Эксплуатация и ремонт средств автоматизации.
Эксплуатация средств автоматизации в сельскохозяйственном производстве имеет свои особенности, заключающиеся в том, что часть этих средств, таких, как датчики, исполнительные устройства, устанавливают непосредственно в производственных помещениях. Окружающая среда таких помещений агрессивна по отношению к элементам автоматики. В связи с этим все средства автоматизации, применяемые в сельскохозяйственном производстве, должны иметь соответствующую защиту от воздействия вредных факторов окружающей среды производственных помещений.
Другой серьезный фактор, отрицательно влияющий на работу средств автоматизации в сельскохозяйственном производстве, - уровень напряжения, который в условиях сельской местности подвержен значительным колебаниям. Из-за этого стабильность работы автоматических устройств существенно снижается.
Профилактические работы. В процессе эксплуатации средств автоматизации особое внимание обращают на профилактические работы, предупреждающие выход из строя элементов автоматики и в значительной степени исключающие аварии.
Цель этих работ заключается в следующем:
а) добиться гарантийных уровней сопротивления изоляции всех частей установок;
б) поддерживать в исправном состоянии кабельное хозяйство, провода, электромагнитные и моторные механизмы, реле, контакты и другую аппаратуру;
в) достигнуть соответствия параметров защит заданным уставкам;
г) поддерживать в исправном состоянии и 100-%ной готовности к включению устройства резервного питания; д) обеспечить соответствующую надежность действий блокировок и сблокированных частей схем, сигнализации и т. п.
Перед вводом средств автоматизации установок в эксплуатацию проводят технический (внешний) осмотр, в результате которого выявляют ошибки монтажа и наладки. Техническому осмотру предшествует предварительное изучение документации на автоматизацию, актов на скрытые работы, актов и протоколов ревизий и паспортов оборудования и т. д.
Техническое обслуживание. Комплекс мероприятий по техническому обслуживанию средств автоматизации включает следующее работы:
1) профилактические, направленные на предотвращение отказов (замена элементов, смазочные и крепежные работы и т. д.);
2) связанные с контролем технического состояния, цель которых - проверить соответствие параметров, характеризующих работоспособное состояние устройств автоматики, требованиям нормативно-технической документации (формуляр, паспорт и др.);
3) регулировочные и настроечные, предназначенные для доведения параметров средств автоматизации (блоков, датчиков, узлов) до значений, установленных нормативно-технической документацией.
Текущий ремонт направлен на восстановление работоспособности или исправности устройств автоматики путем устранения отказов и повреждений.
В зависимости от условий эксплуатации, конструктивных особенностей аппаратуры и характера отказов при организации ТО могут быть использованы три принципа: календарный, наработки и смешанный.
Календарный принцип состоит в том, что ТО назначается и проводится по истечении определенного календарного срока (день, неделя, месяц, квартал и т.д.), независимо от интенсивности использования устройств автоматики. Объем каждого ТО определяется эксплуатационной документацией (инструкцией по ТО, инструкцией по эксплуатации и т. д.).
Принцип наработки предполагает назначение сроков ТО по достижении аппаратурой определенной наработки. При этом наработка может исчисляться в часах работы, числе включений. Этот принцип может быть использован для организации ТО в тех случаях, когда отказы обусловлены процессами износа, аппаратура работает в тяжелых условиях, значительно отличающихся от нормальных, или длительное время.
Смешанный принцип организации ТО применяется для устройств автоматики, у которых отказы обусловлены как процессами износа, так и процессами старения.
При разработке и внедрении систем автоматизации химических процессов и производств применяются те же подходы, которые используются в других отраслях промышленности. Вместе с тем, условия химического производства и сам производственный процесс имеют ряд особенностей, которые мы и рассмотрим в данной статье.
Типовая структурная схема химических процессов имеет следующий вид:
сырье → подготовка сырья → химический синтез → выделение продукта → продукт
На входе любого химического процесса всегда присутствует исходное сырье, которое необходимо хранить и в той или иной степени подготовить к дальнейшей переработке. Далее следует собственно процесс получения продукции. На этом этапе из предварительно подготовленного сырья с помощью специальных аппаратов (смесителей, сепараторов, колонн, реакторов и др.) и/или веществ (катализаторов) получается химический продукт. Обычно аппараты для получения одного продукта объединяют в технологические установки. Далее полученный продукт проходит процессы отделения и очистки. Автоматизация химических производств позволяет снизить себестоимость каждого из этих этапов.
Рассмотрим некоторые особенности химических производств.
Непрерывность
В-основном все химические производства характеризуются непрерывностью, т.е. технологический процесс ведется в установившемся режиме. Встречаются также химические производства с периодическим характером, где последовательность операций по загрузке и подготовке сырья, химическому синтезу, выделению и очистке продукции имеет конечную продолжительность.
Непрерывность химических производств предъявляет особые требования к разработке систем автоматизации, такие например, как резервирование полевого оборудования, контроллеров, каналов связи, автоматизированных рабочих мест и серверов, организация резервного питания оборудования и др.
Распределенность
Одной из особенностей химических производств является размещение технологических установок и оборудования на открытых площадках, которые занимают большую площадь. Типичное химическое предприятие располагается на площади от нескольких квадратных километров до нескольких десятков квадратных километров. Все это надо учитывать при проектировании систем автоматизации. Как правило, в таких случаях применяются территориально-распределенные автоматизированные системы. Большое значение также имеют высокоскоростные каналы связи, в том числе на основе оптических линий, т.к. не все интерфейсы и протоколы связи обеспечивают допустимую скорость обмена данными на больших расстояниях.
При работе предприятий химической промышленности в рабочей зоне постоянно присутствуют различные опасные вещества, технологические процессы в аппаратах проходят при высоких давлениях и температурах. Особенно это характерно для предприятий нефтехимии, крекинга, производства смол, углерода. Все это предъявляет повышенные требования к системам автоматизации химических процессов. Как правило, шкафы управления с контроллерами, рабочие места и серверы размещаются в специальных помещениях с принудительной подачей очищенного воздуха. Полевое оборудование подбирается специального исполнения в соответствии с условиями эксплуатации. Все это позволяет уменьшить вредное воздействие опасных веществ на средства автоматизации.
Чтобы уменьшить вредное воздействие опасных веществ на оперативный персонал, автоматизация химических производств должна предусматривать также и автоматизированные системы оповещения присутствия в рабочей зоне предельных концентраций опасных для человека веществ.
Взрывоопасность
На большинстве химических предприятий, а особенно на предприятиях нефтехимии, присутствуют взрывоопасные зоны. Применять обычные средства автоматизации в таких случаях запрещено. Применяются средства автоматизации взрывобезопасного исполнения. В таких зонах широко применяются пневматические исполнительные механизмы. Уровень взрывозащиты средств автоматизации должен соответствовать классу взрывоопасности зоны, где он будет установлен.
Большое потребление энергоносителей
Химические производства, как правило, характеризуются значительным потреблением энергоносителей. В зависимости от типа производства, это может быть электрическая энергия, уголь, мазут, природный газ, пар. На крупных предприятиях электроэнергию и пар вырабатывают на собственных ТЭЦ. В связи с этим, остро встает проблема учета энергоносителей. Поэтому автоматизация химических производств должна включать в себя автоматизированную систему комплексного учета энергоносителей.
Заключение
Как уже говорилось, автоматизация химических производств происходит так же, как и в других отраслях промышленности.
Автоматизация химических производств позволяет повысить качество продукции, снизить себестоимость, сократить количество оперативного персонала, увеличить производительность труда и повысить культуру производства.
Но условия химического производства и сам производственный процесс имеют ряд особенностей, которые были рассмотрены в данной статье.
Предприятия «Автоматизированные системы», имеющее большой опыт автоматизации химических производств, поможет Вам автоматизировать Ваше химическое производство, разработает и согласует всю необходимую проектно-сметную документацию, разработает программное обеспечение, выполнит монтажные и пуско-наладочные работы.
Введение
Введение
Развитие автоматизации химической промышленности связано с возрастающей интенсификацией технологических процессов и ростом производств, использование агрегатов большой единичной мощности, усложнением технологических схем, предъявлением повышенных требований к получаемым продуктам.
Под технологическим процессом понимают совокупность технологических операций, проводимых над исходным сырьем в одном или нескольких аппаратах, целью которых является получение продукта, обладающего заданными свойствами; осуществляются они в ректификационных колоннах, реакторах, экстракторах, абсорберах, сушилках и других аппаратах. Обычно с целью переработки химических веществ и получения целевых продуктов из этих аппаратов компонуют сложные технологические схемы.
Технологический процесс, реализованный на соответствующем технологическом оборудовании, называют технологическим объектом управления
. ТОУ это отдельный аппарат, агрегат, установка, отделение, цех, производство, предприятие. Различные внешние возмущающие воздействия (изменение расхода или состава исходного сырья, состояния и характеристик технологического оборудования и т.д.) нарушают работу ТОУ. Поэтому для поддержания его нормального функционирования, а также при необходимости изменения условий его работы, например, с целью ведения технологического процесса по некоторой программе или получения целевого продукта другого качества или состава, ТОУ нужно управлять.
Управление
- это целенаправленное воздействие на объект, которое обеспечивает его оптимальное функционирование и количественно оценивается величиной критерия (показателя) качества. Критерии могут иметь технологическую или экономическую природу (производительность технологической установки, себестоимость продукции и т.д.). При автоматическом управлении воздействие на объект осуществляется специальным автоматическим устройством в замкнутом контуре; такое соединение элементов образует автоматическую систему управления. Частным случаем управления является регулирование.
Регулированием
называют поддержание выходных величин объекта вблизи требуемых постоянных или переменных значений с целью обеспечения нормального режима его работы посредством подачи на объект управляющих воздействий.
Автоматическое устройство, обеспечивающее поддержание выходных величин объекта вблизи требуемых значений, называют автоматическим регулятором
.
