольшом свободном пространстве, за

счёт его малых габаритов. Устройства предназначены для автоматического

регулирования интенсивности потока с целью обеспечить стабильность в

работе ТП. Обладает функцией аварийного отключения системы в

автоматическом режиме, при достижении заданных предельных параметров.

Целевая область применения пневматического запорного клапана –

химическая, газодобывающая, нефтеперерабатывающая, пищевая

промышленности и другие отрасли, где присутствует необходимость работать с

агрессивными соединениями. Корпус изготовлен из специального материала

(фторопласт-4), устойчивому к коррозийному воздействию кислот, щелочей и

других агрессивных сред. Недостаток этого материала - низкая устойчивость к

механическим воздействиям, но есть технологическое решение этого

недостатка с помощью установки дополнительного кожуха на фторопластовый

корпус. Корпус имеет два вида исполнения – угловой (патрубки размещены под

углом) и проходной (оси патрубков размещаются на одной плоскости).

Управление регулирующего устройства производится с помощью

электропневматического позиционера (мощность входного сигнала 4-20 мА) и

пневматического позиционера (давление входного сигнала 20-100 кПа).

Запорные клапаны бывают двух основных видов исполнения: нормально-

открытое (без подачи давления находится в открытом положении) и нормально-

закрытое (без подачи давления находится в закрытом положении) [27].

Ультразвуковой измеритель уровня «EchoTREK»

Представляет собой устройство, обладающее множеством функций для

взаимодействия с АСУТП. Надежно справляется с измерениями в открытых и

закрытых резервуарах обеспечивая при этом минимальный диапазон

погрешностей. Взятая за основу ультразвуковая технология позволяет

производить измерения вещества без его прямого контакта с прибором, что

позволяет продлить срок его службы, обеспечивает надежность и точность

измерений не зависимо от плотности измеряемой среды, её химических и

физических свойств. Встроенная регистрационная память может хранить в себе

более 10000 значений данных для их последующей обработки, а ПО обладает

гибкой настройкой, в том числе и для производства измерений расхода

жидкости. Программирование устройства может происходит в двумя

способами: удаленно через сеть и локально на месте его установки с помощью

дисплейного модуля устройства.

Задачи, с которыми успешно справляется прибор:

 непрерывные измерения уровня жидкости;

 измерения потока жидкости;

 предупредительная сигнализация по заданным значениям;

 взаимодействие с АСУ;

 работа со сточными водами.

Термоэлектрических термометр типа ТХК

Хромель-копелевые термоэлектрические термометры типа ТХК получили

широкое применение в измерении температуры независимо от окружающей его

среды. При производстве положительного термоэлектрода одним в основном

используют хромель, это жароустойчивый и не поддающийся намагничиванию

сплав в основе которого состоит никель (80% Никеля, 9,8% Хром, 10% Железо,

0,2% Марганец). Отрицательный термоэлектрод – копель, это сплав основными

компонентами которого являются металлы никель и медь (56% меди, 44%

никеля, 0,5% марганец). Из основных достоинств термоэлектрических

термометров следует выделить: довольно высокую степень точности

измерений, значительный диапазон измерений, отличную тепло-

чувствительность, небольшую инерционность, исключение стороннего

источника тока, простота осуществления передачи показаний прибора на

большие расстояния, возможность тонкой организации и контроля температуры

методом включения нескольких термоэлектрических термометров через

переключатель к единому измерительному устройству, потенциал

автоматической записи производимых измерений с использованием

самопишущего устройства. Для защиты термоэлектронов от разрушительного

термического и коррозийного воздействия среды термоэлектрические

термометры обеспечивают защитными чехлами, трубками или колпачками из

огнеупорных и антикоррозийных материалов [18].

Программируемый контроллер SLC-500

Твердотельная система управления, которая имеет программируемую

пользователем память для хранения инструкций с целью реализации

определенных функций. Обеспечивает проверенный и надёжный способ

управления промышленными объектами, с использование в АСУ модульных

контроллеров среднего уровня. Имеет возможность подключения к различным

видам сетей для распределённого управления и работать с множеством

удалённых модулей ввода-вывода. Модульная конструкция ввода-вывода,

памяти и интерфейсов связи обеспечивает возможность перестройки и

расширения контроллера. Ещё на этапе составления модулей существует

возможность подсоединить необходимые число модулей входов-выходов,

требуемый объём памяти и тип сети связи. Обязательным требованием для

работы всех ПЛК является наличие модуля процессора и модуля питания. При

необходимости технологические возможности контроллера могут быть

расширены путем добавления новых модулей. ПЛК обладает высокой

устойчивостью к неблагоприятному воздействию рабочей среды,

стабильностью при долгой автономной работе и прост в обслуживании. Схема

работы контроллера очень схожа с обычным компьютером и более дорогие

современные версии могут полностью его заменить, т.к. имеют возможность

подключения клавиатуры и мыши, что делают их полноценной рабочей

станцией [20].

