Учебное пособие
Казань
КГТУ
2008
УДК 658.5:66
ББК 32.965
И 28
Ившин В.П.
Интеллектуальная автоматика в курсовых и дипломных проектах: учебное пособие/ В.П. Ившин, И.А. Дюдина, А.В. Фафурин. - Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2008. - 102 с.
ISBN 978-5-7882-0594-6
Соответствует действующим программам по дисциплине ОПД Ф.07, ОПД Ф.09 «Системы управления химико-технологическими процессами (СУХТП)», разделу «Элементы проектирования систем автоматизации технологических процессов».
Учебное пособие предоставляет студентам алгоритм самостоятельных действий по усвоению дисциплины в объёме действующих программ.Предназначено для студентов всех форм обучения, изучающих дисциплину СУХТП, при выполнении ими дипломных проектов и дипломных работ.
Учебное пособие подготовлено на кафедре «Автоматизированные системы сбора и обработки информации» (АССиОИ).
Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского государственного технологического университета.
Рецензенты: доктор технических наук, профессор А.П. Кирпичников
профессор А.С. Черенков
ISBN 978-5-7882-0594-6 ã Ившин В.П., Дюдина И.А,. Фафурин А.В.,
2008.
ã Казанский государственный технологический
университет, 2008.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Цель данного издания – помочь студентам выполнить раздел по дисциплине СУХТП в курсовых, дипломных проектах и в дипломных работах. Разделы, представленные в учебном пособии, базируются на учебной программе курса и способствуют решению основных задач его усвоения.
Введение
Внедрение АСУ является прогрессивным направлением в области автоматизации. При большом расстоянии между технологическими аппаратами и пунктами управления целесообразно вместо инерционных пневматических средств автоматизации применять электрические средства автоматизации (ЭСА). Многие химические производства относятся к числу взрывопожароопасных и автоматизация осуществляется на основе использования взрывозащищенных средств автоматизации с использованием контроллеров и станций управления на базе персональных компьютеров (ПК). "Интеллектуальная революция" - так можно охарактеризовать сегодняшнее положение дел в области использования и применения сложных высокотехнологичных устройств. Новейшие достижения микропроцессорной техники пришли к нам из-за рубежа и привели к масштабному применению микропроцессоров практически в каждом электронном устройстве: телефонах, видеокамерах, диктофонах и многих других полезных вещах. Газовики и нефтяники, энергетики и химики, машиностроители и пищевики - уже нет ни одной отрасли, где не были бы установлены и внедрены датчики давления нового поколения. Сейчас эти потребители в полной мере ощутили все преимущества интеллектуальных приборов. Однако в отечественной промышленной автоматизации подобный процесс происходит не так быстро. За рубежом разработана новая технология HART-протокол ( Highway – путь; Addressable- адрес; Remout- действие на расстоянии; Transduser - через, по ту сторону). Протокол это список согласованных правил выполнения определённых процедур (программ). Для новой технологии HART-протокол характерна регулярная самодиагностика в процессе эксплуатации. Востребованы не только новые приборы для измерений, но и новые средства коммуникации: HART-модемы, HART-коммуникаторы, HART-мультиплексоры, программное обеспечение для связи с компьютером. При таком комплексном подходе экономический эффект использования интеллектуальных приборов стал еще очевиднее - отдача от вложений в основные средства повысилась многократно. При использовании ЭСА, контроллеры и ПК применяются, во-первых, для облегчения работы оператора, т.к. за короткий промежуток времени обрабатывают большое количество информации; во-вторых могут выполнять роль «советчика», при котором рекомендуют оператору оптимальные знания режимных параметров процесса и, в третьих, сравнивая текущие знания с заданными, выдают корректирующий сигнал на регулятор или непосредственно на исполнительный механизм. Одновременно технология HART-протокола позволяет по одной паре проводов передавать и аналоговый (4-20)мА, и цифровой сигналы, что даёт возможность использовать уже имеющиеся коммуникации для аналоговых сигналов. Коммуникационный протокол HART обеспечивает двухсторонний обмен информацией между интеллектуальным датчиком и управляющими устройствами: ручным портативным HART-коммуникатором Метран-650; компьютером, оснащенным HART-модемом Метран-681 и программой H-Master. «Метран» - единственная компания в России, реализовавшая комплекс интеллектуальных датчиков с международным (поддерживаемым более чем 150 производителями) протоколом обмена данными HART и русскоязычные средства коммуникации для удаленной диагностики и настройки прибора. Ниже представлена соответствующая структурная схема автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУТП).