автоматическое регулирование гидрокрекинг химический 1. Исследование технологического процесса
1.1 Общая характеристика производственного объекта
Установки гидрокрекинга, регенерации катализатора и гидродеароматизации дизельного топлива (РК и ГДА) предназначены для получения: 1.2 Описание технологического объекта управления
Технологическим объектом управления является колонна фракционирования 10-DA-201, в которой происходит разделение жидких продуктов реакции на целевые фракции. Основным сырьём колонны 10-DA-201 является жидкость из ГСНД 10-FA-201 (гидрогенизат), нагретая в печи 10-ВА-201 до 370-394°С. Из печи 10-ВА-201 сырье поступает на 6-ю тарелку колонны 10-DA-201. Лёгкое сырьё из сепаратора 10-FA-202 после теплообменников 10-ЕА-201, 10-ЕА-202, 10-ЕА-203 и 10-ЕА-204 с температурой 205-237°С подаётся на 19 или 16-ю тарелку фракционирующей колонны 10-DA-201 взависимости от выпуска летнего или зимнего типа дизельного топлива. Для отпарки и уменьшения парциального давления легких углеводородных фракций в кубовую часть фракционирующей колонны 10-DA-201 через сепаратор 10-FA-206 подается перегретый пар среднего давления с температурой не более 390°С. Расход пара в колонну регулируется регулятором расхода 10-FICA-0067 с сигнализацией по низкому 2,5 т/ч расходу пара в колонну 10-DA-201. Конденсат из сепаратора 10-FA-206выводится через конденсатоотводчик в коллектор конденсата. Уровень конденсата в сепараторе 10-FA-206 контролируется по прибору 10-LISA-0033 с сигнализацией 71 % и блокировкой по аварийно высокому уровню 79 % на закрытие клапана 10-FV-0067 на линии подачи пара в колонну 10-DA-201. С верха фракционирующей колонны 10-DA-201 пары углеводородов, сероводорода, аммиака и водяные пары с температурой 120-150°С и давлением 1,5-1,95 кгс/см2 поступают в конденсатор воздушного охлаждения 10-ЕС-202АIF.
Температура верха колонны контролируется по прибору 10-TIСA-0143 с сигнализацией по низкой 120°С и высокой 150°С температуре. Давление паров в верху колонны контролируется по приборам 10-PISA-0170, 10-PISA-0423A/B с сигнализацией по низкому 1 кгс/см2 и высокому давлению 3 кгс/см2.
При достижении в верху колонны 10-DA-201 аварийно высокого давления 3,5 кгс/см2 от двух приборов из трех 10-PISA-0170, 10-PISA-0423A/B срабатывает блокировка на останов печи 10-ВА-201:
закрываются отсекатели 10-XV-0023, 10-XV-0024, клапан 10-FV-0145 на линии подачи топливного газа и отсекатель 10-XV-0007 на линии подачи газов регенерации в печь, открываются отсекатели 10-XV-0025, 10-XV-0006 в атмосферу; автоматически переустанавливается с автоматического на ручное регулирование регулятора расхода 10-FICA-0142А на линии подачи воздуха в печь и закрывается клапан 10-FV-0067 на линии подачи пара в колонну фракционирования 10-DA-201. Температура куба, зоны питания, зон отбора дизельного топлива, керосина и верха колонны 10-DA-201 контролируется по приборам 10-TI-0149, 10-TI-0148, 10-TI-0147, 10-TI-0146, 10-TI-0145, 10-TI-0144. Перепад давления между тарелками с 1 по 21-ю и с 21 по 32-ю по высоте колонны 10-DA-201 контролируется по приборам 10-PDIA-0176, 10-PDIA-0173 с сигнализацией по высокому перепаду 0,3 кгс/см2.
Выходящие с верха колонны пары поступают в конденсаторы воздушного охлаждения 10-ЕС-202AIF.
Охлажденная и частично сконденсированная парогазовая смесь из конденсаторов воздушного охлаждения 10-ЕС-202АIF с температурой 48-52°С, контроль которой осуществляется по прибору 10-TI-0181, поступает в межтрубное пространство водяных холодильников 10-ЕА-205А/В, где охлаждается оборотной водой, и с температурой 30-45°С, контроль которой осуществляется по приборам 10-TIА-0183А/В, поступает в сепаратор 10-FA-203.
Из сепаратора 10-FA-203 углеводородный газ с температурой 30-45°С и давлением 1,2-1,45 кгс/см2 поступает на очистку от сероводорода в скруббер низкого давления 10-DA-207.
Сконденсировавшийся и отделившийся от воды нестабильный бензин из сепаратора 10-FA-203 через отсекатель 10-HV-0119 поступает на всас насоса 10-GA-204A/S. Основная часть нестабильного бензина с температурой 35-45°С насосом 10-GA-204A/S через регулятору расхода 10-FICA-0066 с сигнализацией по низкому значению 32 т/ч возвращается в качестве орошения в колонну 10-DA-201 на 32 тарелку колонны 10-DA-201. Балансовое количество нестабильного бензина через регулятор расхода 10-FIC-0095 с коррекцией по уровню 10-LICSA-0037С в сепараторе 10-FA-203 откачивается в дебутанизатор 10-DA-204. Фракционирующая колонна 10-DA-201 имеет две глухие тарелки 17 и 25 для отбора дизельной и керосиновой фракций. С 25-ой глухой тарелки колонны 10-DA-201 керосиновая фракция с температурой 170-195°С через регулятор расхода 10-FIC-0072 подается в стриппинг 10-DA-203 на верхнюю 6-ю тарелку для отпарки легких углеводородов. Температура керосиновой фракции перед стриппингом 10-DA-203 контролируется по прибору 10-TI-0152. Пары легких углеводородов с верха стриппинга 10-DA-203 с давлением 1,97 кгс/см2 и температурой 165-210°С, контроль которой осуществляется по прибору 10-TI-0158, возвращаются в 10-DA-201 под 30-ю тарелку в 10-DA-201.
Куб стриппинга 10-DA-203 разделен перегородкой, обеспечивающей постоянный уровень керосиновой фракции в межтрубном пространстве термосифонногорибойлера 10-ЕА-207. Керосиновая фракция с нижней тарелки попадает в кубовую часть стриппинга на сторону вывода потока в рибойлер 10-ЕА-207. Пароконденсатная смесь из 10-ЕА-207 с температурой 203-220°С возвращается в кубовую часть стриппинга. Температура потоков керосиновой фракции до и после 10-ЕА-207 контролируется по приборам 10-TI-0154, 10-TI-0155. Чёткость разделения фракции керосина и нестабильного бензина обеспечивается поддержанием заданной температуры между 2 и 3-ей тарелками стриппинга 10-DA-203, скорректированной по давлению от прибора 10-PI-0428. Дизельная фракция с 17-й глухой тарелки колонны 10-DA-201 с температурой 244-295°С, контроль которой осуществляется по прибору 10-TI-0151, разделяется на два потока: поток дизельного циркуляционного орошения и поток, поступающий на отпарку в стриппинг 10-DA-202. Поток циркуляционного орошения насосом 10-GA-206A/S подается в трубное пространство теплообменника 10-ЕА-202, где отдавая тепло легкому сырью фракционирующей колонны, поступающему по межтрубному пространству, охлаждается и с температурой 170-225°С поступает в качестве циркуляционного орошения на 21-ю тарелку в колонну 10-DA-201. Расход циркуляционного орошения в колонну 10-DA-201в количестве 110-130т/ч регулируется регулятором расхода 10-FIC-0057, клапан 10-FV-0057 которого установлен на выходе циркуляционного орошения из 10-ЕА-202. Температура циркуляционного орошения в колонну 10-DA-201 на выходе из 10-ЕА-202 регулируется регулятором температуры 10-TIC-0125, клапан 10-TV-0125 которого установлен на байпасе теплообменника 10-ЕА-202. Наличие жидкости на всасе насосов 10-GA-206A/S контролируется сигнализатором уровня 10-LS-0068 c блокировкой на останов насоса 10-GA-206A/S по отсутствию жидкости. Основной поток дизельной фракции, выводимой из колонны 10-DA-201 с постоянным расходом от 10-FIC-0076 по клапану 10-FV-0076, поступает на отпарку легких углеводородов на верхнюю 6-ю тарелку в стриппинг 10-DA-202. Пары легкой фракции с верха стриппинга 10-DA-202 с давлением до 2,04 кгс/см2 и температурой 246-252°С, контроль которой осуществляется по прибору 10-TI-0160, и блока ГДА из 10-DA-501 возвращаются под глухую 25-ю тарелку в 10-DA-201.
Куб стриппинга 10-DA-202 разделен перегородкой, обеспечивающей постоянный уровень дизельной фракции и создание движущей силы в межтрубном пространстве рибойлера 10-ЕА-206. Пароконденсатная смесь из 10-ЕА-206 с температурой 250-293°С возвращается в кубовую часть стриппинга. Из куба 10-DA-201 предусмотрена самотечная линия аварийного освобождения колонны по отсечному клапану 10-HV-0157 в ёмкость аварийных сбросов 10-FA-412. Уровень в кубе колонны 10-DA-201 регулируется регулятором уровня 10-LICА-0032, клапаны 10-FV-0109, 10-FV-0112 которого установлены на линиях вывода горячего и холодного газойля с установки после теплообменников 10-ЕА-214А/В и 10-ЕС-203. Выбор регулирования уровня в кубе колонны 10-DA-201 от приборов 10-LIСSA-0032A и 10-LIСSA-0032В осуществляется посредством селектора 10-HS-0309, с сигнализацией по низкому 25 % и высокому уровню 80 % уровню. При достижении аварийно низкого 7 % уровня от приборов 10-LIСSA-0032А/В срабатывает блокировка на останов насоса 10-GA-202A/S, а при достижении аварийно высокого уровня 93 % срабатывает блокировка на закрытие клапана 10-FV-0067 на линии подачи пара в колонну 10-DA-201. Товарный газойль с куба колонны 10-DA-201 с температурой 342-370°С через отсекатель 10-HV-0075 насосом 10-GA-202A/S подается в рибойлеры 10-ЕА-206, 10-ЕА-207, 10-ЕА-506, откуда объединенный поток газойля с температурой 328-358°С поступает двумя параллельными потоками в межтрубное пространство теплообменников 10-ЕА-217С/В/А и 10-ЕА-217F/E/D, где нагревает сырье гидрокрекинга. 2. Идентификация объекта управления
Для синтеза АСР необходимо знать математическую модель объекта управления. Математическая модель объекта управления была получена методом активного эксперимента. Он заключается в снятии переходных характеристик и определении по ним коэффициентов передаточной функции. Переходная характеристика - это решение дифференциального уравнения системы при ступенчатом входном воздействии и нулевых начальных условиях. Данная характеристика, как дифференциальное уравнение, характеризует динамические свойства линейной системы (стационарность свойств объекта, линейность объекта регулирования, сосредоточенность параметров объекта).