Цифровой манометр Ashcroft DG25

Обладает выдающимися параметрами производительности, стабильности

и надежности. Сваренный лазером датчик из нержавеющей стали и его

гнездовое соединение, делают этот продукт пригодным для использования с

различными агрессивными средами под давлением в сложных промышленных

условиях. При разработке датчика были учтены все необходимые

международные требования к точности и диапазону измерений, также может

быть легко настроен в соответствии с уникальными требованиями заказчика.

Ключевые положительные особенности:

 большой 5 дюймовый ЖК-дисплей;

 кнопочное меню навигации;

 9 режимов измерения и 1 программируемый;

 функция записи событий перехода заданного порога низкого и

высокого давления

 отображение гистограммы

 широкий выбор вариантов резьбовых соединений

 влагонепроницаемый и атмосферостойкий корпус из поликарбоната

Промышленный рН-метр HP-480

Устройство охватывает широкий спектр областей применения, таких как

мониторинг промышленных стоков, мониторинг производственных процессов

в различных областях промышленности и контроля качества, а также для

рыбной промышленности. Обладает простотой коррекции измерений pH, после

погружения полюсов pH в стандартную жидкость существует возможность

настроить и откалибровать допустимые значения измерений через внешний

дисплей и кнопки управления. В устройстве применена функция

автоматической диагностики ошибок в свойствах электрода, если в показаниях

есть потенциал асимметрии, чувствительности или скорости отклика, то

устройство автоматически определит, есть ли ошибка в pH-электродах, и

отобразит сообщение об ошибке на дисплейном модуле и передаст сообщение в

АСУ [22].

2.3. Анализ объекта автоматизации, разработка технического задания на

проектирование АСУ ТП электролиза меди

Рассмотрев все виды и подходы к проектированию, а также оценив

параметры ТП и структуру производства, рентабельно будет использовать в

разработке каскадную модель ЖЦ с использованием системного подхода к

проектированию. Прежде всего анализируя объект автоматизации стоит

отметить его многослойность исполнения, взявшись за реализация даже одной

цепочки автоматизации процесса будет неизбежно влиять на другую. Чтобы

упростить процесс разработки, проектирование стоит разделить на этапы с

постановкой задач для каждой из них:

 Разработка технологического задания – установить требования к

системе на основе ТП, определить её задачи в ТП;

 Проектирование АСУ – составить схему автоматизации цеха,

визуализировать системные параметры в верхнем уровне системы, составить

список первичных сообщений рекомендованных действий для каждого

процесса;

 Ввод в действие – составить порядок ввода в действие элементов

системы и их установку;

 Тестирование – произвести первые пуско-наладочные работы, с

устранением ошибок и конфликтов системы с ТП;

 Расчет технической и экономической выгоды от внедрения системы

– произвести оценку ТП после ввода системы, отметить факторы улучшения,

произвести расчеты окупаемости системы [4, 6].

Задачи разрабатываемой АСУ ТП электролиза меди:

 повышение стабильности и безопасности работы ТП;

 сокращение трудовых затрат на течение ТП;

 улучшение скорости оперативного уведомления персонала о

нестандартных ситуациях;

 автоматическая регулировка параметров, на заданных значениях;

 архивация всех событий в системе (создание базы данных);

 сокращение аварийных ситуаций, за счёт введения

предупредительных сигналов;

 уменьшение излишнего потребления воды и пара на производстве;

 уменьшение количества брака продукции за счёт введения

аварийной остановки промывочных машин при некорректных параметрах.

Также при создании системы планируется введение и последующая

разработка новой функции системы: вывод системных аварийных и

предупреждающих сигналов со списком рекомендуемых действий операторов

для решения аварийных и нестандартных ситуаций. Положительные

последствия ожидаемые после ввода функции:

 сократить времени реагирования персонала на внештатные

ситуации;

 улучшить качество принимаемых решений;

 передать опыт в решении одной конкретной проблемы всем

участвующим в течении ТП лицам;

 упростить работу с системой, в том числе и при обучении вновь

принятых работников;

 ввод функции корректировки и добавления действий в списке

рекомендаций, для работников с последующим одобрением старшего мастера

по технологии;

 сохранить первоначальный вид интерфейса системы и выводить

рекомендации в верхней строке состояния.

Важно подчеркнуть, что возможность оперативной настройки этих

рекомендаций технологическими инженерами позволит совершенствовать

систему путем сохранения положительных решений в устранении всех

конфликтов в течении ТП. После внедрения системы рекомендаций также

следует провести опрос работников об удобстве и помехах в работе с системой,

чтобы уменьшить число рекомендаций для рядовых задач, с которыми

сталкиваются ежедневно.

Обязательным условием, предъявляемым к новой системе какого бы

исполнения она не была это сохранение стабильного течения, отлаженного за

многие годы ТП, поэтому требования к параметрам, ведущим к активации

аварийных сигналов и аварийной остановки работы элементов системы должны

оставаться на прежнем уровне.