1 АНАЛИЗ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ

В соответствии с техническим заданием необходимо разработать систему автоматического управления насосной станцией участка термоупрочнения арматуры. Для этого необходимо провести анализ объекта автоматизации (на основе технического задания).

В объект автоматизации входят:

- 3 насосных агрегата типа NC1-200.420 с электродвигателями TE-90-280S;

- 2 насосных агрегата марки 2CMB 160-20 с электродвигателями A180S4;

- насосный агрегат марки BKC 2/26 c электродвигателем АИР112М4;

- резервуар УТМУ;

- дренажный приямок.

Первые три насоса объединены в I группу, следующие два - во II группу, а последний насос принадлежит III группе. Расположение оборудования насосной станции показано в 220301.2012.458.00.00.

Насосная станция предназначена для перекачивания воды из резервуара УТМУ (установки термоупрочнения) в блок водоподготовки. В резервуар УТМУ вода попадает из первичного отстойника (на плане расположения оборудования 220301.2012.458.00.00 не показан) через сливной карман. Далее, при достижении водой установленного уровня ( включаются два насоса I группы. Они будут работать до того момента, пока уровень воды в резервуаре УТМУ не уменьшится до минимально допустимого для работы данных насосов (. После этого насосы I группы отключаются.

Помимо резервуара УТМУ насосная станция включает в себя дренажный приямок - «емкость», в которую попадают случайные воды - например вода, капающая с трубопроводов. Из этого резервуара также необходимо выкачивать воду. Для этого, в объект автоматизации включены насосы II и III групп. Насос III группы предназначен для постоянного дренажа, т.е. для постоянного выкачивания воды (пока вода не уменьшится до минимального () уровня). Этот насос начинает работу при достижении водой установленного уровня .

На случай, если насос III группы не успевает выкачивать воду из дренажного приямка, предусмотрены насосы II группа, т.е. для аварийного дренажа. Эти насосы по очереди включаются при превышении водой уровней и соответственно, а отключаются при уменьшении уровня воды ниже .

При переполнении хотя бы одного из резервуаров и, соответственно, при затоплении машинного зала (место, где установлены насосы) насосы должны будут продолжать работать, пока вода либо не опустится до минимально допустимого для работы насосов уровня, либо пока машинный зал не затопит. Причем, если уровень воды в машинном зале (далее машзал) превысит , то должны быть отключены насосы I и III групп, а при превышении уровня - должны быть отключены насосы II группы.

При уменьшении уровня воды в резервуаре УТМУ ниже и необходимо включать звуковую и световую сигнализации. Они также включаются при достижении водой в дренажном приямке уровня и , а также при достижении водой в машзале уровней и .

Уровень воды - это главный параметр, влияющий на работу насосной станции. Поэтому этот параметр необходимо постоянно контролировать. Помимо уровня воды, необходимо постоянно измерять следующие параметры: давление воды, температура воды, температура в подшипниках насосов I группы, расход воды.

Давление воды необходимо измерять в патрубках насосов все трех групп, а также в напорном коллекторе насосов I группы (трубопровод, ведущий в блок водоподготовки - B13). Если давление в напорном коллекторе падает ниже , то необходимо включить резервный насос I группы. При этом включается звуковая и световая сигнализации.

Еще один измеряемый параметр - температура. Каждый из трех насосов I группы оборудован встроенным датчиком температуры в подшипниках. При превышении температуры в подшипниках насосов температуры включается звуковая сигнализация, а при достижении этого параметра значения необходимо отключить насос. Также необходимо измерять температуру воды, поступающей в блок водоподготовки (следовательно, измерение необходимо проводить в напорном патрубке насосов I группы).

Расход воды измеряется также в напорном трубопроводе насосов I группы. Этот параметр определяется скоростью вращения валов электродвигателей насосов I группы. Поскольку на участке термоупрочнению подвергается арматура различных диаметров, и для арматуры используют центральную линию прокатного стана, а для арматуры - левую и правую линии стана, то количество используемой для термоупрочнения воды будет разным. Поэтому и расход воды в напорном трубопроводе насосов I группы должен быть различным для разных видов арматуры. Так, при термоупрочнении арматуры расход должен в среднем составлять 1185 м³/ч, а для - 885 м³/ч. При этом, производительность насосов I группы при скорости вращения вала электродвигателя TE-90-280S об/мин составляет 783 м³/ч, а при об/мин - 467 м³/ч.

Данные о параметрах необходимо передавать на АРМ (автоматизированное рабочее место) оператора в блоке водоподготовки, при этом температуру и давление воды необходимо выводить на показывающие устройства, расположенные в непосредственной близости от места измерения.

Также, из 20301.2012.458.00.00 видно, что трубопроводы оборудованы обратными клапанами и задвижками, которые являются дополнительной защитой в случае аварии (например, при смене направления движения воды).

В таблицах 1, 2, 3 приведены технические характеристики двигателей насосов I, II и III групп, а в таблице 4 - допустимые диапазоны параметров системы.

Таблица 1 - Технические характеристики двигателя TE-90-280S [1]

Таблица 2 - Технические характеристики двигателя A180S4 [2]

Таблица 3 - Технические характеристики двигателя АИР112М4 [3]

Таблица 4 - Допустимые значения параметров системы