2.1 Идентификация по каналу задания
Переходная характеристика по каналу задания была снята после изменения положения клапана 10FV0076 с 40,4% до 42% открытия. Реакция объекта на возмущение измерялась датчиком по позиции 10TI0147 и фиксировалась на SCADAсистеме.
Для идентификации объекта будет использован метод интегральных площадей Симою. Для повышения точности данного метода будет произведено сглаживание кривой разгона по методу скользящего среднего.
Время запаздывания: τз=25 мин. 2.2 Идентификация объекта по каналу возмущения
В качестве ступенчатого воздействия на объект по каналу возмущения было выбрано резкое изменение расхода орошения в колонну 10DA201, измеряемое прибором по позиции 10FI0066. Такое воздействие с достаточной точностью можно считать ступенчатым.
Аналогично идентификации объекта по каналу задания, для повышения точности необходимо сгладить переходную характеристику.
Расчет коэффициента передачи объекта:
Время запаздывания: Идентификация объекта выполнена в программе LinReg.
В результате модель объекта имеет вид:
3. Синтез системы регулирования
3.1 Синтез одноконтурной системы регулирования температуры на 17 тарелке колонны фракционирования 10DA201
Регулирование температуры в колонне осуществляется посредством изменения расхода слива дизельного топлива с 17 тарелки. В данной системе расход орошения в колонну будет являться внешним возмущением.
В качестве одноконтурной системы регулирования уровня была рассмотрена система с ПИ регулятором. Расчет оптимальных настроек ПИ регулятора был произведен методом Ротача В.Я. при помощи программы LinReg. Параметры настройки ПИ-регулятора:
Ти=13,6.рез=0.046
3.2 Синтез одноконтурной системы регулирования температуры на 17 тарелке колонны фракционирования 10DA201 с компенсацией возмущения по каналу орошения
Одним из возмущений, влияющих на работу колонны, является изменение расхода орошения, подающимся под 31 тарелку колонны. Это возмущение является измеримым, что делает возможным создание системы с компенсацией данного возмущения. Структурная схема такой системы примет вид, представленный на рис.8.
Для обеспечения условия абсолютной инвариантности регулируемой величины относительно возмущения должно выполняться условие
После подстановки реальных значений передаточных функций Wυ (s), Wµ (s) иWp (s) получаем
Данная функция не может быть реализована изза наличия упреждения е20s. Абсолютной инвариантности в такой системе добиться невозможно, поэтому задачу следует решать с инвариантностью до ε. Определим векторкчх данной функции на наиболее опасной резонансной частоте:
WK (jwрез) =-2.9+3.2i
Вектор КЧХ на резонансной частоте попадает во 2 квадрант комплексной плоскости, поэтому имеет смысл в качестве устройства ввода воздействия от возмущения использовать реальное дифференцирующее звено второго порядка, т.к. его КЧХ также частично находится во 2 квадранте. В общем виде дифференцирующее звено второго порядка имеет вид
Пренебрегая упреждением в передаточной функции идеального компенсирующего элемента, получим передаточную функцию компенсатора
Проанализировав функцию в Matlab можно сделать вывод, что коэффициент при первой степени в числителе является незначимым. Также пренебрегая коэффициентами при третьей степени (т.к. они не оказывают существенного влияния на свойства передаточной функции), приводим передаточную функцию к виду реального дифференцирующего звена второго порядка
Рис.9 Корректировка коэффициентов компенсатора.
В итоге была получена передаточная функция компенсатора
4. Моделирование системы автоматического регулирования в приложении Simulink пакета MatLab
4.1 Моделирование идеальной САР
Рис.11 Отработка задания одноконтурной САР и САР с компенсацией возмущения.
Рис.12 Отработка возмущения одноконтурной САР и САР с компенсацией возмущения.
4.2 Сравнение работы одноконтурной САР и САР с компенсацией возмущения
ПараметрОдноконтурная САР Одноконтурная САР с компенсацией возмущенияПо заданиюПо возмущениюПо заданиюПо возмущениюМаксимальный выброс1,313,11,313,1Время регулирования, мин16924016995Степень затухания0,870,870,870,99 4.3 Моделирование реальной САР
Работа реальной системы отличается от идеальной некоторыми нелинейностями, такими как нечувствительность датчиков, ограниченным ходом и люфтом исполнительного механизма. Для их моделирования используются следующие элементы: Deadzone - блок генерирует нулевой выход в пределах указанной области, называемой мертвой зоной (диапазон измерения*класс точности*0,05=0.06; диапазон измерения*класс точности*0,05= - 0.06); Backlash - моделирует люфт, присутствующий в исполнительном механизме (Δy*0,05=0,5);
Saturate - нелинейный элемент-ограничитель моделирует ограничение хода исполнительного механизма (70; - 30);
Рис.13 Модель реальной одноконтурной САР и реальной САР с компенсацией возмущений.
4.4 сравнение характеристик идеальных и реальных САР
Рис.14 Отработка задания идеальной и реальной системой.
Рис.15 Отработка возмущением реальной и идеальной одноконтурной САР
Рис.16 Отработка возмущения идеальной и реальной САР с компенсацией возмущения.
ПараметрОтработка заданияОтработка возмущения одноконтурной САР без компенсации возмущенияОтработка возмущения одноконтурной САР с компенсацией возмущенияидеальнаяреальнаяидеальнаяреальнаяидеальнаяреальнаяМаксимальный выброс13,112,831313131Время регулирования, мин16937024047995327Степень затухания0,870,920,890,910,990,99 Идеальная и реальная системы практически не отличаются по максимальному выбросу и по степени затухания, однако реальная система имеет значительно меньшее быстродействие. Опытным путем было установлено, что основное влияние на быстродействие оказывает люфт исполнительного механизма. Следовательно, при выборе средств автоматизации особое внимание следует уделить выбору исполнительного механизма. 5. Расчет регулирующего органа и выбор средств автоматизации
5.1 Расчет регулирующего органа
P1=P2=2кгс/см2 Fmax=115000кг/час = 160 м3/час Dвн=0.3м
Определение общего перепада давления в сети:
Рассчитаем значение критерия Рейнольдса при максимальномрасходе:
Условие гидравлической гладкости труб:
условие выполняется, следовательно труба не является гидравлически гладкой. Определяем коэффициент трения λ=0,0185, исходя из значения критерия Re и отношения внутреннего диаметра трубы к высоте выступов шероховатости трубопровода по номограмме. Находим суммарную длину прямых участков трубопровода:
Определение средней скорости в трубопроводе при максимальном расходе:
Вычислим потерю давления на прямых участках трубопровода:
Определим суммарный коэффициент местных сопротивлений трубопровода:
Вычислим потерю давления в местных сопротивлениях трубопровода:
Общие потери давления в линии:
Перепад давления в регулирующем органе при максимальном расходе:
Найдем максимальную пропускную способность регулирующего органа:
Таблица условных пропускных способностей регулирующих органов Выбираем регулирующий орган с условной пропускной способностью и диаметром условного прохода. Проверим влияние вязкости на пропускную способность регулирующего органа, для этого произведем перерасчет значения критерия Рейнольдса, в соответствии с диаметром условного прохода регулирующего органа:
Выбираем данный регулирующий орган без определения поправочного коэффициента на вязкость жидкости. Определим уточненное значение максимального расхода:
Определим относительные значения расходов:
Определение диапазона перемещений для n=0 с линейной характеристикой
Определяем диапазон перемещений для: а) С линейной характеристикой: б) С равнопроцентной характеристикой: 0,23 < S < 0,57 Определяем максимальное и минимальное значение коэффициента передачи для рабочего диапазона нагрузок: а) Для линейной пропускной характеристики:
б) Для равнопроцентной пропускной характеристики:
Значение отношения минимального и максимального значений коэффициента передачи при линейной пропускной характеристике больше, чем при равнопроцентной. Следовательно, выбираем линейную расходную характеристику. Статическая неуравновешенность затвора:
Максимально возможное давление на клапан; Разность площадей верхнего нижнего корпуса; Сила давления среды на шток:
Диаметр штока; Максимальное давление за клапаном
5.2 Выбор технических средств автоматизации
Клапан малогабаритный регулирующий производства фирмы ЛГ Автоматика
. Пневматический исполнительный механизм поставляется в комплекте с клапаном.
Условное давление Ру, МПа1,6Условный проход, мм200Пропускная характеристикалинейнаяДиапазон температур регулируемой среды-40. +500Диапазон температур окружающей среды-50…+70Исходные положения плунжера клапанаНЗ - нормально закрытоеМатериал корпуса12Х18Н10ТМатериал дроссельной пары12Х18Н10ТКласс герметичности для регулирующих клапанов по ГОСТ 23866-87 (по DIN) VКласс герметичности по ГОСТ 9544-93В Изолирующий барьер искрозащитыметран 631 изобар
Основная погрешность барьера при передаче аналогового сигнала: 0,05% Ограничение входного тока питания: 200мА Ограничение входного тока питания со стороны датчика: 23.30мА Напряжение питания, В: 20.30 Маркировка взрывозащиты: ExiaIIC Время срабатывания, мс: 50 Наработка на отказ, часов: 50000 Термопреобразователь с унифицированным выходным сигналом ТХАУ Метран 271
Выходной сигнал: 4.20мА Диапазон температур: - 40…800 оС
Предел допустимой основной погрешности: 0,25% Зависимость сигнала от температуры: линейная Виброустойчивость: V1 Маркировка взрывозащиты: ExiaIICT5 Напряжение питания, В: 14.34 Вихревой расходомер Rosemount 8800D
Выходной сигнал: 4.20мА с цифровым сигналом на базе HART протокола, частотно импульсный 0.10кГц, цифровой FF Диапазон температур среды: - 40…427оС
Предел измерений объемного расхода м3/ч: 27…885
Предел допустимой основной погрешности: 0,65% Степень защиты от воздействия пыли и воды: IP65 Виброустойчивость: V1 Маркировка взрывозащиты: ExiaIICT6 Максимальное входное напряжение питания: 30В Максимальный входной ток: 300мА 6. Метрологический расчет измерительных каналов
Блок схема каналов измерения температуры и расхода выглядит следующим образом:
Рис.17 Блок схема измерительных каналов.