 |
Интеллектуальные преобразователи температуры (ИПТ) серии Метран-280 предназначены для измерений температуры среды в составе АСУТП. Использование ИПТ допускается в
нейтральных, а также агрессивных средах, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким. Связь ИПТ Метран-280 с АСУТП осуществляется: по аналоговому каналу - передачей информации об измеряемой температуре в виде постоянного тока ( 4-20) мА; по цифровому каналу - в соответствии с HART-протоколом в стандарте Bell-202. Для передачи сигнала на расстояние используются 2-х-проводные токовые линии. В Метран-280 реализована возможность выбора единиц измерения: градусы Цельсия, °С; градусы Кельвина, К; градусы Фаренгейта, F; градусы Ренкина, R; Омы; милливольты. Конструктивно ИПТ Метран-280 состоит из первичного преобразователя и электронного преобразователя (ЭП), встроенного в корпус соединительной головки (см. рис.1.). В качестве первичного термопреобразователя в Метран-281 используются чувствительные элементы из термопарного кабеля КТМС (ХА), в Метран-286 - платиновые резистивные чувствительные элементы. ЭП преобразует сигнал первичного преобразователя температуры в унифицированный выходной сигнал постоянного тока (4-20) мА с наложенным на него цифровым сигналом HART в стандарте Bell-202.
|
|
Рис. 1. Интеллектуальные датчики температуры
.
ЗАО « Метран» (г.Челябинск) также крупнейший разработчик и изготовитель современных высокоточных и надежных в эксплуатации датчиков давления, давления-разрежения, разности давлений, уровня для измерения газообразных и жидких сред в различных отраслях промышленности. Семейство датчиков "Метран" насчитывает сотни моделей и тысячи исполнений, отличающихся целевым назначением, техническими и эксплуатационными характеристиками, конструкцией и комплектацией. Датчики «Метран» с микропроцессорным преобразователем (интеллектуальные датчики давления) имеют
преимущества перед аналогичными датчиками с измерительным преобразователем по всем показателям: метрологическим, функциональным, эксплуатационным. В настоящее
время серия более совершенных интеллектуальных датчиков давления «МЕТРАН-100», «МЕТРАН-150» полностью заменила датчики серии «МЕТРАН» с измерительным преобразователем (см. рис.2.).
 |
Рис. 2. Интеллектуальный датчик давления «МЕТРАН-150»
30 января 2002 г. Департаментом промышленной и инновационной политики в химической промышленности введено в действие новое Положение об исходных данных для проектировании (взамен Положения от 1985 г.). В нём изложены:
рекомендации no автоматизации и управлению технологическим процессом;
рекомендации по охране окружающей среды и утилизации отходов производства; рекомендации по безопасной эксплуатации производства и охране и труда;
рекомендации по выбору критериев оптимизации процессов.
Согласно Положения, состав исходных данных при проектировании определяется предприятием-заказчиком и предприятием-разработчиком проекта.
Р екомендации по автоматизации и управлению технологическим процессом, изложенные в Положении, при проектировании должны включать в себя:
р екомендации по принципиальным решениям no автоматизации отдельных узлов и аппаратов с привлечением средств вычислительной техники; перечень рекомендуемых параметров контроля и возможных схем автоматического регулирования;
алгоритмы управления процессом, алгоритмы пуска, нормальной и аварийной остановки процесса с указанием критических параметров по основным стадиям процесса; рекомендуемые технические средства; допустимые погрешности контроля, а также рекомендации но автоматизации узлов загрузки, дозировки, расфасовки, затаривания, транспортировки и складирования сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции.
1. Рекомендации по выполнению раздела по СУХТП в курсовом (дипломном) проекте
Условные обозначения технических средств автоматизации (ТСА)
В функциональных схемах.
Правила выполнения функциональных схем
Нижеприведённые, применяемые в отечественной практике стандарты и нормативные документы устанавливают порядок проектирования, стадии и этапы создания АСУТП наиболее распространённых в отечественной химической промышленности:
1) ГОСТ 24.104-85 «Информационная технология. Автоматизированные системы управления. Общие требования».
2) ГОСТ 34.003-90 «Информационная технология. Автоматизированные системы. Термины и определения».
3) ГОСТ 34.201-89 «Информационная технология. Виды, комплектность и обозначение документов при создании автоматизированных систем (АС)».
4) ГОСТ 34.601-90 ЕСС АСУ. «Автоматизированные системы. Стадии создания».
5) ГОСТ 34.602-89 «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы».
6) ГОСТ 34.603-92 «Информационная технология. Виды испытаний автоматизированных систем».
7) ГОСТ 24.701-86 ЕСС АСУ. «Надежность автоматизированных систем управления. Основные положения».
8) ГОСТ 24.702-85. ЕСС АСУ. «Эффективность автоматизированных систем управления. Основные положения».
9) ГОСТ 3.05.07-85 «Системы автоматизации».
10) РД 50-34.698-90 «Методические указания. Информационная технология. Знание этих документов поможет правильно поставить и решить задачу проектирования (модернизации) системы управления технологическим процессом предприятия, на котором будет осуществляться Ваша инженерная деятельность.
Условные обозначения ТСА в схемах.
Дата: 2019-04-23, просмотров: 298.