Погрешность данной измерительной системы складывается из погрешностей, вносимых чувствительным элементом датчика температуры, нормирующим преобразователем, барьером искрозащиты, линией связи, платой ввода микропроцессорного комплекса. На данный момент производители кабелей и интерфейсов передачи данных практически свели к нулю погрешность, вносимую линией связи, следовательно, её при расчетах не учитывают. В свою очередь погрешности нормирующего преобразователя, чувствительного элемента а также платы ввода/вывода микропроцессорного комплекса определены фирмой производителем, тогда предел допускаемой погрешности измерительного канала определится как:
γдт
=0,25% - погрешность термопреобразователя; γбиз
=0,05% - погрешность, вносимая барьером искрозащиты; γлс
=0% - погрешность, вносимая линией связи; γв/в
γдт
=0,65% - погрешность термопреобразователя; γбиз
=0,05% - погрешность, вносимая барьером искрозащиты; γлс
=0% - погрешность, вносимая линией связи; γв/в
=0,1% - погрешность платы ввода/вывода.
Данная погрешность позволит обеспечить требуемую точность измерения канала. 7. Расчет надежности системы автоматического регулирования
Под надежностью системы управления понимают способность системы выполнять предъявляемые к ней требования за заданное время в пределах, заданных ее техническими характеристиками. Полностью исключить отказ оборудования невозможно, следовательно, надежность СУ не может быть 100% -ной. Произведем расчет вероятности возникновения внезапных отказов измерительного канала если известно, что: для контроллеров ExperionC300 среднее время наработки на отказ t
ср. н
=
150000 часов; для термопреобразователя ТХАУ Метран 271 время наработки на отказ t
ср. н
=20000 часов; для расходомера Rosemount 8800Dвремя наработки на отказ t
ср. н
=50000 часов; для барьеров искрозащиты Метран 631 время наработки на отказ t
ср. н
=50000 часов; для соединительных проводов вероятность отказа за 2000 часов составляет 0,004.
Условно примем, что закон распределения отказов экспоненциальный, тогда вероятность безотказной работы определяем по формуле: , где λ
=1/t
ср. н
. Вероятность безотказной работы контроллера ExperionC300: Вероятность безотказной работы термопреобразователя ТХАУ Метран 271: Вероятность безотказной работы барьера искрозащиты Метран 631": Вероятность безотказной работы расходомера Rosemount 8800D:
Вероятность безотказной работы линий связи:
Автоматизация - это применение комплекса средств, позволяющих осуществлять производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем. Автоматизация производственных процессов приводит к увеличению выпуска, снижению себестоимости и улучшению качества продукции, уменьшает численность обслуживающего персонала, повышает надежность и долговечность машин, дает экономию материалов, улучшает условия труда и техники безопасности.
Автоматизация освобождает человека от необходимости непосредственного управления механизмами. В автоматизированном процессе производства роль человека сводится к наладке, регулировке, обслуживании средств автоматизации и наблюдению за их действием. Если автоматизация облегчает физический труд человека, то автоматизация имеет цель облегчить так же и умственный труд. Эксплуатация средств автоматизации требует от обслуживающего персонала высокой техники квалификации.
По уровню автоматизации теплоэнергетика занимает одно из ведущих мест среди других отраслей промышленности. Теплоэнергетические установки характеризуются непрерывностью протекающих в них процессов. При этом выработка тепловой и электрической энергии в любой момент времени должна соответствовать потреблению (нагрузке). Почти все операции на теплоэнергетических установках механизированы, а переходные процессы в них развиваются сравнительно быстро. Этим объясняется высокое развитие автоматизации в тепловой энергетике.
Автоматизация параметров дает значительные преимущества:
1) обеспечивает уменьшение численности рабочего персонала, т.е. повышение производительности его труда,
2) приводит к изменению характера труда обслуживающего персонала,
3) увеличивает точность поддержания параметров вырабатываемого пара,
4) повышает безопасность труда и надежность работы оборудования,
5) увеличивает экономичность работы парогенератора.
Автоматизация парогенераторов включает в себя автоматическое регулирование, дистанционное управление, технологическую защиту, теплотехнический контроль, технологические блокировки и сигнализацию.
Автоматическое регулирование обеспечивает ход непрерывно протекающих процессов в парогенераторе (питание водой, горение, перегрев пара и др.)
Дистанционное управление позволяет дежурному персоналу пускать и останавливать парогенераторную установку, а так же переключать и регулировать ее механизмы на расстоянии, с пульта, где сосредоточены устройства управления.
Теплотехнический контроль за работой парогенератора и оборудования осуществляется с помощью показывающих и самопишущих приборов, действующих автоматически. Приборы ведут непрерывный контроль процессов, протекающих в парогенераторной установке, или же подключаются к объекту измерения обслуживающим персоналом или информационно-вычислительной машиной. Приборы теплотехнического контроля размещают на панелях, щитах управления по возможности удобно для наблюдения и обслуживания.
Технологические блокировки выполняют в заданной последовательности ряд операций при пусках и остановках механизмов парогенераторной установки, а так же в случаях срабатывания технологической защиты. Блокировки исключают неправильные операции при обслуживании парогенераторной установки, обеспечивают отключение в необходимой последовательности оборудования при возникновении аварии.
Устройства технологической сигнализации информируют дежурный персонал о состоянии оборудования (в работе, остановлено и т.п.), предупреждают о приближении параметра к опасному значению, сообщают о возникновении аварийного состояния парогенератора и его оборудования. Применяются звуковая и световая сигнализация.
Эксплуатация котлов должна обеспечивать надежную и эффективную выработку пара требуемых параметров и безопасные условия труда персонала. Для выполнения этих требований эксплуатация должна вестись в точном соответствии с законоположениями, правилами, нормами и руководящими указаниями, в частности, в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых котлов» Госгортехнадзора, «Правилами технической эксплуатации электрических станций и сетей», «Правилами технической эксплуатации теплоиспользующих установок и тепловых сетей» .
Глава 7. ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ
7.1. ЗАДАЧИ И СТРУКТУРА СЛУЖБЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ
Основной задачей при эксплуатации приборов и средств автоматизации является обеспечение надежной и правильной работы отдельных звеньев и всего комплекса этих устройств. Задача решается путем непрерывного наблюдения, создания нормальных эксплуатационных условий и своевременного устранения всех возникающих дефектов, для чего на предприятии организуется служба эксплуатации систем автоматизации.
Пуск, нормальная работа, останов и ремонт - таковы основные этапы эксплуатационного цикла как технологического оборудования, так и приборов и средств автоматизации, обслуживающих это оборудование. На каждом из перечисленных этапов служба эксплуатации выполняет работы, обеспечивающие надежное и правильное функционирование системы автоматизации.
В 70-х годах действовало Положение о службе КИПиА на предприятиях пищевой промышленности, разработанное НПО "Пищепром-автоматика". В связи с внедрением в нашей стране метрологической службы СССР, которая состоит из государственной и ведомственной метрологических служб, на каждом предприятии организуется ведомственная метрологическая служба. Поэтому указанное положение было заменено новым Типовым положением о метрологической службе предприятия пищевой промышленности, в соответствии с которым на каждом пищевом предприятии организуется метрологическая служба.
Структура метрологической службы (МС) пищевого предприятия определяет звенья, входящие в ее состав, распределение функций между звеньями, их подчиненность и взаимосвязь. Структуру МС разрабатывают с учетом структуры и особенностей функционирования предприятия (его подчиненность, категория, число и взаимосвязи производств, сезонность их работы, число смен в цехах), оснащенности и особенностей функционирования службы (объем работ, количественный и качественный состав средств измерения и автоматизации, наличие материально-технической базы, состояние и расположение помещений службы, наличие и квалификация персонала, возможность кооперации по ремонту и др.), а также перспективы развития службы
На ближайшие 3-5 лет.
На предприятиях 1-3-й категорий МС организуется в виде лаборатории, на предприятиях 4-6-й категорий,- в виде лаборатории или группы. Категория предприятия зависит от объема производства и сложности получения продукции. Метрологическую службу возглавляет главный метролог предприятия, который подчиняется главному
Инженеру предприятия.
В основе построения МС лежит следующая структурная цепочка:
Звено (группа) - бригада. В состав лаборатории на предприятиях 1-3-й категорий входят шесть звеньев: метрологическое обеспечение производства; техническое обслуживание систем автоматизации, средств измерения и автоматизации (СИА); ремонт СИА; развитие и внедрение систем автоматизации производства; поверка средств измерения; учет, хранение и выдача СИА. Первые три звена входят и в состав лаборатории (группы), которая организуется на предприятиях 3- 6-й категорий.
Звенья обслуживания и ремонта СИА обычно состоят из бригад специального и общего назначения. Уровень специализации персонала в группе или бригаде обслуживания должен обеспечить возможность взаимозаменяемости в пределах двух-трех зон обслуживания. В зависимости от номенклатуры, количества и сложности СИА звено ремонта организуется из бригад с закреплением за ними ремонта одного или нескольких типов СИА: пирометрических и теплотехнических; давления, разрежения и расхода; электронных и пневматических;
Массы и точной механики; количества и состава веществ, содержащих ртуть; радиоактивных и Ионизирующих излучений; электроизмерительных и электромеханических; исполнительных механизмов и
Механических устройств.
На головном (базовом) предприятии комбината, промышленного или агропромышленного объединения может организовываться центральная МС (лаборатория), которая наряду с шестью звеньями метрологической службы предприятия 1-3-й категорий может содержать Также звенья координации и планирования, монтажа и наладки, снабжения и комплектации и др. В этом случае на остальных предприятиях (производствах) объединения создаются звенья технического обслуживания. Метрологи, возглавляющие МС этих предприятий, подчиняются главному метрологу объединения (комбината, базового предприятия).
При небольшом числе СИА на предприятии по согласованию с базовой организацией на предприятиях 4-6-й категорий допускается организация группы метрологического обеспечения и технического обслуживания в составе службы главного механика или энергетика, который в этом случае выполняет обязанности главного метролога предприятия. Группу МС возглавляет начальник группы - старший инженер. Руководство группой, выполняющей обслуживание и ремонт, допускается старшим мастером или мастером. Специалисты, работающие на этих должностях, осуществляют административно-техническое управление бригадами. Заместителем главного метролога обычно является руководитель одного из важнейших звеньев.
Численность и состав МС определяется расчетным путем с учетом количества и номенклатуры СИЛ, видов и объемов выполняемых работ, категории предприятия, условий эксплуатации системы автоматизации и СИЛ, условий работы производства (сменности и сезонности), уровня организации труда и установленной структуры МС. Явочная численность персонала службы
Где Т I , - затраты времени на выполнение конкретного і-го вида работ; А I , - среднее число смен в календарном году для персонала службы, выполняющего 1-й вид работ (при односменном выполнении таких работ, как ремонт, поверка и т. п., А I , = 1); k I , - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации СИА и периодичность работ; (Сд - коэффициент, учитывающий разные дополнения и ограничения; Ф Н - номинальный фонд рабочего времени в течение года (Ф Н = 2050...2100 ч); fee - коэффициент списочного штата персонала службы (k C = 0,8...0,9).
При определении численности по разрядам работ расчеты производятся отдельно по каждому разряду.
Группа и бригада обычно организуются в составе не менее пяти человек и включают рабочих следующих профессий: слесарь-ремонтник; слесарь-механик; дежурный слесарь; наладчик систем автоматизации и СИЛ; монтажник электромеханических, радиотехнических систем и СИА; лаборант измерительной лаборатории; лаборант электромеханических испытаний и измерений; испытатель средств измерений;
Испытатель электрических машин и аппаратов и др. При наличии на предприятии АСУ метрологическая служба входит в виде самостоятельных звеньев в эту службу. Такое подразделение предприятия возглавляется обычно заместителем главного инженера предприятия или начальником службы, выполняющим одновременно обязанность главного метролога.
Структурно служба АСУ состоит из тех звеньев, которые входят в метрологическую службу предприятия, и лаборатории АСУ. Основные функции последней связаны с эксплуатацией вычислительного центра (ВЦ) и его внешних устройств (подробно структура службы АСУ рассмотрена в п. 3.1).
7.2. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Метрологическое обеспечение представляет собой комплекс научно-технических основ и организационных мероприятий, обеспечивающих единство и требуемую точность измерений. Научно-технические основы МО включают метрологию как науку об измерениях, методах и средствах обеспечения единства измерений и необходимой точности и стандарты Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) как комплекс установленных стандартами взаимоувязанных правил, положений, требований и норм, определяющих организацию и методику проведения работ по оценке и обеспечению
Точности измерений.
ГСИ включает два вида нормативных документов: базовые стандарты, в том числе ГОСТ "Единицы физических величин", и стандарты четырех других групп - государственных эталонов, методов и средств поверки мер и измерительных приборов, норм точности измерений и методик выполнения измерений (МВИ). К ним относятся также типовые программы испытаний.
Организационной основой МО является метрологическая служба СССР, которая в соответствии с ГОСТ 1.25-76 состоит из государственной и ведомственной метрологических служб. В государственную метрологическую службу (ГМС), возглавляемую Госстандартом СССР, входят следующие подразделения:
Главный центр ГМС (Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы - ВНИИМС), осуществляющий научно-методическое руководство метрологической службой страны и государственной службой стандартных данных;
Главные центры и центры государственных эталонов (научно-исследовательские институты в Москве, Харькове, Свердловске и т. д. и их филиалы), которые проводят научно-исследовательские и другие работы по совершенствованию метрологического обеспечения в
Стране;территориальные органы Госстандарта в союзных республиках,
Возглавляемые республиканскими управлениями Госстандарта СССР и включающие республиканские центры метрологии и стандартизации;
Республиканские, межобластные, областные и межрайонные лаборатории государственного надзора (ЛГН) за стандартами и измерительной
Техникой, а также их отделения.
Наряду с перечисленными в состав ГМС входят также государственная служба стандартных образцов во главе с главным центром стандартных образцов, государственная служба стандартных справочных данных во главе с главным центром стандартных справочных данных, государственная служба времени и частоты СССР, Всесоюзное объединение "Эталон", объединяющее заводы, которые изготовляют и
Ремонтируют образцовые СИ.
Основными направлениями деятельности ГМС являются создание и непрерывное совершенствование государственной системы эталонов единиц; обеспечение непрерывного совершенствования парка СИ, применяемых в стране; передача размеров единиц физических величин всем средствам измерений, применяемым в народном хозяйстве;
Государственный надзор за состоянием и правильностью применения СИ на предприятиях и в организациях; стандартизация методик выполнения измерений.
Ведомственная метрологическая служба, возглавляемая главным метрологом министерства или ведомства, состоит из подразделения министерства или ведомства, которое руководит службой; головной организации службы, которая методически, научно, технически и организованно руководит работой базовых организаций метрологической службы (МС) и МС предприятий; базовых организаций ведомственной МС, которые осуществляют научно-техническое и организационно-методическое руководство по метрологическому обеспечению (МО) производства закрепленных за ними групп продукции или видов деятельности, а также по МО прикрепленных предприятий или организаций; метрологических служб предприятий или организаций.
Метрологическое обеспечение производства направлено на получение качественной и достоверной информации путем измерения. Недостатки в МО производства приводят к ошибочным выводам и значительно увеличивают брак; повышение же уровня МО производства позволяет улучшить качественные и экономические показатели выпускаемой продукции.
Основными задачами звена МО метрологической службы пищевого предприятия являются: координация и осуществление методического руководства работами, направленного на обеспечение единства и требуемой точности измерений во всех подразделениях предприятия;
Систематический анализ состояния измерений, разработка и осуществление мероприятий по совершенствованию МО предприятия, включая предложения по назначению СИА и методики выполнения измерений для управления технологическими процессами, контроля сырья и испытания продукции; внедрение нормативно-технической документации (НТД), регламентирующей нормы точности измерений, метрологические характеристики СИА, методики выполнения измерений, методы и средства поверки и другие требования по метрологическому обеспечению подготовки производства; разработка ТЗ на проектирование и изготовление нестандартных СИА, вспомогательного оборудования, стендов, приспособлений для осуществления необходимых измерений, испытаний и контроля; организация и участие в проведении метрологической экспертизы нормативно-технической, конструкторской, проектной и технологической документации, в том числе разрабатываемой на предприятии; участие в анализе причин нарушения технологических режимов, брака продукции, непроизводительного расхода сырья, материалов и других потерь, связанных с состоянием СИА; повышение квалификации работников МС предприятия и подготовка кадров для МО предприятия.
Звено МО осуществляет также связь с органами Госстандарта СССР при осуществлении ими госнадзора за МО подготовки производства и испытаний продукции, состоянием, применением, ремонтом и поверкой СИА на предприятии, другой деятельностью МС предприятия. В территориальные органы Госнадзора СССР и базовую организацию метрологической службы (БОМС) отрасли звено МО представляет сведения о состоянии планов внедрения новых" методов и СИА, которые после разработки и согласования с базовой организацией утверждаются руководством предприятия. С БОМС согласовываются также стандарты и другие НТД предприятия по МО. Звено метрологического обеспечения участвует также в разработке и выполнении заданий, предусмотренных комплексными программами МО отрасли, разрабатывает предложения к проектам годовых и перспективных планов МО отрасли.
Планирование деятельности МС, осуществляемое звеном МО, регламентируется методическими указаниями ВНИИМС и осуществляется с учетом производственной мощности предприятия, номенклатуры выпускаемой продукции и технических возможностей. В этих планах предусматривают работы, направленные на обеспечение планов государственной и отраслевой стандартизации и метрологического обеспечения деятельности подразделений предприятия; разработку или пересмотр стандартов предприятия (СТП), поверочных схем, методик выполнения измерений, а также задания по внедрению СТО, ГОСТов и ОСТов.
Метрологическая экспертиза является, как следует из приведенного выше перечня задач звена МО, частью общего комплекса работ по метрологическому обеспечению производства. Метрологическая экспертиза (МЭ) включает анализ и оценку технических решений по выбору параметров, подлежащих измерению, установлению норм точности и обеспечению методами и средствами измерений.
Метрологической экспертизе подвергаются разделы документов, отражающие требования к установленным нормам точности или содержащие сведения о средствах и методах измерений. При метрологической экспертизе технической документации, в которой решается задача выбора измерительных средств - технологических регламентов, карт технологических процессов с операциями контроля, функциональных и принципиальных схем устройств с измерительными средствами, оценивается правильность выбора измерительного прибора или устройства.
При метрологической экспертизе технической документации, которая определяет параметры, свойства или характеристики машин, материалов или процессов, вначале выявляют, какие элементы, параметры или свойства подлежат контролю при их изготовлении или функционировании, а затем путем перебора вариантов стандартных методик определяют контролепригодность объекта. Если при этом окажется, что из-за необоснованно узких полей допуска контролируемых параметров невозможно обеспечить контроль, применяя стандартные приборы, необходимо прежде всего проанализировать возможность расширения полей допусков.
Особую важность имеет МЭ производственного процесса, во время которой устанавливается соответствие технологического процесса требованиям конструкторской, технологической и другой НТД по метрологическому обеспечению. Одним из основных документов, который должен проходить МЭ на предприятии, является технологический регламент производства продукции.
7.3. ПОВЕРОЧНЫЕ РАБОТЫ
Поверка средств измерений, как и другие мероприятия по метрологическому контролю, является задачей звена поверки МС пищевого предприятия. Поверка призвана обеспечить единство и достоверность измерений в стране и способствует постоянному совершенствованию средств измерений.
Измерительные приборы, как и любые другие средства автоматизации, подвержены со временем износу и старению даже в случае строгого соблюдения всех требований их эксплуатации и хранения. Износ и старение являются основными причинами постепенного изменения метрологических характеристик средств измерений, поэтому необходимо систематически проверять их, чтобы отклонения показаний не выходили за допускаемые пределы.
Поверка средств измерений (СИ) - это определение метрологическим органом погрешностей и установление его пригодности к применению. В процессе поверки происходит передача размера единиц физических величин от эталона к рабочим СИ. В общем случае передача размера единиц - это нахождение метрологических характеристик поверяемого или аттестуемого СИ при помощи более точного СИ. Схемы такой передачи включают эталоны, образцовые и рабочие СИ (рис. 7.1).
Первичный эталон - это эталон наивысшей, достижимой в данный момент точности, официально утвержденный в качестве государственного первичного эталона. В одной стране он может быть только один. Рабочие эталоны (их число не ограничено) предназначены для передачи размеров физических величин образцовым СИ первого разряда и самым точным рабочим СИ. Чтобы разгрузить первичный эталон от работ по передаче размеров единиц физических величин и снизить его износ, создают эталон-копию, который является вторичным эталоном и предназначен для передачи размеров физических величин рабочему эталону. Образцовые СИ также предназначаются для передачи размеров физических величин и делятся на разряды (максимально их может быть пять), причем номер разряда означает число ступеней передачи размера единицы данному образцовому СИ. Уменьшение числа разрядов снижает погрешность передачи размера единиц, однако уменьшает и производительность поверки. Рабочие СИ используются только
Рис. 7.1. Схема передачи размеров единиц от эталона " к рабочим средствам измерения
Для измерений, не связанных с передачей размеров единиц физических величин, и, как видно из рис. 7.1, также разделяются на пять классов.
Для определения достоверной погрешности рабочего СИ достаточно того, чтобы погрешность образцового средства была в 10 раз меньше погрешности рабочего СИ. Из-за трудностей в реализации такого соотношения обычно используют соотношения 1:3, 1:4, 1:5, в виде исключения допускается соотношение 1:2.
Основным исходным документом для организации поверки конкретных рабочих СИ является поверочная схема. Поверочные схемы могут быть общесоюзными и локальными. Общесоюзные поверочные схемы разрабатываются метрологическими институтами и утверждаются Госстандартом СССР. Они являются основанием для разработки локальных поверочных схем, государственных стандартов и методик на методы и средства поверки образцовых и рабочих СИ. Локальные поверочные схемы разрабатывает при необходимости и внедряет звено поверки МС. Они согласовываются с территориальными органами Госстандарта, которые выполняют поверку исходных образцовых средств измерений, включенных в локальную поверочную схему. Последняя охватывает образцовые и все рабочие средства измерений данной физической величины, которые находятся в эксплуатации на предприятии или выпускаются в обращение промышленностью, а также методы их поверки. На чертеже поверочной схемы, выполняемом в соответствии с ГОСТ 8.061-73, указывают наименование СИ, диапазоны значений физических величин, обозначения и оценки погрешностей, наименование метода поверки.
Из методов поверки наиболее распространены следующие:
Непосредственное сличение, заключающееся в сопоставлении показаний поверяемого и образцового СИ;
Компарирование - в сличении СИ с образцовым при помощи измерительного прибора сравнения (компаратора);
По образцовым мерам - в измерении значения физической величины, которая воспроизводится образцовой мерой или одновременно сопоставляется со значением образцовой меры.
По времени проведения различают первичную, периодическую, внеочередную и инспекционную поверки. Первичную поверку осуществляют при выпуске средств измерения из производства или ремонта, периодическую - в процессе эксплуатации через установленные межповерочные интервалы. Внеочередную поверку проводят независимо от сроков периодической поверки в случаях, когда необходимо удостовериться в исправности средств измерений или перед вводом в эксплуатацию импортных средств измерений. Необходимость внеочередных поверок возникает также при контроле результатов периодической поверки или проведении работ по корректированию межповерочных интервалов, при повреждении поверительного клейма, пломбы и утрате документов, подтверждающих проведение поверки.
Внеочередную поверку производят и при вводе в эксплуатацию средств измерений после хранения, в течение которого не было периодической поверки, или при установке их в качестве комплектующих изделий после истечения половины гарантийного срока на них, указанного поставщиком в сопроводительной документации. Инспекционная поверка сопутствует метрологической ревизии средств измерений предприятий, которые осуществляют ремонт, эксплуатацию, хранение и продажу этих средств.
В зависимости от назначения поверяемых средств измерений поверка может быть государственной или ведомственной. Из применяемых на предприятиях пищевой промышленности обязательной государственной поверке подлежат следующие средства измерений:
Используемые в качестве исходных образцовых средств измерений (СИ) в органах ведомственных метрологических служб; принадлежашиє предприятиям и используемые в качестве образцовых СИ органами государственной метрологической службы; выпускаемые при-бороремонтными предприятиями после ремонта, выполненного для других предприятий; предназначенные для применения в качестве рабочих средств для измерений, связанных с учетом материальных ценностей, взаимными расчетами и торговлей, охраной здоровья трудящихся, обеспечением безопасности и безвредности труда в соответствии с перечнем, утвержденным Госстандартом СССР. Остальные рабочие средства измерений, применяемые на предприятиях пищевой промышленности, подлежат ведомственной поверке.
В соответствии с номенклатурным перечнем, утвержденным Госстандартом СССР, обязательной госповерке, в частности, подлежат расходомеры для жидкостей, пара и газа с вторичными приборами, промышленные газо-, водо- и теплосчетчики, счетчики нефти, нефтепродуктов, спирта и других промышленных жидкостей и пищевых продуктов, дозаторы жидких пищевых продуктов, массоизмеритель-ные приборы и устройства, штриховые меры длины, промышленные счетчики электрической энергии трехфазного тока, рефрактометры, сахариметры, фотоэлектроколориметры и плотномеры, применяемые для расчетов с потребителями.
Государственную поверку приборов выполняют метрологи-пове-рители органов государственной метрологической службы. При наличии необходимых помещений, всех нормативных документов, образцовых средств измерения, прошедших государственную поверку, а также метрологов-поверителей органы Госстандарта СССР выдают органам ведомственных метрологических служб регистрационные удостоверения на право проведения поверки, которые могут быть совмещены с удостоверениями на право изготовления и ремонта средств измерений. Метрологи-поверители проходят специальное обучение и сдают экзамены в органах государственной метрологической службы.
Если звено поверки МС пищевого предприятия не имеет право на проведение ведомственной поверки определенных средств измерения, то последние проходят поверку в базовых органах ведомственной МС отрасли или органах государственной метрологической службы. Поверку средств измерений предприятий органы Госстандарта СССР проводят в стационарных или передвижных лабораториях, а также непосредственно на предприятиях командированными госповерителями.
Средства измерений и автоматизации, подлежащие поверке, поверяют согласно графикам государственной или ведомственной поверки, составленным звеном поверки МС предприятия, согласованным с местным органом госнадзора и утвержденным главным инженером предприятия. Обычно графики поверок составляют на приборы и средства автоматизации по видам измерения.
Периодичность поверки СИ устанавливают в соответствии с методическими указаниями Госстандарта СССР по определению межповерочного интервала рабочих СИ с учетом фактической стабильности показаний, условий эксплуатации и степени загруженности средств измерений. Периодичность поверки средств измерений, принадлежащих предприятию и подлежащих ведомственной поверке, должна быть согласована с базовой организацией. Средства измерений на предприятиях пищевой промышленности проходят ведомственную поверку, как правило, один раз в год. Исключение составляют потенциометры и мосты, амперметры и вольтметры, миллиамперметры, милливольтметры, ваттметры и фазометры, которые поверяют через каждые 6 мес.
Для средств измерений, находящихся на хранении, межповерочные интервалы определяют равными удвоенным межповерочным интервалам аналогичных средств измерений, находящихся в эксплуатации. Исключение составляют средства измерения, поступившие на хранение после их выпуска, для которых межповерочный интервал не должен превышать гарантийного срока завода-изготовителя, и средства измерений, которые хранятся в условиях, обеспечивающих их исправность, и которые поверяют только перед началом эксплуатации.
Средства измерений поверяют в соответствии с государственными стандартами на методы и средства поверки или по инструкциям Госстандарта СССР и методическим указаниям его метрологических институтов. При отсутствии указанных нормативных документов разработчики соответствующих средств измерений должны составлять методические указания или инструкции по их поверке, которые утверждаются руководителем ведомственной метрологической службы предприятия, применяющего эти средства измерения, или руководителем вышестоящей ведомственной метрологической организации.
В продессе поверки ведут протокол, куда заносят ее результаты и вывод о пригодности средств измерений к применению. Пригодный прибор пломбируют или ставят на него поверительное клеймо. Пригодность прибора к эксплуатации в течение межповерочного интервала может также удостоверяться аттестатом или другим техническим документом. Отметку о поверке приборов с указанием даты и ее результатов делают в паспорте прибора или другом документе, заменяющем паспорт. Паспорта на средства измерений оформляются группой учета МС предприятия по заявкам звена технического-обслу-живания предприятия. В паспорте приводятся подробная техническая характеристика прибора, сведения о поверке, эксплуатации и ремонте.
На некоторых предприятиях пищевой промышленности применяются средства измерений несерийного выпуска, импортных поставок или серийно выпускаемые СИ с внесенными изменениями, вследствие чего они по метрологическим характеристикам не соответствуют требованиям нормативно-технической документации. Для таких средств измерения группа поверки МС предприятия осуществляет метрологическую аттестацию, во время которой устанавливают номенклатуру метрологических характеристик, подлежащих определению;
Численные значения метрологических характеристик; порядок метрологического обслуживания приборов при их эксплуатации (аттестация или поверка). По результатам метрологической аттестации составляют протокол в двух экземплярах, которые подписывают руководитель группы и исполнители. При положительном исходе метрологической аттестации на каждое средство измерений выдается свидетельство (удостоверение).
Группа поверки МС пищевого предприятия наряду с перечисленными функциями выполняет и ряд других:
обеспечивает хранение и сличение в установленном порядке рабочих эталонов и стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов; поддерживает в надлежащем состоянии образцовые средства измерения и обеспечивает их эксплуатацию;
контролирует состояние и применение СИА, средств испытаний продукции, наличие и правильность применения методик выполнения измерений и соблюдение метрологических правил во всех подразделениях предприятия;
выполняет приемку и аттестацию поступающих на предприятие нестандартизированных СИА;
осуществляет контроль за метрологическим обеспечением всей производственной деятельности подразделений предприятия, внедрением планов организационно-технических мероприятий по метрологическому обеспечению их деятельности, внедрением в производство новых СИА.
7.4. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ
ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ
Основными задачами технического обслуживания являются непрерывное наблюдение за работой приборов и средств автоматизации и создание условий, обеспечивающих их исправность, работоспособность и необходимый ресурс в процессе эксплуатации. Для выполнения этих задач в составе метрологической службы создается звено (группа) технического обслуживания систем автоматизации и СИА, состоящее из сменных бригад.
В состав сменной бригады МС пищевого предприятия входят дежурные слесари и бригадир (мастер или высококвалифицированный рабочий V-VI разрядов). Сменный персонал МС входит в состав смены технологического цеха и поэтому имеет двойную подчиненность. Административно и технически он подчинен главному метрологу, а оперативно - начальнику смены (дежурному инженеру) технологического цеха. Оперативное подчинение заключается в том, что сменный персонал выполняет работы по указанию или с ведома начальника Смены.
Работы по техническому обслуживанию систем автоматизации включают в себя составление графиков технического обслуживания и их выполнение, а также внеплановое техническое обслуживание,связанное прежде всего с оперативным ремонтом или заменой отказавших СИЛ; осуществление оперативного контроля за состоянием и функционированием систем автоматизации и СИА, обеспечение их надлежащего технического состояния, включая текущий ремонт СИА и трубных трасс, снятие и установку СИА для ремонта и поверки; контроль за правильной эксплуатацией и рациональным использованием систем автоматизации и соблюдением действующих правил эксплуатации.
Оперативный контроль за состоянием и функционированием систем автоматизации заключается в систематическом ежесменном или ежесуточном наблюдении за работой СИА, установленных как на пунктах управления, так и в производственных помещениях, в целях выявления возникающих неисправностей и предупреждения их развития. Эти работы выполняются путем визуального наблюдения за состоянием СИА. Во время таких осмотров выявляют и устраняют нарушения уплотнений соединительных трубных линий и арматуры, осматривают и очищают приборы, проверяют правильность установки диаграммы записывающего прибора по времени и значению контролируемой величины, а также наличие на диаграмме необходимых записей (позиций прибора и дат записи), заменяют диаграмму, заправляют чернилами перья самописцев, проверяют работу переключателей, наличие питания и смазки, контролируют работу автоматических регуляторов.
При смене диаграмм и рулонов регистраторов у приборов, имеющих интегратор, на диаграмме или рулоне проставляют время их замены и показания интегратора, причем в первую очередь осуществляют смену диаграмм и рулонов у приборов, по показаниям которых ведут расчеты за использованное сырье или энергию. Контроль за работой автоматических регуляторов осуществляют путем сопоставления характера изменения регулируемой величины с показаниями и записями приборов, контролирующих величины, связанные с регулируемой.
Техническое обслуживание (ТО) систем автоматизации и СИА, осуществленное в соответствии с графиком ТО, который утверждается главным инженером предприятия, включает следующие операции:
Внешний осмотр, очистка от пыли и остатков технологических продуктов, проверка исправности линий связи и сохранности пломб;
Проверка работоспособности по контрольным точкам, выявление и устранение мелких дефектов, возникших в процессе эксплуатации;
Замена диаграмм, чистка самопишущих устройств и заправка их чернилами, смазка механизмов движения, доливка или смена специальных жидкостей, устранение их утечки;
Проверка работы системы автоматизации в случае обнаружения несоответствия в ходе процесса и показаниях средств измерений;
Промывка измерительных камер, заправка ртутью дифманомет-ров, исправление уплотнений и крепежа, проверка отборных устройств давления, расхода и др.;
Сушка элементов СИА и зачистка контактов;
проверка холодильников, фильтров, водоструйных насосов, источников питания, показывающих и регистрирующих узлов средств измерений состава и свойств веществ;
чистка, смазка и проверка реле, датчиков и исполнительных механизмов регуляторов;
проверка на плотность импульсных и соединительных линий, замена неисправных отдельных элементов и узлов;
проверка наличия питания в схемах управления и сигнализации, опробование звуковой и световой сигнализации;
проверка срабатывания схем и правильности заданий на их срабатывание;
осмотр щитов автоматизации, блокировочных устройств, средств сигнализации и защиты.
Периодичность техобслуживания составляет в среднем один раз в
I-2 мес. Для счетчиков количества жидкости и газа, трубного дифманометра, гидравлических регуляторов разрежения, давления и расхода с мембранным измерительным устройством, гидравлических исполнительных механизмов, задатчика к электронным регулирующим приборам, электроизмерительных приборов и релейной аппаратуры периодичность техобслуживания может быть увеличена до 6 мес, а для редукторов воздуха, пневматических панелей дистанционного управления, регулирующих клапанов с пневматическим мембранным или электрическим моторным приводом, электрических исполнительных механизмов, регуляторов давления газа или мазута прямого действия, регулирующих пневматических блоков, индукционных расходомеров, термопар и термометров сопротивления - до 3 мес. Преобразователи рН-метров и массоизмерительные устройства подлежат тех- обслуживанию один раз в 10 сут. В помещениях, где температура продолжительное время превышает 30 °С, периодичность плановых работ сокращается в 2 раза, в пыльных помещениях (технологическая пыль проникает внутрь аппаратуры) - в 3 раза, в помещениях с химически активной (относительно изоляции и других частей аппаратуры) средой - в 4 раза.
В соответствии с графиками планово-предупредительных ремонтов (ППР) сменный персонал производит также замену приборов, отправляемых в ремонт. Порядок проведения плановых работ во время смены регламентируется должностными инструкциями сменного персонала МС.
Звено технического обслуживания наряду с техническим обслуживанием и оперативным контролем участвует в рассмотрении причин аварий из-за отказов систем автоматизации и СИА и разработке мероприятий по их устранению; организует и обучает производственный персонал правилам технической эксплуатации систем автоматизации и СИА; контролирует качество монтажных и наладочных работ и их соответствие технической документации при выполнении этих работ специализированными организациями; участвует в испытаниях и приемке в эксплуатацию вновь смонтированных и налаженных систем автоматизации от монтажных и наладочных организаций; проводит наладочные работы перед пуском сезонных производств и при внедрении новых и усовершенствовании существующих систем автоматизации и СИЛ; совершенствует организацию технического обслуживания систем автоматизации.
Во время смены ведется оперативный журнал дежурного персонала, в котором фиксируются все случаи отказов приборов и средств автоматизации независимо от причин их возникновения, принятые меры по ликвидации отказов, оперативные переключения, замены приборов и средств автоматизации, технические осмотры и другие работы, выполненные дежурными. Сдача и прием смен оформляются подписями старших дежурных в оперативном журнале. Сдающий смену должен обратить внимание принимающего на "узкие места" системы автоматизации.
Сменный персонал должен обладать определенными производственными навыками и знаниями. Поэтому дежурные предварительно проходят инструктаж по технике безопасности и проверку знаний по системе автоматизации того технологического объекта, который им предстоит обслуживать. Дежурные должны хорошо знать технологическую схему обслуживаемого производственного комплекса, процесс управления им, план расположения технологического оборудования и трубопроводов, назначение каждого элемента системы автоматизации, месторасположение первичных воспринимающих элементов и регулирующих органов^приборов по месту, их взаимосвязь, расположение и направление трасс.
Для проведения всего комплекса профилактических работ участки эксплуатации оснащают переносными лабораторными приборами (потенциометрами, мостами, магазинами сопротивлений, контрольными манометрами, вольтамперметрами, ртутными термометрами, мегомметрами, индикаторами напряжения), инструментами (набором слесарного инструмента, электродрелью, паяльниками, переносной лампой) и материалами (чернилами и диаграммной бумагой, проводами и изоляционной лентой, крепежными изделиями, сухими гальваническими элементами, обтирочным материалом, смазочными маслами, бензином, керосином, спиртом).
Для проведения технического обслуживания дежурные слесари дополнительно получают специальные приспособления и приборы для проверки отдельных узлов и деталей устройств автоматического контроля и регулирования. Кроме того, участок эксплуатации должен иметь резервные приборы и средства автоматизации взамен направляемых в ремонт в соответствии с графиками ППР и вышедших из строя в результате внеплановых отказов. С этим подразделением МС тесно взаимодействует группа учета, хранения и выдачи СИА, которая создает обменный и прокатный фонд СИА, ведет их технический учет и т. п.
СИСТЕМЫ И СРЕДСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Техническое обслуживание ЭВМ включает комплекс организационно-технических мероприятий, проводимых в целях обеспечения требуемых параметров надежности. Оно может быть индивидуальным и централизованным. В первом случае состав смены, обслуживающей ЭВМ, комплектуется с учетом соображений, приведенных в п. 7.1. При централизованном обслуживании техническое обслуживание осуществляется силами специальных центров по договорам, заключаемым с предприятиями.
При обслуживании систем и средств вычислительной техники также различают плановые и внеплановые работы. Плановые работы проводят в соответствии с графиком планово-профилактических работ (ППР), которые определяют периодичность, регламент и вид работ. Например, для машины ЕС-1030 рекомендуются следующие регламент и периодичность ППР (в ч): ежедневная проверка 1, двухнедельная 4, ежемесячная 8 и полугодовая 72.
Ежедневная профилактика обычно включает осмотр устройств, прогон теста быстрой проверки их работоспособности, а также чистку, смазку, регулировку и другие работы, предусмотренные инструкцией по эксплуатации внешних устройств. Каждые две недели проводятся прогон диагностических тестов, а также все виды двухнедельных профилактических работ, предусмотренные инструкцией по внешним устройствам. Ежемесячно проверяется функционирование технических средств машины, входящих в состав ее программного обеспечения при номинальных значениях напряжений и профилактических изменениях их на ± 5 %. Негодные типовые элементы заменяются исправными. Такие же работы проводятся и при полугодовой профилактике. Во время ежемесячной и полугодовой профилактики выполняются также соответствующие профилактические работы, предусмотренные инструкциями по эксплуатации внешних устройств.
К работам по техническому обслуживанию ЭВМ допускаются специалисты, сдавшие экзамены по устройствам ЭВМ, схемной документации и техническому описанию, изучившие инструкции по эксплуатации и получившие удостоверение на право их эксплуатации. Для проведения всего комплекса профилактических работ обслуживающий персонал обеспечивается средствами диагностики неисправности, запасными инструментом, приборами, деталями и т. п. (ЗИП), сервисной аппаратурой для проверки внешних устройств, сменных функциональных узлов и блоков питания. В состав сервисной аппаратуры входят стенды для проверки блоков питания, логических и специальных типовых элементов, ячеек внешних устройств.
Основными эксплуатационными документами ЭВМ являются формуляр» инструкция по эксплуатации ЭВМ и устройств, руководства по эксплуатации диагностических и функциональных тестов, диагностические справочники и журнал эксплуатации ЭВМ.
7.5. РЕМОНТНЫЕ РАБОТЫ
ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ
Ремонтные работы проводятся в целях устранения дефектов, вызвавших изменение технических характеристик приборов и средств автоматизации. Для средств измерений - это прежде всего метрологические характеристики, а также внешний вид прибора (состояние отсчетного устройства, корпуса и его элементов, присоединительных и вспомогательных устройств). Требования, предъявляемые к техническим характеристикам приборов и средств автоматизации, регламентируются нормативно-технической документацией.
Ремонт приборов и средств автоматизации на пищевом предприятии осуществляет группа ремонта метрологической службы. При отсутствии в этой группе подразделений, выполняющих ремонт некоторых средств измерений, ремонт последних осуществляется в специальных прибороремонтных организациях, имеющих регистрационное удостоверение органов Госстандарта СССР на право ремонта средств измерений.
Существуют плановый ремонт, который проводится по графикам ППР, и внеплановый. Необходимость проведения первого обусловлена постоянным изменением характеристик приборов и средств автоматизации в результате износа и старения. Износ связан прежде всего с изменением состояния трущихся поверхностей и размеров изделий, загрязнением узлов кинематики в местах сочленения, возникающими под действием электрического тока электрохимическими процессами, и т. п. Однако даже в нерабочем состоянии приборы и средства автоматизации подвержены старению, связанному с необратимыми физико-химическими изменениями.
Скорость протекания процессов износа и старения зависит прежде всего от условий эксплуатации приборов и средств автоматизации: температуры и влажности окружающей среды, запыленности, присутствия агрессивных паров и газов, действия магнитных и электрических полей, вибрации и различных излучений. В неизменных эксплуатационных условиях влияние всех перечисленных факторов может быть оценено с точки зрения определения плановых межремонтных интервалов, обеспечивающих эксплуатацию приборов и средств автоматизации при условии нормального выполнения заданных функций.
Преждевременный выход из строя приборов и средств автоматизации возникает в результате перегрузки устройства из-за его неправильного включения или небрежного обращения. Такие виды отказов выявляются либо непосредственно в результате работы, либо при проведении периодической поверки средств измерений. В этом случае необходим внеплановый ремонт.
Плановый ремонт приборов и средств автоматизации чаще всего проводят в период ремонта технологического оборудования после окончания сезона переработки пищевого сырья. Внеплановый ремонт желательно выполнять с заменой ремонтируемых приборов- и средств автоматизации резервными устройствами.
К приборам и средствам автоматизации, направляемым в ремонт, должны быть приложены паспорта, аттестаты или другие технические документы о проведении поверки (если они имеются) и дефектные ярлыки с указанием вида ремонта (плановый или внеплановый). При внеплановом ремонте в ярлыке указывают характер неисправности, вызвавшей ремонт.
В зависимости от характера неисправности прибора и объема повреждений различают текущий и капитальный ремонты. Первый обычно производится на месте установки прибора силами ремонтного персонала, однако может проводиться и в ремонтной мастерской. Текущий ремонт - это минимальный по объему выполняемых работ вид ремонта, при котором обеспечивается нормальная эксплуатация средств измерения и автоматизации (СИА). Наряду с работами по техническому обслуживанию СИА текущий ремонт включает следующие работы:
Частичная разборка и сборка измерительных систем с заменой отдельных негодных деталей (колец, винтов, стрелок);
Частичная разборка и регулировка подвижных систем, исправление или замена поврежденных деталей (пружин, трубок, винтов, крепежных деталей), чистка и смазка узлов;
Замена элементов СИА, отработавших ресурс, устранение мелких поломок;
Проверка качества изоляции и состояния цепей измерения и питания СИА;
Исправление уплотнений, устранение люфтов в отдельных механизмах, набивка сальников, замена стекол и шкал;
Устранение неисправностей в сочленениях подвижных деталей.
На пищевых предприятиях большинство СИА подлежат текущему ремонту один раз в 6 мес, а приборы для измерения температуры и газоанализаторы - раз в 4 мес. Поверка завершает текущий ремонт.
Капитальный ремонт СИА проводится в ремонтной мастерской МС или в специализированной организации. Ему подвергаются приборы, имеющие значительный износ деталей, а также повреждения и поэтому требующие восстановления полного или близкого к полному ресурса с заменой или ремонтом любых деталей или узлов.
При капитальном ремонте наряду с выполнением части работ, входящих в текущий ремонт, могут осуществляться также следующие работы:
Установка и регулировка новых шкал или циферблатов;
Ремонт корпуса с рихтовкой установочных поверхностей;
Полная разборка и сборка измерительной части и отдельных узлов, промывка, ремонт или замена деталей (подпятников, пружин, подвесок, грузов и пр.), ремонт узлов или их полная замена;
Разборка и сборка механизмов записи СИ, их ревизия, чистка и замена;
Проверка измерительной схемы средства измерения (СИ), регулировка и подгонка показаний по контрольным точкам, подготовка СИ для сдачи поверителю.
Капитальный ремонт СИ на пищевом предприятии обычно проводится раз в 12 мес. Группа ремонта МС выдает также заявки подразделениям предприятия на изготовление и приобретение деталей, материалов и запчастей для ремонта СИА.
ПРОВОДКИ И ОБОРУДОВАНИЕ
Ремонт проводок и оборудования включает демонтаж, ремонт и монтаж отборных устройств и узлов установки первичных воспринимающих элементов, встроенных в технологическое оборудование, трубных проводок и кабельных линий, щитов, пультов и т. п. На пищевом предприятии эти работы выполняет группа технического обслуживания, а в центральной МС - группа монтажа и наладки в период остановки и ремонта технологического оборудования.
Остановка технологического оборудования бывает аварийной и плановой. Первая, как правило, кратковременная. Поэтому в этот период выполняют первоочередные неотложные работы, которые нельзя выполнить в процессе нормальной эксплуатации установки. Осмотру и проверке при этом подлежат те узлы систем автоматизации, исправность которых вызывала сомнения при текущем обслуживании приборов и средств автоматизации. Результаты аварийных монтажно-ремонтных работ фиксируют в оперативном журнале дежурного персонала.
При плановой остановке технологической установки в соответствии с действующими инструкциями и указаниями начальник смены последовательно отключает приборы и средства автоматизации, о чем делаются отметки в оперативном журнале. К монтажно-ремонтным работам приступают только после полной остановки технологической установки и отключения приборов и средств автоматизации. Вначале демонтируют те приборы и средства автоматизации, кабельные и трубные проводки, которые из-за своего расположения вблизи технологического оборудования и трубопроводов могут быть повреждены во время ремонта.
Монтажно-ремонтные работы ведут на основании дефектной ведомости, в которой указываются очередность и сроки выполнения работ, и общего графика проведения ремонтных работ. При составлении дефектной ведомости учитывают замечания эксплуатационного персонала.
При плановой остановке монтажно-ремонтные работы ведут в такой последовательности. В первую очередь выполняют работы, которые не могут быть произведены на работающем технологическом оборудовании, что связано с нарушением герметичности технологического оборудования и трубопроводов. К ним относится ремонт отборных устройств, регулирующих органов, сужающих устройств, трубных проводок, подключенных к отборным устройствам без запорной арматуры, и т. п. Во вторую очередь проводят работы, выполнение которых на действующем оборудовании связано со значительными трудностями или опасностью, как, например, ремонт соединительных трасс, проложенных в труднодоступных местах с высокой температурой окружающей среды. В третью очередь осуществляют ремонтные работы систем автоматизации, на которые отсутствует эксплуатационный резерв, а затем все остальные монтажно-ремонтные работы. Результаты плановых монтажно-ремонтных работ фиксируются в дефектной ведомости или специальных журналах.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К главе1
1. Назовите виды технической документации.
2. Какие основные разделы проекта Вы знаете?
3. В каких режимах может функционировать АСУ ТП?
4. Как осуществляется проектирование локальных систем автоматизации?
5. Как осуществляется проектирование автоматизированных систем управления?
К главе 2
1. Что такое структурные схемы?
2. Какие задачи решаются при проектировании структурных схем управления и контроля?
3. Что такое схема автоматизации?
4. Назовите задачи проектирования схем автоматизации.
5. Как осуществляется выбор измерительных приборов?
6. Как проводится выбор регулирующих приборов?
7. Каков порядок выполнения схем автоматизации?
8. Что такое принципиальная схема?
9. Назовите требования, предъявляемые к принципиальным схемам?
10. Какое управление называют централизованным?
11. Что такое алгоритм работы схемы?
12. Назовите методы разработки структурной схемы.
13. Какие требования необходимо учитывать при переходе к принципиальной схеме?
14. Как должны изображаться элементы на принципиальных электрических схемах?
15. Назовите особенности разработки принципиальных пневматических схем.
16. Назовите задачи проектирования систем электропитания.
17. Как осуществляется выполнение принципиальных электрических схем питания?
18. Как осуществляется выбор типа и конструкции щитов и пультов?
19. Назовите методы выполнения схем соединений внутрищитовых проводок.
20. Какие задачи стоят при проектировании электропроводок? трубных проводок?
К главе 3
1. Назовите виды обеспечении АСУ.
2. Какие структуры АСУ ТП Вы знаете?
3. Назовите функции оперативного персонала АСУ ТП.
4. Что входит в проектную документацию по организационному обеспечению?
5. Какие подсистемы входят в техническое обеспечение?
6. Какие документы входят в проектную документацию по техническому обеспечению АСУТП?
7. Какова структура программного обеспечения?
8. Назовите операционные системы.
9. Что относится к информационному обеспечению?
10. Что представляет собой метрологическое обеспечение?
11. Какими признаками характеризуются технологические комплексы?
К главе 4
1. Какие виды обеспечении характерны для систем автоматизированного проектирования?
2. Чем вызвана необходимость создания САПР?
3. Назовите уровни САПР.
4. Назовите задачи методологического обеспечения САПР.
5. Какие основные типы вычислительной техники Вы знаете?
6. Что такое автоматизированное рабочее место?
7. Назовите специфические операторы языка Бейсик,
8. Как осуществляется модификация информации?
9. Назовите принципы сохранения математического и программного обеспечении.
10. Как реализуются графические операции на микроЭВМ?
11. Изложите методику использования примитивов при вводе графической информации.
12. В чем состоит компоновка аппаратуры по щитам и пультам?
13. В чем заключаются задачи размещения?
К главе 5
1. Как организуются монтажные и наладочные работы?
2. Как монтируются отборные устройства и первичные измерительные преобразователи?
3. Как осуществляется монтаж приборов, регуляторов и исполнительных устройств?
4. Назовите этапы наладки локальных систем автоматизации.
К главе 6
1. В чем состоит организация работ при монтаже и внедрении АСУ?
2. Назовите стадии работ при монтаже АСУ.
3. Что входит в проект производства монтажных работ?
4. Назовите этапы наладки технических средств.
5. Назовите типы отладок.
6. Какие Вы знаете методы обнаружения и локализации ошибок в комплексах программ?
7. В чем состоит тестирование и что это? виды его?
8. В чем состоят комплексная наладка и отладка системы?
К главе7
1. Назовите задачи эксплуатации приборов и средств автоматизации.
2. Что включает метрологическое обеспечение службы эксплуатации систем автоматизации?
3. Что такое поверка средств измерений?
4. В чем состоит назначение первичного эталона?
5. В чем состоят задачи технического обслуживания службы эксплуатации систем автоматизации?
6. Назовите цель и средства ремонтных работ.